Research press release

四肢動物化石の空白を埋める

Nature Ecology & Evolution

Filling the four-legged fossil gap

初期の四肢動物 、つまり 最初の4本足の脊椎動物は、3億5800万年前、後期デボン紀の大量絶滅後に急速に多様化し、両生類の祖先、ならびに爬虫類、鳥類、および哺乳類の祖先、という2群に短期間で分岐した。今週オンライン掲載される新しい研究論文は、四肢動物の化石記録の2500万年にわたる空白を埋めるのに役立つスコットランドの化石を紹介している。その空白は、四肢動物の進化の中で、知られていることがほとんどない重要な時期である。

大量絶滅以前の後期デボン紀の四肢動物は、指が多く、かなり魚類に似たものであった。ローマーの空白として知られるその時期以後の化石は指の数が減り、現在の陸生脊椎動物に姿が近づいている。化石記録に外見上の空白がある理由は明らかにされていないが、酸素レベルの低さが四肢動物の数および多様性を制限していたことが示唆されている。

今回の研究で、Jennifer Clackたちは、大量絶滅からわずか数百万年後に生まれたトルネーシアン期の5つの多様な新種を、別の7分類群の断片とともに記載している。そのうち2種は初期の両生類として同定され、3種は近縁度の低い初期的四肢動物とされた。それは、両生類と有羊膜類(爬虫類、鳥類、および哺乳類)との分岐が古かったことを示唆している。また、化石化した木炭に着目して酸素レベルを調べ、大気中酸素量の減少があったという説を否定した。

研究チームは、化石記録の空白を埋めることによって、四肢動物進化の極めて重要な初期段階に関する洞察が得られ、種の数および多様性が、厳しい低酸素環境に制限されることなく、早くから増していたことが分かった、と述べている。

Early tetrapods - the first four-legged vertebrates - diversified rapidly after the late Devonian mass extinction 358 million years ago to quickly split into two groups: the ancestors of amphibians, and the ancestors of reptiles, birds and mammals. New research, published online in Nature Ecology & Evolution this week, describes fossils from Scotland that help to fill a 25 million year hole in the tetrapod fossil record - a key time in their evolution about which little is known.

Tetrapods from the late Devonian period, before the mass extinction, were relatively fish-like with many digits. The fossils from after the period known as Romer’s Gap have fewer digits and more closely resemble today’s land vertebrates. The reason for the apparent gap in the fossil record is not known, but it has been suggested that low oxygen levels limited the number and diversity of tetrapods.

In their study, Jennifer Clack and colleagues describe five new and diverse species from the Tournaisian period, which occurred just a few million years after the mass extinction, as well as fragments from another seven taxonomic groups. They identify two of the species as early amphibians, and three as more distantly related early tetrapods, which suggests an early split between amphibians and amniotes (reptiles, birds and mammals). The authors also examine oxygen levels by looking at fossilized charcoal, and refute the idea that there was a reduction in atmospheric oxygen.

The authors note that filling the gap in the fossil record gives insight into the critical initial stages of tetrapod evolution, showing that the number and diversity of species increased from early on without being limited by a tough low-oxygen environment.

doi: 10.1038/s41559-016-0002

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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