驚くべき化石が動物がどのように土地を征服したかの物語を書き換える

精巧に保存された3億年前の一連の化石は、初期の四肢脊椎動物が幼体期と成体期の間で変態を受けていなかったことを示しており、陸上生命の進化に関する伝統的な考えに疑問を投げかけている。

シカゴのフィールド自然史博物館のジェイソン・パルド氏は、「私たちは長い間、これらの動物は広く両生類に似ており、この生活環が水中の生物と陸上の生物の間の溝を埋めるものだと考えてきました」と語る。

現在の爬虫類、鳥類、哺乳類、両生類は、約 3 億 9,000 万年前に葉鰭のある魚から進化した四足動物と呼ばれるグループに属しています。しかし、オーストラリアのアデレードにあるフリンダース大学のジョン・ロング氏によると、これらの祖先の葉鰭を持つ魚類の初期の発生段階についてはほとんど何も知られていなかったという。

フィールド博物館のパルド氏と同僚のアルジャン・マン氏は、シカゴ南西のメイゾンクリーク化石遺跡で1960年代から1990年代にかけて発見された化石のコレクションを調査した。保存された動物は、3 億 700 万年から 3 億 900 万年前の石炭紀に生息していました。

エンボロメアは成体の体長が約 2 メートルで、石炭紀の最大の四足動物であり、頂点捕食者の 1 つでした。彼らはほとんどの時間を水中で過ごしますが、足が短いため陸上に登ることができます。

化石には長さ2センチメートルの赤ちゃんのエンボマーが2つ含まれており、科学者らは軟組織や卵黄さえ見ることができるほど保存状態が良かった。

オタマジャクシでは、卵黄嚢は孵化後数日間、エネルギーの貯蔵庫として体内に残ります。しかし、エンボロメアの若い魚は、肺魚などの若い魚の場合と同様に、体外に卵黄嚢を持っています。

オタマジャクシなどの水陸両生の幼生には、水中で呼吸できるようにする外鰓がありますが、若いエンボマーにはそれがありません。「これらの動物の進化の初期には外えらがないことが、喫煙の武器となったのです」とパルド氏は言う。

パルド氏は、頭蓋骨と骨格には「成体のエンボロメアに見られるすべての重要な部分」が含まれていると述べた。化石は、塞栓マーが孵化してから成体に達するまで、多かれ少なかれ同じままであることを示しています。

「人間の体は、生まれてから成人するまで基本的に同じように機能しますが、年齢を重ねるとプロポーションは変化しますが、カエルやサンショウウオのような急激な変化は経験しません」とパルド氏は言う。「私たちの化石は、この種の生活環が私たちの初期の陸上の祖先にとっても標準であったことを示しています。」

エンボロメアは水生生物であったが、入手可能な証拠は、私たちの初期の陸上祖先にはオタマジャクシのような段階さえなかったことが示されているとパルド氏は主張する。研究チームは、エンボロメアと同じ時代、同じ場所に生息していた他の2種の初期四足動物の化石も研究した。

「これらのどれも、オタマジャクシのような状態の証拠を示していません」とパルド氏は言う。「初期の肺魚やシーラカンスなど、他の魚食性の四足動物の近縁種も同様でした。では、オタマジャクシの段階がどこかに出現し、その後失われるということはあり得ないのでしょうか? おそらく、しかし私たちが持っているデータでは、消滅した可能性は低いです。」

ロング氏は、この研究は切望されていた知識のギャップを埋めるものであると述べている。「これは、一部の科学者が以前考えていたように、約3億800万年前に生息していた初期の四足動物に似た魚類は、陸地に侵入するためにオタマジャクシ段階に進化する必要がなかったことを示している。」