恐竜の生きた子孫

中国北東部の田舎の松林で、険しい頁岩の斜面に、この遼寧省が淡水の湖で覆われていた1億2500万年前に絶滅した生物の遺骨がぎっしり詰まっています。 当時、この地域は定期的に火山噴火があり、何百万という爬虫類、魚、カタツムリ、昆虫が火山灰に埋もれていたのである。 私は無数の化石の間をそっと歩き、手のひらほどもある頁岩の板を手に取り、ロックハンマーでその縁を叩いた。

中国を代表する古生物学者の一人、周中和氏は微笑む。 「

この先史時代の被災地から、古生物学の新時代を告げる化石が発見されたことを周氏らが発表したのは1995年のこと。 その化石はカラスほどの大きさの原始的な鳥で、数百万年前に湖の上を飛行していたときに、火山ガスで窒息した可能性があるとのことです。

それまで、先史時代の鳥の化石は、世界のどこでもほんの一握りしか発掘されていませんでした。 これは、当時も現在と同様、鳥類は魚類や無脊椎動物に比べてはるかに少なく、また、土石流、タールピット、火山噴火など、動物を捕らえてその痕跡を永遠に保存する地質現象から、鳥類の方が容易に逃れられたためでもあります。

北京の中国科学院脊椎動物古生物学・古人類学研究所 (IVPP) で働く Zhou は、遼寧省の驚くべき骨層が、最古の鳥類の化石記録における多くの空白を埋めるかもしれないと信じています。 彼はこれ以上ないほど予言的中させた。 この15年間で、易占層と呼ばれる古代の湖底から、何千という鳥の化石が精巧に保存された状態で発見されたのだ。 また、この地域からは、これまで誰も見たことのないような素晴らしい恐竜の標本も発見された。

陸上脊椎動物の中で最も多様なグループであり、1万種近くが現存する鳥類が、恐竜から直接派生したという考えは新しいものではありません。 これは、イギリスの生物学者トーマス・ヘンリー・ハクスリーが、1870年に発表した論文『恐竜の爬虫類と鳥類の親和性に関する更なる証拠』において提起されたものです。 ハクスリーは、おそらくチャールズ・ダーウィンの進化論を熱心に弁護したことで有名な解剖学者であるが、七面鳥ほどの大きさの恐竜コンプソグナトゥスと、ドイツで発見されて1861年に記載されたアルケオプテリクスの骨の構造にほとんど違いがないと考えたのである。 ハクスリーは、ダチョウやその他の現代の鳥類を見たとき、小型の恐竜を見たのだ。

それでも、何十年もの間、恐竜と鳥の関係を疑う研究者たちは、解剖学的な正論も述べていました。

それでも、何十年もの間、恐竜と鳥の関係を疑う研究者たちは、解剖学的に正当な主張をしてきました。彼らは、恐竜には、鎖骨の融合、エアポケットだらけの骨、柔軟な手関節、3足歩行など、鳥らしい特徴がたくさん欠けている、と言いました。

1960年代後半、モンタナ州で発掘された恐竜の骨格化石が、この仮定を覆し始めました。

1960年代後半、モンタナ州から発掘された恐竜の骨格化石が、その思い込みを覆し始めました。両後足にある鎌状の爪から「恐ろしい爪」と呼ばれるデイノニクスは、頭から尾まで約11フィートあり、しなやかな肉食獣でした。 さらに、その骨格は始祖鳥の骨格に類似していた。 やがて科学者たちは、鎖骨が融合した恐竜が一般的であることを発見し、興味をそそる物証を集めていった。 デイノニクスやヴェロキラプトルの骨にはエアポケットがあり、手首の関節が柔軟であることがわかった。 恐竜の形はどんどん鳥に近づいているのだ。 「

しかし、恐竜には見つかっていない重要な特徴があり、この解剖学的リンクの証拠を得るまでは、ヒヨドリとトリケラトプスが親類だと完全に安心できる専門家はほとんどいないでしょう：羽毛です。

