科学者たちは ブリストル大学、バルセロナのポンペウ・ファブラ大学とロンドンのユニバーシティ・カレッジは、水生環境から陸上環境への移行期の動物の頭蓋骨化石を調査することにより、四足動物は魚よりも頭蓋骨間の複雑な接続を持っていることを発見した。そして、頭蓋骨の解剖学的構造に対するこれらの変更は、陸上の生命の多様性を促進するのではなく、四足動物の頭蓋骨の進化を妨げました。
四足動物は魚から進化し、手足と指を備えた最も初期の陸上動物であり、両生類から人間に至るあらゆるものの祖先です。
四足動物の進化に伴って頭蓋骨がどのように変化したのかをより深く理解するために、科学者たちは100以上の現存および絶滅した生物の頭蓋骨の解剖学的構造を定量化した。
主著者であるブリストル地球科学部のジェームズ・ローソン氏は次のように述べています。 「四足動物の頭蓋骨は一般に、その祖先である魚類よりも頭蓋骨の数が少ないのですが、単に骨の数を数えるだけでは重要なデータがいくつか見逃されてしまいます。私たちはネットワーク分析と呼ばれる技術を使用し、骨の番号に加えて、頭蓋骨の配置、つまりどの骨がどの骨に接続しているかを記録しました。」
この技術の専門家である著者のボルハ・エステベ・アルタヴァ博士は次のように述べています。 「伝統的に、解剖学の研究は主に記述的または定性的なものでした。ネットワーク解析は、骨間の解剖学的関係を定量化するための健全な数学的枠組みを提供します。これは、形態進化に関するほとんどの研究で見落とされがちな一種のデータです。」
科学者たちは、 「四足動物は魚よりも頭蓋骨の数が少ないため、頭蓋骨の組織がより複雑になりました。」
ローソン氏はこう付け加えた。 「奇妙に思われるかもしれませんが、ボーンの数が少ないということは、それぞれのボーンがより多くの隣接するボーンと接続する必要があり、その結果、配置がより複雑になることを意味します。現代のカエルとサンショウウオは、私たちが研究したすべての動物の中で最も複雑な頭蓋骨を持っていました。」
初期の四足動物の頭蓋骨も単一のユニットにさらに統合されるようになりましたが、その一方で、その祖先である魚類の頭蓋骨はいくつかの異なる部分から構成されていました。
科学者たちは、時間の経過とともにさまざまな頭蓋骨の解剖学的構造を観察することで、四足動物の起源が頭蓋骨の配置の多様性の減少と一致していることも発見しました。
研究の上級著者であるエミリー・レイフィールド教授は次のように述べています。 「私たちは、このような頭蓋骨の変化が、陸上の新たな生息地への放射線の侵入を促進するのではなく、四足動物の進化を制限しているように見えることに驚きました。私たちは、首の進化、絶滅の出来事、または頭蓋骨の発達のボトルネックが原因である可能性があると考えています。」
ローソンさん 終了する: 「初期の四足動物の四肢の骨にも同様の構造的変動の低下が見られますが、四肢の低下は10万年前に起こりました。さまざまな要因が初期の四足動物の頭蓋骨と四肢の進化に影響を与えており、進化の歴史におけるこの重要な時期について、私たちは学ぶべきことがたくさんあります。」
ジャーナルリファレンス：
- ジェームズ・ローソン、ボルハ・エステベ＝アルタヴァ博士、ローラ・ポロ博士、ヒューゴ・デュテル博士、エミリー・レイフィールド教授。初期の四足動物の頭蓋進化は、複雑さの増加、制約、および鰭肢の進化からの相殺によって特徴付けられます。 科学の進歩。土肥: 土肥: 10.1126/sciadv.adc8875
