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古生物学に革命を起こした男

Nature ダイジェスト Vol. 9 No. 12 | doi : 10.1038/ndigest.2012.121226

原文:Nature (2012-09-06) | doi: 10.1038/489022a | The ground breaker

Kerri Smith

中国の43歳の若き古生物学者Xing Xuが、恐竜の進化理論に革命を起こし、中国を古生物学の中心地にすべく奔走している。

中国諸城市で出土したハドロサウルスの化石の間に立つXing Xu(徐星)。

LOU LINWEI

古生物学者Xing Xu(徐星)は、中国山東省にある博物館で、ガラスのキャビネットに閉じ込められた古代の鳥類サペオルニスSapeornisの美しく保存された化石標本を覗き込んでいた。死んでから1億1000万年以上経った今でも、この鳥のひょろ長い脚は、大股で歩き出しそうに前に向かって伸びている。サペオルニスの体の大きさはニワトリほどで、首はか細く、頭蓋骨は繊細で、優美な長い尾羽の痕跡がはっきりと残っている。この尾羽は、サペオルニスが出現するまでの生物には全く見られなかった特徴だ。

このサペオルニスは、中国の化石密集層から数百体も発掘されている羽毛のある化石の1つである。特に、北京の北東に位置する遼寧省の岩石層からは、この種の化石が多く見つかっている。そのいくつかは、現時点で知られているものとしては最古の鳥類の化石であり、残りは、サペオルニスの時代より数百万年前に鳥類を生み出した羽毛恐竜の化石である。これらはいずれも、20世紀の恐竜古生物学で最も重要な発見となった。

その大成功の中心人物がXuなのだ。ロンドン自然史博物館の恐竜研究者であるPaul Barrettは、Xuとは共に大学院生だった1990年代からの知り合いだ。そのBarrettは「中国では、恐竜について知りたいことがあったらXuのところに行け、と言われています」と言う。Xuは古脊椎動物古人類学研究所(IVPP、北京)を本拠地とする研究者で、これまでに実に60種もの新種の恐竜を命名している。これは、存命中のどの脊椎動物古生物学者よりも多い。しかし彼はまだ43歳なのだ。

Xuは、羽毛の痕跡を持つ化石をいくつも記載してきた。それを通して、鳥類が恐竜から進化してきたことを証明するのに一役買い、数十年に及ぶ論争を終結させた。その過程で、彼は羽毛と飛翔の起源も明らかにした。さらに、名高い始祖鳥Archaeopteryx属が最古の鳥類であるという150年にわたって広く受け入れられていた通説に反対した。始祖鳥は鳥類ではなく、鳥類の系統から外れた恐竜の仲間に属していたと宣言したのだ1。「Xuは忍耐強く粘り強いだけではありません。科学的証拠があれば、必要に応じて大胆になれる男でもあります」と、シカゴ大学(米国イリノイ州)で化石哺乳類の研究をしているZhe-Xi Luoは言う。

Xuは驚異的なペースで新種の恐竜を発見し続けているが、その一方で、中国の古生物学の未来と化石の商業化について、心を痛めている。遼寧省で発見される羽毛のある化石の多くは、地元の農民が畑で農作業をしているときに掘り当てたものであり、彼らはいちばん高い値段をつける相手に化石を売ろうとする。中国では、化石の販売は建前上は違法とされているが、実際には公然と売られている。このような化石の「グレーマーケット」の存在が、化石の捏造を横行させ、貴重な標本が個人のコレクションの中に消えてしまうという事態を招いているのだ。Xuは、遼寧省をはじめとする主要な化石産地に情報提供者の巨大なネットワークを張り巡らせて、科学者が最高の標本を入手できるように骨を折ってきた。この仕事には勤勉さと運のよさが必要だと彼は言う。「私がこの道に入ったとき、自分にこんなにたくさんの発見ができるとは思ってもいませんでした」。