1996年8月、中国の貧しい農民、李英芳は、私が魚の化石を探した場所から車で1時間のところにあるシエトゥン村で、史上最大の化石を発見したのである。 今はその場所に建設された恐竜博物館に常勤する李さんは、「植林のための穴を掘っていたんですよ」と振り返る。 その穴から、長さ1.5メートルの頁岩の板が出てきた。 化石発掘の経験者である李さんは、その板を割ってみると、見たこともないような生物が目に飛び込んできた。

その鳥のような頭骨、長い尾、そして羽のようなものが印象的でした。

その羽から、李の板を購入した国立地質博物館の当時の館長、季強はそれを新種の原始鳥と仮定しました。

その年の10月に北京を訪れた古生物学者フィリップ・カリー（現アルバータ大学）は、その標本を見て、古生物学の常識を覆すものだと確信しました。 翌月、長年中国に携わってきたカリーは、脊椎動物古生物学会の年次総会で同僚にその写真を見せました。 その写真は、ショーの主役となった。 国立自然史博物館の古生物学者、ハンス・ディーター・スース氏は、「とても素晴らしい化石でした」と振り返る。 「センセーショナルでした」。 欧米の古生物学者たちは、すぐにこの化石を見るために北京に巡礼にやってきた。

羽毛があるにもかかわらず、骨格はこの新種が恐竜であることを疑う余地もなく、「シノサウロプテリクス」（「中国のトカゲの翼」を意味する）と名付けられました。 この化石を包んでいた堆積物中の放射性元素の年代測定から、この種は約1億2500万年前に生息していたことが判明しました。 この化石は、うろこ状の皮膚から突き出ている細長いフィラメントを持つことから、ほとんどの古生物学者は、この動物がこれまでに発掘された最初の羽毛恐竜であると確信している。

古生物学者は、中国の標本を分析することによって、化石記録のギャップを埋め、さまざまな恐竜の進化的関係を追跡してきました。

ほとんどの恐竜は、鳥を生み出した系統には属さず、恐竜の家系図の他の枝を占めていたのです。

ほとんどの恐竜は、鳥類を生み出す系統には属さず、恐竜の家系図の別の枝を占めていました。シノサウロプテリクスは、羽毛を持っていましたが、古生物学者は非鳥類恐竜と呼んでいます。 この発見は、古生物学者たちに、悪名高い肉食恐竜ヴェロキラプトルやティラノサウルスなど、他の非鳥類型恐竜に対する見方を改めさせるきっかけとなった。

羽毛の化石が豊富にあることで、古生物学者は基本的な疑問を検証することができました。

羽毛の化石が豊富にあることで、古生物学者は「なぜ羽毛が進化したのか？ 今日、羽毛が多くの機能を果たしていることは明らかです。鳥が体温を保ち、水をはじき、仲間を引きつけるのに役立っています。 しかし、ダチョウやペンギンのように、羽毛があっても飛べない鳥もいる。

羽毛のある恐竜の多くは、羽毛のある手足の長さに対して、翼がないか、重すぎて飛べませんでした。

羽毛が長い年月をかけて、しなびた繊維から繊細な飛行器具に変化した様子を解読すれば、恐竜から鳥への移行と、この複雑な形質を自然選択がいかに作り上げたかが明らかになります。 IVPPのシュウ・シンほど古代の羽毛を熟知している科学者はいない。 彼は中国全土から40種の恐竜を発見しており、これは現存する他のどの科学者よりも多い。 北京動物園の向かいにあるIVPPの彼のオフィスは、化石や鋳型で散らかっています。

徐は、羽毛の進化を漸進的なプロセスとして想定しています。 最も原始的な形の羽毛は、爬虫類の皮膚から突き出た、羽毛に似た1本のフィラメントでした。 この単純な構造ははるか昔に遡り、翼竜でさえも一種のフィラメントを持っていました。

単一フィラメントの出現の後、根元で結合した複数のフィラメントが登場しました。

一本のフィラメントが出現した後、複数のフィラメントが根元で結合するようになり、次に化石記録に現れたのは、中央の軸から発射される一対のバーブでした。

一本のフィラメントが出現した後、複数のフィラメントが根元で結合され、次に中央の軸から一対のバーブが発射され、最終的には、バーブが密集した列が平面を形成し、現代の鳥類のいわゆる半羽根の基本設計図ができあがりました。

