極めて珍しいクマムシの化石が前例のない詳細さで発見される

高性能顕微鏡ツールのおかげで、絶滅した古代クマムシ類（別名「クマムシ」）の複数の種を、これまでにない高解像度で詳細に観察できるようになりました。研究者たちは、これらの新しい観察によって、この小さな無脊椎動物の歴史に残る多くの謎の一部を解明するのに役立つと考えています。

クマムシは地球上で最も回復力があり、最も古い生物の 1 つです。専門家は、この微小動物の最も古い祖先は、5 億年前のカンブリア紀まで遡ることができると考えています。一方、現在のクマムシ種は、白亜紀の (はるかに大型の) 恐竜の隣で、1 億 5,500 万年から 6,600 万年前に初めて進化したと考えられます。

現在 1,100 種以上いるクマムシ類が地球上の他のほぼすべての動物と異なるのは、隠棲生活を送る能力です。クマムシは必要に応じて体内の水分をすべて排出し、代謝をほぼ停止状態にまで減速させ、いわゆる「冬眠状態」に入ります。同時に、節足動物の近縁種であるクマムシは、しばしば何年も続く極度の冬眠期間中に DNA を保護するタンパク質を生成します。クマムシは、宇宙の過酷で放射線を多く含む環境に完全に耐え、沸騰するほど熱い火山の噴出口近くの海底に生息し、北極で生き延び、さらには高速銃から撃たれても耐えられる能力があることを実証しています。

しかし、クマムシがいつ、どのようにしてこれほど頑丈に進化したのかは、古生物学者にもまだ完全には解明されていない。この問題の調査に役立てるため、ハーバード大学比較動物学博物館の進化生物学者3人が、クマムシの化石2個を含む7200万～8300万年前の琥珀の塊を借りた。この琥珀はハーバード大学の博物館で数十年にわたり保管されてきたが、その不透明な色、化石の大きさ、技術的な限界のため、研究者らはこれまでほとんど時間をかけて調査を行ってこなかった。

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研究チームは、歯科用ワックスを使って標本をスライドに載せた後、共焦点蛍光顕微鏡の視野に合わせて両側にグリセリンを塗布した。その後、クマムシの一連の写真「スライス」を合成して、高解像度の合成画像が作成された。

この2種の古代クマムシは、 Beorn leggiとAerobius dactylusという別々の種に属しており、どちらもかなり前に絶滅している。とはいえ、その身体的特徴は、進化生物学者に、今日のクマムシの2つの科との共通点について、これまで見たことのない詳細を提供した。身体的特徴と詳細な年代測定法に基づいて、化石化した2種がクマムシの系統樹全体のどこに位置しているかを推定した後、研究チームは「それらを使用して主要なクマムシグループの分岐時期を推定することの意味を調査」することができた。

特に、琥珀の化石と現代のクマムシとの比較により、研究チームは、少なくとも2つの異なるクマムシのグループが遠い過去の時点で隠棲生活を進化させたことも突き止めることができた。1つは1億7500万年前から4億3000万年前の間、もう1つは1億7500万年前から3億8200万年前の間である。

研究チームは現在、ベオルン・レギとアエロビウス・ダクチルスが同じ上科グループであるヒプシビオイデアに属しており、これが「クマムシの起源を調査するための重要な化石較正点」となると確信している。研究者によると、この重要な進化的つながりと隠蔽生活の共通の発達は「クマムシが絶滅を完全に回避するのに役立った要因の1つである可能性がある」という。

残念ながら、ベオルン・レギとアエロビウス・ダクチルスは、これまでに発見されたクマムシの化石4つのうちの2つであり、つまり、クマムシの進化の過程に関して進化生物学者が研究できる材料がまだあまりないということだ。それでも、共焦点蛍光顕微鏡などの進歩により、専門家は、新たな化石が発見され次第、これまで以上にクマムシを調査する準備ができている。