魚類の顎はこれまで考えられていたよりも数百万年も早く発達した

恐ろしいほど鋭い歯が何列も並んでいなければ、一般的なホホジロザメ ( Carcharodon carcharias ) はそれほど恐ろしくはないでしょう。その太古の祖先 (棘魚類として知られる) はさらにとげとげしく、ひれには剛毛の棘がありました。現在、中国で発見された新しい魚の化石骨格は、次に古い標本よりもなんと 1500 万年も古く、「議論の余地なく最古の顎魚類」です。

中国科学院、曲靖師範大学、英国バーミンガム大学の研究チームは、ネイチャー誌に掲載された論文の中で、新種のFanjingshania renovatais （略してF. renovata ）は棘皮動物に似た体を持つと述べている。この種は軟骨魚綱（現代のサメやエイ）と硬骨魚綱（硬骨魚類）の中間に位置する。古生代に生息していた種で、 F. renovataは現代の魚綱と魚群の両方に共通する未発見の祖先の近縁種である可能性がある。

研究チームは数千の小さな骨格片からF. renovataの復元を行い、この魚が外側に骨質の「鎧」を持ち、複数対の鰭棘を持つ変わった魚であることが判明した。これらの棘により、この魚は現在の顎魚や軟骨を含むサメやエイ、および骨質の条鰭類や肉鰭類とは区別される。この新種は中国南部の栄西層の骨層サンプルから発見され、ユネスコ世界遺産の梵景山にちなんで命名された。

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「これは解剖学的に知られている最古の顎魚類です」と中国科学院古脊椎動物学・古人類学研究所（IVPP）の朱敏氏はプレスリリースで述べた。「新しいデータにより、ファンジンシャニアを初期の脊椎動物の系統樹に位置づけることができ、顎、感覚器官、一対の付属肢など脊椎動物の重要な適応の起源につながる進化の過程について、非常に必要な情報を得ることができました。」

この発見は、地球の海に多種多様な魚類が泳ぎ始めた約4億1920万年前から3億5890万年前のデボン紀、つまり魚類の時代が始まる数千万年前に、主要な脊椎動物グループが多様化し始めたことを示す証拠を示している。

研究によると、 F. renovataには、既知の現代や古代の脊椎動物とは異なる特徴がいくつかある。肩に沿って装甲があり、それが一体となって融合し、他の既知の棘突起類よりも広い面積を覆っている。

そのとげのあるひれは、歯のような珍しい鱗で覆われており、おそらく塊になって抜け落ち、再生するだろう。現在生きているサメも歯が抜けて再生するが、このようにして置き換わることはない。F . renovataの化石化した骨には、吸収、つまり骨や歯の一部が壊れて後に置き換わる証拠が見られる。このプロセスは通常、生物の発達中に起こる。

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「現代の軟骨魚類とその絶滅した祖先を含む軟骨魚類では、このレベルの硬組織の変化は前例がない」と、曲靖師範大学の研究者で論文の筆頭著者であるプラメン・アンドレーエフ氏は声明で述べた。「これは、顎魚類の多様化が始まった時点で、石化した骨格の発達の可塑性が現在理解されている以上に大きかったことを示している」

F. renovata は、同じ研究チームが栄西層で発見したいくつかの化石のうちの 1 つです。研究チームは、 Nature 誌の別の研究で発表した絶滅した顎魚類の別の種 ( Qianodus duplicisまたはQ. duplicis ) について説明しています。この種も約 4 億 3900 万年前のものですが、化石化した鱗と歯からのみ説明されているため、研究者たちは、この種が正確にどの魚類グループに属していたかについて、より不確かな状況にあります。

この遺跡で発掘された他の3種の絶滅した魚には、 Xiushanosteus mirabilis 、 Shenacanthus vermiforis 、 Tujiaaspis vividusがある。いずれもF. renovataやQ. duplicisほど古くはないが、 X. mirabilisとS. vermiforisは、初期の顎魚類として知られている他のどの種よりも古い。

新たに発見された種は、顎魚類の進化について科学者がこれまでに知っていたことを覆すものとなっている。研究者らは当初、この進化は約 4 億 2000 万年前に起こったと推定していたが、現在ではその飛躍はそれよりも 2000 万年も前になると考えられる。

「この新たな発見は、顎のある魚類が最も近い顎のない祖先から出現した時期を大幅に短縮することで、脊椎動物の進化に関する既存のモデルに疑問を投げかけるものだ」とバーミンガム大学のイヴァン・J・サンソム氏は声明で述べた。「これは、初期の脊椎動物の進化速度や、これらのグループにおける形態的変化と分子的変化の関係を評価する方法に大きな影響を与えるだろう。」