これらの羽毛はすべて、ティラノサウルス・レックスや鳥類、その他のマニラプトランを含む恐竜亜目である獣脚類の化石の印象で発見されたものです。 この恐竜の尾には、まばらな1本のフィラメントがあった。 なぜ、ある系統の恐竜にはフィラメントが現れ、他の系統の恐竜には現れないのか、その理由は明らかではない。 「羽毛のような構造が恐竜の歴史のごく初期に進化し、あるグループはその構造を維持し、別のグループはそれを失ったという可能性があります」とシュー教授は言う。 「しかし、最終的にマニラプトランで羽毛が安定化し、現代の羽毛に進化したのです」と彼は言う。 あるいは、フィラメントが異なる時期に独立して進化したのかもしれない。

元々、単一のフィラメントは、クジャクの虹色の羽に相当する恐竜のディスプレイ用であった可能性があります。 1億2500万年前の羽毛の本当の色が明らかになったとき、その説を裏付ける鮮やかな証拠が現れました。 鳥類の羽毛や爬虫類の鱗には、メラニン色素を保持する小さな袋であるメラノソームが存在する。 恐竜の羽毛にもメラノソームがあるのではないか、と多くの古生物学者が考えていた。 IVPPの張福成は、ブリストル大学のマイク・ベントンの研究室で、鳥や恐竜の化石を電子顕微鏡で撮影し、1年以上かけてメラノソームを探し出しました。 その結果、2009年にConfuciusornisのメラノソームが、羽毛に灰色や黒色を与えるユーメラニンと、栗色から赤褐色を与えるフェオメラニンを含んでいることを突き止めたのです。

この動物の羽毛には、白、黒、橙褐色の斑点がありました。

シノサウロプテリクスはさらに見事で、背中と尾を走るフィラメントが、この恐竜をオレンジと白のストライプの床屋のポールのように見せているに違いないとZhang氏は発見しました。

初期の羽毛は、他の目的も兼ねていたかもしれません。

初期の羽毛は、他の目的もあったかもしれません。中空のフィラメントは、今日のトカゲのフリルのように、熱を放散させたかもしれません。 他の古生物学者は、羽毛は最初、熱を保持するために進化したと推測しています。 モンゴルで発掘された7500万年前に生息していた獣脚類のオヴィラプトルの化石は、卵の詰まった巣の上にしゃがんでいたことから、そのことがよくわかる。 オビラプトルは卵の中央に足を入れ、長い前肢で卵の周辺を包み込むような姿勢で、卵を温める鳥のような気難しい姿をしていたのだ。 オヴィラプトルの近縁種の恐竜は羽毛で覆われており、オヴィラプトルもそうであったことが示唆された。 「

もちろん、羽は最終的には飛ぶための道具になりました。 古生物学者の中には、恐竜が初めて木を占有するために羽毛を使ったというシナリオを思い描く人もいます。 「恐竜は足首に関節があるため、足を回転させることができず、うまく登ることができなかったのです。 恐らく羽毛は、木の幹をよじ登るのに役立ったのでしょう」とカラノは言う。 七面鳥のような主に地上で生活する種の雛鳥は、このように羽を使うのです。 羽毛は何百万年もかけて空気力学的に強くなり、最終的には恐竜が木から木へと滑空できるようになったのかもしれない。

遼寧省の頁岩層から発見された最も魅力的な標本の1つが、2003年に徐が発見したマイクロラプトル（Microraptor）です。

遼寧省の頁岩層から発見された最も魅力的な標本の1つが、2003年にXu氏が発見したマイクロラプトルで、体長は1～2フィート、体重はわずか2ポンド（約15kg）でした。 ドロマエオサウルス科のミクロラプトルは、鳥類の祖先ではないが、これまで発見されたどの羽毛恐竜とも異なっていた。 Xu氏はこの恐竜を「4枚羽」と呼んでいるが、これは腕と脚に長いペン状の羽毛が生えていたためだ。