恐竜テーマパーク

約8000万年前に、今日の山東省諸城市の近くで何が起こったのか、知る人はいない。どんな出来事があったにせよ、それは悲惨なものだった。北京から飛行機で南に1時間ほどの場所にあるこの町の外れの丘の斜面には、300mにわたって実に数百個の骨が散らばっているのだ。古生物学者たちは何十年も前から諸城市の付近で恐竜を発見してきたが、2008年に、地元の農民が、ハドロサウルスをはじめとする恐竜化石群を掘り当てた。これらの恐竜は、明らかに、この場所で大量死していた。

Xuは、この場所の調査のために招聘され、現在、この化石密集層から出土した新種の角竜類(くちばしを持つ草食性の恐竜)と思われる化石を調べている。彼はまた、諸城市に恐竜テーマパークを建設しようとする地元の行政官の科学コンサルタントとしての役割も担っている。2012年6月に発掘現場を訪問したとき、彼は自身の研究をしたかったのだが、展示解説の校正とテーマパークの企画書を読むことで、すべての時間が過ぎてしまった。「スケールという点では、ディズニーランドに匹敵するものになるかもしれません」と言うXuの声には、計画への不安感がはっきりと見て取れる。

中国では、化石は科学の対象であるだけでなく、大きな儲けを生む事業でもある。古生物学者は、化石の発掘現場を訪れたり標本を入手したりするために、地元の探鉱者や博物館の館長や観光局の局長と交渉しなければならないことが多い。Xuは、少年のような風貌にもかかわらず駆け引きが上手で、科学的に興味深いと思った標本は、どこで発掘されたものであっても、自分の机の上に届けさせることができる。

X. ZHENGI: XING LIDA/LIU YI; A. HUXLEYI: SPL/amanaimages; M. GUI RECONSTRUCTION: P. SLOAN; M. GUI PHOTOGRAPH: REF. 3; Y. HUALI: BRIAN CHOO

こうした手配が功を奏し、Xuは調べるための化石には事欠かない。特に多いのは遼寧省からの化石である。遼寧省で発掘された化石は、保存状態が非常によい。これはおそらく、1億6000万~1億2000万年前に起きた火山噴火の際に、あっという間に泥流に飲み込まれたためである。ここの岩石には羽毛を含む微細な構造が残されており、Xuは、ティラノサウルスの仲間にあたる体長9mの獰猛な恐竜(彼はこれをユウティラヌスYutyrannusと命名した)が、長い羽毛に覆われていたことを突き止めることができた(『Xing Xuが発見した羽毛恐竜たち』参照)2。遼寧省から出土した化石のなかでXuが特に気に入っているのはミクロラプトルMicroraptorで、鳥類の系統ではない、既知の恐竜の中で最も小さい部類に入る恐竜である。Xuらは、化石の羽毛の痕跡から、ミクロラプトルが前肢と後肢の両方に合計4枚の翼を持っていて、おそらく滑空することができたと結論付けた3。彼はまた、遼寧省のほかの標本から、羽毛恐竜の中には鳥のように丸くなって眠るものもいたことも明らかにした4

時間があるときには、Xuは自らフィールドワークに出る(『中国の主要な恐竜化石産地』参照)。2012年の夏には、発掘チームを率いて3か所の発掘現場を訪れている。中国北部の霊武市の近くの発掘調査では、ディプロドクスDiplodocusと同じ分類群に入る新しい竜脚類を発見した。内モンゴル自治区では、新種の鳥類と、これまで知られていなかったと思われる獣脚類(鳥へと進化していった系統の恐竜)が見つかった。同じく中国北部にある別の発掘現場では、くちばしのある恐竜の化石群を発 見した。

Xuの「恐竜発見工場」の原動力となっているのは、5人の学生と、周囲の岩石から慎重に化石を単離する7人の標本係と、1人の画家と、1人の写真家から構成される14人の研究室だ。これだけのスタッフに恵まれている彼は、西洋の古生物学者からは嫉妬の目で見られている。Barrettによると、ロンドン自然史博物館の考古学部門には約20人の学芸員と研究者がいるが、フルタイムの標本係は2人しかいないという。

Xuは、最初から古生物学者を志していた訳ではなかった。それどころか、大学に入学するまで、恐竜がどんな生物なのか、全然知らなかったほどだ。彼は、1969年に中国西部の新疆という貧しい地域で生まれた。その3年前に始まった文化大革命では、高等教育を受けた夫婦が「下方」という名の下に僻地に強制的に移住させられた。Xuの両親もその犠牲者だった。

