古生物学：脊椎動物の肩帯の咽頭起源を裏付ける化石証拠

脊椎動物の有対付属肢の起源は、極めて活発に研究と議論が行われている進化的新規性の一例である。有対付属肢は、制御された遊泳と鰓の換水のための新たな機会を与え、水中から陸上への最終的な移行の前提条件となった重要な新機軸であると広く考えられている。過去150年にわたる議論は、腹外側膜鰭仮説と原鰭仮説という、異論の多い2つの説によって形作られてきた。原鰭仮説は、鰭と肢帯が祖先的な鰓弓から進化したと提案している。動物の発生に関する一連の研究でこの説が再び注目されているが、化石証拠による裏付けは明らかに欠如していた。本論文で我々は、脊椎動物の肩帯（胸帯）の咽頭基盤を示す古生物学的証拠を提示する。CT（コンピューター断層撮影）スキャンを用いることで、シベリアで発見された前期デボン紀の板皮類魚類Kolymaspis sibiricaの脳函の詳細が明らかになり、これによって肩の咽頭要素が示唆された。我々は、これらの知見を、板皮類と外群の無顎類の新たな比較解剖学と組み合わせることにより、肩帯の起源を第6鰓弓に位置付けた。これらの知見は、肩帯の起源を理解するための新たな枠組みをもたらしている。我々の証拠は、無顎類魚類に推定される頭部と胴部との境界の位置を明らかにするとともに、顎口類における鰓弓の数の制約を説明している。今回の結果は、原鰭仮説の重要な側面をよみがえらせるものであり、また、この仮説を腹外側膜鰭モデルと両立させる一助となる。

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