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進化:内温動物の季節的な骨成長および生理特性から明らかになる恐竜の生理特性

Nature 487, 7407 doi: 10.1038/nature11264

周期的な成長が骨組織に残す痕跡は、絶滅した脊椎動物の生理特性をめぐる議論の的となっている問題である。外温動物には、体温および代謝速度の低下と相関する成長停止の著明な年周期が認められるが、内温動物は、体温が定常的に高く代謝速度が維持されるため、成熟するまで継続的に成長すると考えられている。このような見かけ上の二分性によって、帯状構造のある骨は外温動物様の生理特性を表すと考えられるようになり、その結果、恐竜の体温生理特性(thermophysiology)や、鳥類および哺乳類様爬虫類の内温性の進化をめぐる議論がさらに盛んに行われるようになった。今回我々は、熱帯から極地までの環境に生息する野生の反芻動物に関する包括的な全地球規模の研究に基づき、周期的な成長が恒温性内温動物の普遍的な形質の1つであることを明らかにする。成長に不適な季節には、体温、代謝速度、および骨成長に関与するインスリン様成長因子1の血漿中濃度の低下と同時に成長が停止し、これはエネルギーを温存するための原始的な熱代謝戦略の一環となっている。逆に、組織の成長が旺盛な期間は、好適な季節の始まりに見られる最高代謝速度およびそれと相関するホルモン変化に一致しており、季節的な資源を獲得・使用する効率が上昇していることが示唆される。本研究は、恒温性内温動物が季節によって成長を停止させることを裏付けるこれまでで最も強力な証拠を示しており、これによって、成長の停止で生じた線を外温性の論拠とすることは否定される。しかし、高い成長速度は哺乳類の特徴的な形質の1つであり、このことは内因的熱生成の能力を示唆している。反芻動物の年周期は、恐竜をはじめとする絶滅した分類群の体温生理特性について推論するうえで基盤とすべき現生モデルとなる。

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