学校での成績がずば抜けてよかった彼は、1988年に中国の最高学府である北京大学に入学した。Xu自身は経済学を勉強したいと思っていたが、当時は、学生には学部を選ぶ権利がなかった。自分でも理由がわからないまま、彼は古生物学を学ぶことになった。

発掘ラッシュ

そんなXuがようやく古生物学に興味を持つようになったとき、彼はすでにIVPPの修士課程の3年生になっていた。彼は、指導教官のXijin Zhaoが1960年代と1970年代に発見したものの、十分に分析する時間を見つけられないまま放置していた2つの標本を調べていた。すると、これらは最も初期の角竜類の化石であることが明らかになり、それまで、最古の角竜類化石は白亜紀初期(1億4500万年前以降)のものだったが、その記録をジュラ紀中期または後期まで、最大で3000万年も更新することになった5。「(化石に対する)私の興奮は、そこからもたらされる情報量に比例します」とXuは言う。「その意味で、あの2つの化石は本当にエキサイティングなものでした」。

完璧なタイミングだった。Xuが修士論文に取り組んでいる間に、中国でぽつりぽつりと出土していた恐竜の種類が急激に増え、おびただしい数になっていった。古生物学者に提供される研究資金も増えていった。遼寧省の農民たちは、自分たちが時々見つける化石の価値に気付き始めた。中国の建設ラッシュの始まりも、新しい化石が発掘される機会を増やした。新進の恐竜古生物学者として、Xuはこうした標本を研究する絶好の位置にあった。

しかし、タイミングだけでは、Xuの生産性は説明できない。その大部分は、彼の伝説的ともいえる研究観に由来している。「私は、何かを知りたいと思ったら、すべての時間をその研究に注ぎます」とXuは言う。彼は現在、20本以上の論文の草稿を抱えている。その中には、山東省天宇自然博物館のサペオルニスの標本に関する論文も含まれている。彼は、これから発表する化石の中には、8つか9つの新種が含まれていると考えている。

Xuの時間は、オフィスの外にいる間も、研究プロジェクトに関する議論で埋まっている。天宇自然博物館の外で、彼は同僚とミクロラプトルについて話をしている。そして、ミクロラプトルの解剖学的特徴について議論するため、近くにある自動車にうっすらと積もった埃の上に、恐竜の羽毛の構造を描き始める。

国際的な視野を持っていたことも、Xuの成功を後押しした。多くの中国人古生物学者とは違い、彼はキャリアの初めから英国や米国の研究者と積極的に交流し、研究成果の多くを英語の国際的な学術誌で発表してきた。Xuは、中国国内の研究者よりも手ごわい海外の研究者を相手にすることは「私のキャリアにとって本当に重要でした」と言い、中国の学術誌には、国際的な学術誌のようなレベルの批評や査読がないと補足する。

Luoによると、中国の古生物学者で分岐分類学を採り入れている者は数人しかいないが、Xuはその1人であるという。分岐分類学とは、複数の分類群に共通する特徴を分析することにより、進化の過程における関係を決定する手法である。西洋の研究者や国際的な学術誌は20年以上前から分岐分類学を採用しているが、中国で採用されるのは遅かった。

Xuは、中国国内では学術研究セクターと商業セクターの両方にまたがって活動している。例えば、彼はXiaoting Zheng(かつては地元の国営金鉱の責任者だったが、現在は熱心なアマチュア化石コレクターにして新進の古生物学者であり、天宇自然博物館の館長でもある)と親密な関係を築いている。Zhengの博物館には、世界最大規模の羽毛恐竜の化石コレクションがある。長年にわたり、XuはZhengに化石を購入する際にどのような点に気をつけるべきかを教え、博物館が入手した化石の一部を分析してきた。2人は強力なチームを組んでいるのだ。

