「こんなものは今まで見たことがない」 – 珍しい5億5000万年前の化石が古生物学のパラドックスを解決

5 億 5,000 万年前の海洋海綿化石の先駆的な発見は、海綿進化に関する新たな洞察を提供し、将来の化石研究を方向づけます。 エディアカラ海底のヘリコロッサスの生活現場の復元。 クレジット: 袁玄来

この研究は、動物の初期進化に関する新たな洞察を提供します。

バージニア工科大学のShuhai Xiao率いる研究者らは、5億5千万年前の海綿の化石を発見し、化石記録の1億6千万年のギャップを浮き彫りにした。 この化石は、初期の海綿動物には鉱物骨格が欠けていたことを示唆しており、最古の動物の進化について新たな洞察をもたらし、古生物学者が古代海綿動物を探索する方法に影響を与えた。

一見すると、シンプルな海綿動物は神秘的な生き物のようには見えません。 脳なし。 根性がない。 7億年前のものなので問題ありません。 しかし、説得力のある海綿化石は約 5 億 4,000 万年前のものであり、化石記録には 1 億 6,000 万年もの空白が残っています。

6月5日に同誌に掲載された論文で 自然バージニア工科大学の地質生物学者Shuhai Xiao氏とその共同研究者らは、5億5千万年前の「失われた年」の海綿動物について報告し、さらに古い海綿動物でも鉱物骨格がまだ進化しておらず、失われた化石を探すための新たな基準となることを示唆した。

海綿動物失踪の謎は矛盾を中心に展開している。 時間の経過とともに蓄積する遺伝子変異の数を測定する分子時計の推定は、海綿動物が約 7 億年前に進化したに違いないことを示唆しています。 しかし、これほど古い岩石からは、確実な海綿化石は発見されていない。

長年にわたり、この謎は動物学者や古生物学者の間で議論の対象となってきました。

この最新の発見は、最古の動物のひとつの進化系図を補完し、古代の岩石にそれらが顕著に存在していないことを説明し、点と点をそれらがいつ進化したのかについてのダーウィンの質問に結びつけるものである。

シャオの先駆的な発見

最近、国家科学アカデミーの委員に任命されたシャオ氏は、5年前に協力者が中国の長江沿いで発掘された標本の写真を送ってきたときに初めてこの化石を目にした。 「このようなことはこれまで見たことがありません」と理学部の教員であるシャオ氏は語った。 「ほとんどすぐに、それが何か新しいものであることに気づきました。」

ケンブリッジ大学と南京地質古生物学研究所のシャオ氏らは、ホヤが存在しない、イソギンチャクが存在しない、サンゴが存在しないなど、可能性を一つ一つ排除し始めた。 彼らは、それはとらえどころのない古代の海綿だろうかと疑問に思いました。

バージニア工科大学の地質生物学者Shuhai Xiao氏らは、最古の動物の進化系図の穴を埋める、5億5千万年前の海綿動物の化石を報告した。 バージニア工科大学のスペンサー・コページによる写真。 クレジット: バージニア工科大学の Spencer Coppage

2019年に発表された以前の研究では、 シャオ氏と彼のチームはこう提案した。 初期の海綿動物は、今日の海綿動物の特徴であるスピキュールとして知られる硬い針状の構造を生成する能力を進化させていなかったため、化石を残さなかった。

シャオ氏のチームのメンバーは化石記録を通じて海綿動物の進化を追跡した。 時間が遡るにつれて、海綿の針状物質の組成はより有機的になり、鉱物化は少なくなりました。

「推定すると、最初の生物はおそらく完全に有機的な骨格を持ち、鉱物をまったく持たない軟体の生物だったでしょう」とシャオ氏は言う。 「これが本当であれば、急速な化石化が分解を上回る非常に特殊な条件下でのみ化石化を生き延びることができるでしょう。」

2019年後半、シャオ氏の国際研究チームは、このような状況で保存されている海綿化石を発見した。これは、一部の微生物を含む、豊富な軟体動物を保存することで知られる海洋炭酸塩岩の薄い層である。 最古の移動動物。

「多くの場合、この種の化石は化石記録から失われています」とシャオ氏は言う。 「この新しい発見は、固体の部分に成長する前の初期の動物を知るための窓を提供します。」

新しい化石の発見とその影響

新しい海綿化石の表面には、規則的な箱の複雑な配列がちりばめられており、それぞれがより小さな同一の箱に分割されています。

「この特定のパターンは、化石化した海綿動物が特定の種に最も近縁であることを示唆しています」 分類する 「これはガラススポンジでできています」と南京地質古生物学研究所とケンブリッジ大学の博士研究員シャオピン・ワン氏は言う。

新しい海綿化石のもう一つの予想外の側面は、そのサイズです。 「初期の海綿動物の化石を探していたとき、私はそれらが非常に小さいだろうと予想していました」と共同研究者であるケンブリッジ大学のアレックス・リュー氏は語った。 「新しい化石は体長約15インチで、比較的複雑な円錐形の体形をしており、初期の海綿動物の外観についての私たちの予想の多くに疑問を投げかけています。」

この化石は失われた年月を埋めるものであると同時に、これらの化石を探す方法について研究者に重要な指針を提供し、これにより将来の動物の初期進化についての理解が広がることが期待されます。

「今回の発見は、最初の海綿体は海綿状であったが、ガラス質ではなかった可能性があることを示唆しています」とシャオ氏は語った。 「初期の海綿動物を探す際には視野を広げる必要があることが分かりました。」

参考文献：「エディアカラ後期王冠グループの海綿動物群」Xiaoping Wang、Alexander J. Liu、Zhi Chen、Chengxi Wu、Yarong Liu、Bin Wan、Qi Pang、Quanming Zhou、Shunlai Yuan、Shuhai Xiao、2024 年 6 月 5 日、 自然。
DOI: 10.1038/s41586-024-07520-y