これらの古代の鳥にとって岩はメニューだったのでしょうか?

1億2千万年前にタイムスリップすると、上空を飛ぶ鳥の大半は、現在では絶滅したエナンティオルニス類に属する鳥になります。この鳥は、今日私たちの餌箱にやってくる鳥とよく似ていますが、歯を見せて笑い、翼の先には爪があります。しかし、彼らの食性は、いまだに謎に包まれています。

白亜紀前期に最も豊富で多様なグループであったこれらの古代鳥は、過去 1 世紀に中国北西部で発見された羽毛化石のほぼ 75% を占めています。しかし、証拠がたくさんあるにもかかわらず、胃の内容物の保存状態があまり良くないため、分析が困難でした。今月Frontiers in Earth Scienceに発表された論文は、エナンティオルニスの食習慣を明らかにし、化石化した軟組織の研究の今後の道筋を示しています。

この新しい研究は、中国の熱河生物群の鳥から発見された石英結晶に焦点を当てている。2015年に、中国科学院古脊椎動物学・古人類学研究所（IVPP）の研究者は、化石化したボハイオルニス・グオイが、食物を消化管ですりつぶすために意図的に2つの岩石を飲み込んだという結論を下した。しかし、他の熱河化石との比較をさらに進めたところ、その岩石は食物を消化するのに通常使用されるものとあまり似ていないことが明らかになった。

多くの場合、化石の胃の中に保存された岩石が発見されると、研究者たちは、その生物が種子や昆虫などの固い食物の消化を助けるために小さな岩石を使用していたことを示唆します。胃石と呼ばれるこれらの特別な石は、胃ミルと呼ばれる消化管の一部に留まります。魚類や爬虫類を含むいくつかの動物は、今でもこの行動を示します。同様に、現代および古代の鳥類を研究している研究者は、食後に消化器系から粘液やその他の残骸を取り除くために摂取された「ラングル」と呼ばれる小石の証拠を発見しました。

これまでの研究結果を踏まえ、最近の論文の筆頭著者でIVPPの元大学院生であるシュミン・リウ氏は、ボハイオルニスの化石の胃石の組成を分析することにした。リウ氏は、サンプルを研磨して結晶を薄くし、顕微鏡で詳細に観察できるようにすることでサンプルを調べた。また、サンプルの表面を電子ビームで走査する技術である走査型電子顕微鏡を使用して、標本の拡大画像も作成した。最後に、サンプルの分子内の電子を励起して特徴的な信号を引き出すエネルギー分散型顕微鏡を使用して、岩石の化学組成を特定した。

こうすることで、リュー氏は、ほぼすべての点で保存された胃石とは一線を画す石のプロファイルを作成することができた。「それらは玉髄と呼ばれる鉱物で、基本的には堆積岩に生える石英です」と、シカゴのフィールド自然史博物館の爬虫類化石担当副学芸員で、この研究の共著者の一人であるジンマイ・オコナー氏は言う。「また、痕跡は非常に薄いので、化石の形成中に起こったことを裏付けています」。生きた動物に飲み込まれた岩石は、時間の経過とともに圧力がかかっても丸い形を維持する。しかし、ボハイオルニス・グオイの玉髄の最大部分は平らで、死後に鳥の骨格に蓄積された可能性が高い。

また、結晶が化石自体から生成された可能性もある。「炭素が鳥の（軟組織）本来の炭素である可能性は高い」とオコナー氏は言う。「しかし、それを検証するにはさらなる分析が必要になるだろう」

古代の生物の食生活を理解することは重要です。なぜなら、消化器系は生物が生きていたときの身体能力についての手がかりを与えてくれるからです。この関係は鳥類において特に興味深いものであり、研究者に現代の羽毛を持つ種の独特な構造の発達を追跡する方法を与えるとオコナー氏は言います。

「鳥類の消化器系は大きく変化しています。動力飛行は最も体力を要する移動手段であり、そのため鳥類はこれを支えるために非常に高いカロリー需要に達する必要があるからです」と彼女は説明する。「他のすべての有羊膜類と比べると、鳥類の消化器系はさまざまな点で変化しています。」

オコナー氏の視点からすると、他の絶滅したグループの化石と比較すると、エナンティオルニス類の化石のうち、摂取された残骸を含むものがほんの一握りしかないのは奇妙だ。しかし、彼女が主導に関わった研究の結果、他にも差し迫った疑問が浮上している。

例えば、サンディエゴ自然史博物館の脊椎動物古生物学の博士研究員であるアシュリー・ポウスト氏は、カルセドニーの起源に興味を抱いている。「外に出て、何かを実験的に評価することを目指しますが、それを反証する過程で、新しい現象、つまりその場での鉱化の可能性を発見したのです」と彼は言う。「それは本当に素晴らしいことです。」

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ポウスト氏とオコナー氏はともに、ボハイオルニスの標本に使用された化学技術が化石分析に広く使われるようになることを期待している。「古生物学では、肉眼だけでは得られない情報やデータがあることがあります」とポウスト氏は言う。「観察と破壊的なサンプル採取を伴う実験的手法を組み合わせてアプローチしたという事実は、非常に興味深いことです。」

「これは、一筋縄ではいかない非常に珍しい痕跡がある場合に必要なことだと私たちは主張しています」とオコナー氏は言う。「こうした珍しい痕跡には、できるだけさまざまな角度からアプローチすべきです。」

彼女のチームにとって、それはエナンティオルニス類の食習慣の謎をさらに掘り下げることを意味するかもしれない。スペインの標本 1 つからは淡水無脊椎動物の痕跡が見つかったが、熱水生物相の化石からはそれほど多くの痕跡が見つかっていない。「結局のところ、このグループの食生活の証拠がまったくないというのは本当に奇妙です」とオコナーは言う。「この多様性に富んだ系統群全体が、痕跡が残らない柔らかいものを食べていたというのは、あり得ないことです」

化石の他の部分も非常によく保存されているという事実に加えて、オコナー氏は「羽毛だけでなく、時には体組織まで残っていて、本当に素晴らしいです。まるでロードキルのようです。本当に信じられません」と語る。