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2016年8月10日 (水)

やぶにらみ生物論28: 白亜紀の生物3

本稿「白亜紀3」では、まず哺乳類の進化についてみてみます(図1)。哺乳類は三畳紀にサイノドンから分岐したようです。まず単孔類のような生物が生まれ、その後ジュラ紀に有袋類と有胎盤類(真獣類)が出現したと考えられています。

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哺乳類(哺乳形類)の化石は今のところ2億2500万年前(三畳紀後期)に生きていたアデロバシレウスが最古とされています。アデロバシレウスはサイノドンと哺乳類の中間的な生物かも知れません。アデロバシレウスやその他の三畳紀の原始的哺乳類(哺乳形類)の復元図はすでに示しました(1)。哺乳類は単系統とされているので、私たちすべての哺乳類の祖先がアデロバシレウスかもしれません。ただ三畳紀のサイノドンは、かなり哺乳類に近い顎や耳の骨を持つように進化してきていたので、いくつかの系統から哺乳類が進化してきた可能性は残されているのではないかと私は思っています。

哺乳類の遺伝子解析によれば、単孔類と有袋類・有胎盤類が分岐したのは、2億3100万~ 2億1700万年前(三畳紀中期から後期)と推定してされています(2)。これは系統図におけるアデロバシレウスの位置決めにとっては微妙です。2つの系統がわかれる前の生物だったのか、それとも後だったのかがわかりません。専門家は哺乳形類(原始的哺乳類の意味)という枠を設けて、そこにとりあえず放り込んでいます。

単孔類に属するカモノハシとハリモグラ(図2 ウィキペディアより 以下同)はいまでもオーストラリアとパプアニューギニアに生きています。彼らは尿道・生殖道・結腸の出口が共通で、この点が有袋類や有胎盤類と異なります。カモノハシは卵生で、鳥類などと同様、親が抱卵して暖めますが、ハリモグラは繁殖期にできる育児嚢のなかに卵を産み、そこで孵化するまで育てます(2)。単孔類の母親は乳首は持っていませんが、乳腺はもっており、孵化した子は母乳によって哺育します。中生代の単孔類にはよい化石がなく、復元も困難だそうです。新生代の化石からは歯を持ったカモノハシがみつかっています(3)。

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有袋類は現在でも多数の種類がオーストラリア、パプアニューギニア、北南米に生きています。彼らは尿道・生殖道は一体ですが、肛門が分化して結腸の出口は別になりました。また胎盤をもっていないか、胎盤が未発達なため、非常に未熟な段階で子供を産み落とし、育児嚢のなかで育てることになります。内温動物でありますが、気温により保ちうる体温が変動するなど、有胎盤類や多くの鳥類に比べ、体温調節能力は低いとされています。

有袋類の中生代の化石は稀少ですが、1億2500万年前(白亜紀前期)のシノデルフィスという生物の化石が中国でみつかっています。これはかなり良い状態で、毛皮の存在までわかる全身(全長約15cm)の化石で、オポッサムのような感じです(図3)。BBCニュースの復元図です(4)。川崎悟司氏も復元図を描いています(5)。

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有胎盤類は現在主流となっている哺乳類で、ヒトももちろん含まれます。有胎盤類(真獣類)で特筆されるのは、ジュラマイアという1億6000万年前の生物の化石が見つかっているという点です。現存生物のDNAを比較すると、有袋類と有胎盤類が分岐したのは1億6000万年前くらいということですので(6)、ジュラマイヤは分岐したばかりの有胎盤類といえるでしょう。ジュラマイヤはマウスくらいの大きさの生物で、樹上生活に適した前肢の構造が認められるそうです(6、7)。昼間は安全な樹上で休み、夜間に地上で昆虫を捕食するなどの活動していたのかもしれません。

ジュラマイヤよりさらに完全な化石が2013年に中国で発掘されました(8)。これはハラミヤという、やはり1億6000万年前に生きていた、現在で言えばハタネズミのような感じの生物ですが、リスのような樹上生活をしていたと考えられています。硬い木の実を食べられるような歯をもっていました。多丘歯類(あとで登場)と近縁とも言われています。この復元図(図4)は出所不明なので、問題があれば下のコメント欄をクリックしてご指摘下さい。その際は直ちに削除します。