昨年、Xuは同じく遼寧省で別の種類の四翼竜を発見しました。

昨年、徐は同じく遼寧省で四翼恐竜の新種を発見し、四翼飛行が偶然ではないことを示すとともに、新種のAnchiornis huxleyiは、トーマス・ヘンリー・ハックスレーに敬意を表して名付けられた、最も古い羽毛恐竜であることを示しました。 この種は、1億5500万年から1億6000万年前のジュラ紀の湖底堆積物から発見された。 この発見によって、鳥類と恐竜の進化的関連性に対する最後の反論が消えた。 何年もの間、懐疑論者たちは、いわゆる「時間的パラドックス」を持ち出していた。つまり、始祖鳥より古い羽毛恐竜は存在しないのだから、恐竜から鳥が発生することはありえないというものだ。 しかし、その考えは一掃された。

四翼恐竜は、最終的に生命の木の枯れ枝となり、約 8000 万年前に化石記録から姿を消しました。

恐竜はいつ鳥に進化したのでしょうか。

恐竜はいつ鳥に進化したのでしょうか。 「進化の歴史の深いところでは、鳥と恐竜の間に線を引くことは非常に難しいのです」とシューは言う。 首の椎骨の形や腕の相対的な長さなどの小さな違いを除けば、初期の鳥類とヴェロキラプトルのようなマニラプトラの仲間は非常によく似ています。

「もし今日、始祖鳥が発見されても、鳥とは呼ばないと思います。

「もし今日、始祖鳥が発見されたら、鳥とは呼ばないでしょう。羽毛恐竜と呼ぶでしょう」とカラノは言います。

一方、最初のくちばしと最初の脛骨、つまり羽毛を支える融合した尾椎を持つ孔雀竜は、本当に鳥のように見えます。 「

6500万年前、白亜紀の幕を閉じた大量絶滅で、最後の非鳥類恐竜が絶滅して以来、鳥は恐竜とは異なる他の特徴を進化させました。 現代の鳥類は、最も機敏なヴェロキラプトルよりも高い代謝能力を持っているのだ。 歯は鳥類の進化のある時期に姿を消した。 鳥類の尾は短くなり、飛行能力は向上し、脳は恐竜より大きくなった。 また、現代の鳥類は、マニラプトルの祖先とは異なり、外反母趾が他の指から突き出ており、それによって鳥がとまることができるようになっている。 「このように、鳥類は、非鳥類のマニラプトランの長い腕と大きな手から、次第にKFCで食べる手羽先のような形になっていくのです」とスーズ氏は言う。

朝陽は、埃っぽい通りを持つ無味乾燥な中国の都市で、その暗い一角は19世紀のアメリカの炭鉱町のような険しさを連想させます。

ある通りには、魚の化石を売る店が軒を連ねています。

ある通りには、魚の化石を売る店が並んでいます。 人気なのは、数十枚の小さな板を中国の地図に見立てたモザイクで、魚の化石が首都北京に向かって泳いでいるように見える（台湾を表す魚がないと地図は完成しない）。 昆虫、甲殻類、植物などの化石も売られている。 科学的価値のある化石の取引は法律で禁止されているが、あまり慎重でない業者は恐竜の化石を売ることもある。 最も重要な標本は、「科学者が街の化石店で発見するのではなく、それを掘ったディーラーや農夫の家で発見される」と周は言います。

シノサウロプテリクス以外にも、いくつかの重要な標本は、科学的発掘ではなく、アマチュアによって発見されたのです。 周氏らの課題は、個人のコレクションに消えてしまう前に、ホットな標本を見つけることです。

化石ショップの在庫のほとんどは、農民が畑の手入れをしていないときに化石層を切り開いたものだそうです。

化石ショップの在庫のほとんどは、農作業の合間に化石を掘り起こす農民たちによるものです。 羽毛恐竜なら数千ドル、1年分の収入になる。

周は化石を手に取り、金網のついた眼鏡で覗き込む。 「会長、こっちに来て見てください」と周は張（IVPPの従業員組合の会長として、遊び心のあるあだ名で呼ばれるようになった）に言う。 Zhang examines the specimen and adds it to a pile that will be hauled back to Beijing for study—and, if they are lucky, reveal another hidden branch of the tree of life.

Richard Stone has written about a Stonehenge burial, a rare antelope and mysterious Tibetan towers for Smithsonian.