飛翔の起源

例えばXuは天宇自然博物館のコレクションの1つである小型の羽毛恐竜の名前を、Zhengに敬意を表して、シャオティンギア・ツェンギXiaotingia zhengiと命名している。2011年、Xuはこの標本に基づいて大胆な提案を行った1。短い鼻面や独特な形状の頭蓋骨などの特徴を持つこの生物を、Xuらは始祖鳥の近縁種と位置付けた。始祖鳥は以前から既知の最古の鳥と考えられていたが、Xuらは分岐分類学的分析を行って、これを鳥類の系統の特別な枝から追い払い、ほかの多くの羽毛恐竜がひしめく枝に止まらせた。この研究は一部の古生物学者から抵抗を受けた。彼らは分岐分類学的分析の威力を疑問視し、初期の鳥類とその近縁種がもっとたくさん発見されるまで、進化関係について決定的なことは言えないと批判した。

遼寧省の化石のおかげで、Xuは飛翔の起源についても大胆な提案をすることができた。ミクロラプトルと、同じく4枚の翼を持つアンキオルニスAnchiornisという恐竜が発見されたことを受けて、Xuは、4枚の翼という形質は、それまで考えられていたような進化の行き止まりなどではなく、恐竜から鳥類への移行段階であった可能性があると主張したのだ6

羽毛恐竜の化石は、羽毛が進化してきた時期と理由についても、初期の厳然たる証拠となった。エール大学(米国コネチカット州ニューヘイブン)で鳥類の進化について研究するRichard Prumは言う。「20世紀のほとんどの期間、羽毛の進化をめぐっては、化石記録が基本的に何も語ってくれないということが主要な問題になっていました。しかし遼寧省の化石密集層が発見されたことにより、全く新しい章が始まったのです」。

かつて古生物学者たちは、最初に出現した羽毛は、鳥類の祖先の飛翔を補助する役割を担っていたのだろうと推定した。けれどもXuは、自らの発見に基づき、ほとんどの恐竜が多かれ少なかれ羽毛を持っていた(つまり、羽毛にはもともと、異性を惹きつけることや寒さを防ぐことなど、飛翔とは別の機能があった)と主張し、議論を引き起こしたのだ。

中国人科学者の模範として

驚異的な業績を挙げ続けるXuは、19世紀後半に「骨戦争」として知られる熾烈な化石発掘競争を繰り広げ、数十種の恐竜を発見した米国の古生物学者Othniel MarshとEdward Copeを彷彿とさせる。しかし、ビクトリア時代の2人の化石ハンターが、すでに記載されていた種に新たに命名するなどの間違いをしばしば犯していたのとは対照的に、Xuは慎重な研究者であり、論文の発表を焦らない。恐竜研究者の正確さを分析しているブ リストル大学(英国)の古生物学者Mike Bentonは、Xuによる新種の記載に疑問が投げかけられることはめったにないと言う。

Xuは、中国の科学が全体としてもっと慎重になることを願っている。2012年夏の旅行の際、自分の運転手が反対側からあっけらかんと追い越しをかけるのを見ながら、彼は、「中国の文化が十分に論理的でないことが、科学にとって問題になるのです」と言った。「中国人は伝統的に他人を批判することを好みません。しかし査読をするためには、他人を批判しなければならないのです・・・・・・」。ここで電話がかかってきたので、彼は言葉を切って電話に出て、数分間、中国語で話をした。そして、電話が終わると、言葉が途切れたところから話を続けた。「こうした事情もあって、ここ中国には本当の意味での査読システムがないのです」。

中国の古生物学に影を落としている もう1つの問題は捏造だ。Xuはこれを強く警戒していて、2000年には、当代最大の捏造事件の1つを暴くのに一役かっている7。それは、アーケオラプトルArchaeoraptorと命名された標本で、古代の鳥類の上半身と恐竜のミクロラプトルの下半身を組み合わせたものだった。Xuによると、最近の科学者は化石の捏造を見抜くのが上手になったというが、それでも捏造は後を絶たない。それは、貧しい農民たちが、珍しい化石を博物館や 研究機関に持ち込めば高額で売れることを知っているからだ。「我が国は今、古生物学資源に非常に恵まれています」と、IVPPの所長であるZhonghe Zhouは言う。「けれどもその一方で、化石産地の破壊や捏造など、きわめて深刻な問題も抱えていることが多いのです。法律による規制が不十分なのです」。