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同時期にやや毛色の違うカストロカウダというビーバーに似た生物も生きていました(図5)。体長約45cmで、水中で魚を補食していたと思われます。サイノドンと哺乳類の中間的な生物のようです。樹上とか河川などは恐竜があまり得意でないニッチで、われわれの祖先はそのような場所を見つけてしぶとくジュラ紀・白亜紀を生き抜いたのでしょう。

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やはり1億6000万年前の地層から、ルゴソドンという多丘歯類(齧歯類に近い)の化石もみつかっています。ラットとリスの中間的な印象ですが、雑食性の樹上生活者だったようです。くるぶしが180℃回転するという、樹上生活に適した体の構造を持っていました。この後白亜紀大絶滅も生き延びて、多丘歯類は哺乳類の中ではかなり繁栄したグループと言えます。最終的には類似した齧歯類との生存競争に敗れたと思われ、現存している種はありません。ルゴソドンについては、美しいイラストと詳しい解説が文献(9)にあります。

ジュラ紀・白亜紀に恐竜とまともにニッチを争って生きていた哺乳類は少なかったと思われますが、ゴビコノドン類(トリコノドンタ)はまさしくそのような生き方をしていたと考えられています。体長1mくらいのものもいたようで、レペノマムスは恐竜の幼体を襲って食べていた証拠もみつかっています。図6としてウィキペディアに出ていたゴビコノドンの復元図を貼っておきます。すばらしいイラストですが、耳が妙に人間的なのが気になります。

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1億2500万年前のエオマイヤの化石も美しく印象的です(図7)。全身がまるごとみられることと、明らかに体毛が化石として残っているのがすごいところです。哺乳類やサイノドンは体毛を持っていたと考えられていますが、実際に化石として残っているのは、これが今のところ最古でしょう。この生物も原始的な有胎盤類と考えられています。復元イラストは文献(10)を参照してください。ジュラマイヤが発見されるまで、この生物の化石が最古の有胎盤類でした。

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哺乳類は樹上を自分たちのニッチとして獲得したと思われるのですが、それ以外にも重要な点があります。それは彼らが夜間の行動を得意としていたことです。その名残は現在でもみられます。恐竜の末裔である鳥類は4原色の非常にカラフルな世界で生きていますが、「とり目」と言われるように多くの鳥類は夜が苦手です。一方哺乳類はほとんどの種類がモノクロに近い世界で生きていて、一部の霊長類だけが3原色の色彩世界で生きています。もともと夜行性の生物は色彩の認識は不用で、むしろ光に対する感度を高める方が重要でした(11)。

夜行性ということは、私たち哺乳類の特性と密接に結びついています。上記の目の感度上昇、耳の感度上昇、においの感度上昇、これらは脳の機能の発達と関係があります。体毛を持つ内温動物であることも、寒い夜に行動するには大きなメリットです。感覚毛(ヒゲ)の発達も、暗闇で目鼻を傷つけないため大事でしょう。

参照サイトおよび文献:

1) http://morph.way-nifty.com/grey/2016/06/post-12e9.html

2) http://www.seibutsushi.net/blog/2008/02/404.html

3) http://natgeo.nikkeibp.co.jp/nng/article/news/14/8517/

4) http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/3311911.stm

5) http://www.geocities.co.jp/NatureLand/5218/sinoderufisu.html

6) http://natgeo.nikkeibp.co.jp/nng/article/news/14/4773/?ST=m_news

7) http://blogs.scientificamerican.com/observations/jurassic-mammal-moves-back-marsupial-divergence/

8) http://natgeo.nikkeibp.co.jp/nng/article/news/14/9710/

9) http://science.sciencemag.org/content/suppl/2013/08/15/341.6147.779.DC1/Yuan-SM.pdf

10) http://www.geocities.co.jp/NatureLand/5218/eomaia.html

11) 「恐竜vsほ乳類」NHK恐竜プロジェクト著 監修:小林快次 ダイヤモンド社(2006)

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