Xuは、中国の古生物学の未来を心配している。特に心配なのは、次の世代の科学者のことだ。今の教え子たちは、自分が期待するほど研究に打ち込んでいないように見えるからだ。「彼らは、私ほど熱心には研究していません」と彼は言う。「もしかすると、私が彼らに多くを期待しすぎているのかもしれません。そうであれば私自身の問題になりますが・・・・・・」。北京自然史博物館の館長Qing-Jin Mengは、「(Xuのような)優秀な古生物学者を見つけるのは困難です」と言う。彼は、問題の一部は、中国の古生物学のグローバル化にあるのかもしれないと考えている。「有望な学生の多くが、勉強のために欧米諸国に行ってしまったのです」。

Xuは、時間さえあれば、中国の科学を向上させる方法について論説を書きたいと思っている。けれどもこれまでのところ、彼は中国語のブログを1本しか書いていない。「正直なところ、私はブログを書くのが好きではないのです。そんな時間があれば、科学をしていたいです」と彼は言う。

Xuには、地質学地球物理学研究所(北京)の秘書である妻Zhonghia Zhouと、7歳と12歳になる2人の息子がいる。彼の家族が、過密スケジュールの犠牲になることはないのだろうか?「子どもたちが大きくなってきた頃、妻に不満を言われました」とXuは打ち明ける。「息子たちには模範となる男性が必要だと言うのです。私も、それは大切なことだと思いました」。

そこで、2年前から、彼は自宅で過ごす時間を増やすようにしている。彼は息子たちの宿題を手伝い、妻と卓球をし、北京の公園に家族を連れて行く。IVPPの所長は、そんな彼の忙しさを見て、心身共に参ってしまうのではないかと心配する。「彼はもう少しペースを落とすべきです!」とZhouは言う。「すべてを研究することはできません。趣味のための時間も必要です」。そのため、XuとZhouは時々IVPPの玄関ホールに設置されているコートでバドミントンをする。

Xuの趣味が、彼の非常に高い生産性を損なうおそれはなさそうだ。諸城市への旅行を終えて北京のオフィスに戻ってきたXuは、部屋の2枚の壁を埋め尽くす床から天井までの高さのキャビネットの中をひっかきまわして何かを探す。そして、板状の岩石を何枚か出してきて、それが未知の新種の化石である可能性を示唆する顕著な特徴や手がかりを指し示す。

新しい生物の発見記録を作ることだけがXuの関心事なのではない。はるか遠い昔、自分の国に羽毛恐竜や原始的な鳥類がひしめいていた時代について議論するのも好きだ。例えば、非鳥類恐竜が羽毛を持つようになった過程や、そうした羽毛と現生鳥類の羽毛との違いについても、強い興味を持っている。自室で化石を調べるXuの目は、疲労と興奮が入り混じってギラギラと輝く。

Xuが研究者として成功をおさめる過程を見てきたLuoは、彼の発見に終わりはないだろうと考えている。「化石はものを言いません」とLuoは言う。「化石に打ち明け話をさせるためには、洞察力のある古生物学者が必要です。そして、Xing Xuはすばらしい語り手なのです」。

(翻訳:三枝小夜子)

Kerri Smithは、ロンドン在住のNatureポッドキャスト記事の編集者。

参考文献

  1. Xu, X., You, H., Du, K. & Han, F. Nature 475, 465-470 (2011).
  2. Xu, X. et al. Nature 484, 92-95 (2012).
  3. Xu, X. et al. Nature 421, 335-340 (2003).
  4. Xu, X. & Norell, M. A. Nature 431, 838-841 (2004).
  5. Zhao, X., Cheng, Z. & Xu., X. J. Vert.Paleontol. 19, 681-691 (1999).
  6. Xu, X. et al. Chinese Sci. Bull. 54, 430-435 (2009).
  7. Xu., X., Zhou, Z. & Wang, X. Nature 408, 705-708 (2000).

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Nature ダイジェスト Online edition: ISSN 2424-0702 Print edition: ISSN 2189-7778

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