ドイツで159年前に発見された羽の化石が古生物学の注目を再び集めている。新たな研究でこの羽は鳥類に似た始祖鳥のものだと主張しているが、これに反対する科学者らは大いに落胆している。
文脈から外れて発見された単独の羽毛の化石は、古生物学者にとって深刻な悩みの種となります。1861年にドイツの石灰岩採石場で発見された1億5000万年前の羽毛もその一例です。基準となるものがないまま、科学者たちはこの化石（史上初めて発見された恐竜の羽毛）がどの種に属するのか、あるいは体のどの部位から採取されたものなのかさえ特定できませんでした。
数年後、始祖鳥の化石が発見されたことで、科学者たちは自然とこの2つを結びつけるようになりました。この結びつきは突飛なものではありませんでした。現代の科学者たちは、象徴的な鳥のような恐竜と、孤立した羽毛を結びつける別の理由を発見したからです。ジュラ紀にまで遡る始祖鳥は、恐竜と鳥類の重要な進化的つながりを浮き彫りにした、非常に重要な種です。
昨年、香港大学の古生物学者マイケル・ピットマン氏が共同執筆した研究論文がこの仮説に重大な疑問を投げかけ、この孤立した羽毛は「未知の羽毛恐竜」のものであり、始祖鳥のものではないことはほぼ確実だと結論付けた。
ちょっと待ってください、と南フロリダ大学を率いる国際科学者チームは断言します。本日Scientific Reports誌に掲載された彼らの新たな論文は、この羽毛はこれまで考えられていた通り、実際には始祖鳥のものであると主張しています。この新たな研究は、ピットマンの論文で主張された主張や、このテーマについて最近発表された他の論文に触発されたものだと、論文の筆頭著者であり南フロリダ大学の生物学者であるライアン・カーニー氏がメールで説明しました。
「私たちは、いわば（化石の）記録を正し、誤りを正式に認めたかったのです」とカーニー氏は書いている。「それに、私は高校時代にディベートに夢中だったので、こういうのは大好きなんです」
カーニー氏と同僚たちは、化石化した羽毛の9つの異なる側面、特に長い羽軸に注目して分析を行いました。これらの詳細は、現代の鳥類に見られる類似の解剖学的特徴と比較されました。研究チームはまた、13点の存在が知られている始祖鳥の骨格化石も研究しました。研究者たちは「すべての始祖鳥の化石に含まれるすべての羽毛、個々の羽毛の羽枝1本1本、そして1800年代から今日までの羽毛に関する関連文献をすべて」調査したとカーニー氏は述べています。
新論文の中心的な要素は、一次覆羽と呼ばれる解剖学的特徴です。鳥類において、一次覆羽は翼の上縁近くに折り込まれた短い羽毛群で、飛翔や滑空に用いられる長い一次覆羽を覆います。今回発見された羽毛の化石は一次覆羽であると考えられ、研究によると、始祖鳥の翼の上面に見られるものと大きさと形状が同一です。研究チームは、この羽毛の化石が、始祖鳥の骨格4体を発見したドイツの同じ場所の近くで発見されたことをさらなる証拠として指摘しています。
入手可能な証拠に基づくと、「最も経験的かつ簡潔な結論は、この羽毛が始祖鳥の古代の翼から派生した一次覆羽を表しているということだ」と著者らは研究の中で述べている。
その他の興味深い発見として、研究者たちはこの羽毛が動物の左翼から来たものだと考えています。また、保存されたメラノソーム（微細な色素構造）の分析から、羽毛全体がマットな黒色であったことが示唆されています。これは、始祖鳥の羽毛には薄い模様があったとする先行研究と矛盾しています。化石の化学組成を分析し、羽毛内部の微細構造とメラノソームを画像化するために、特殊な走査型電子顕微鏡が使用されました。
研究チームはまた、化石のより大きな特徴を研究するために、この化石のスケッチの高解像度デジタルスキャンも分析した。ドイツの古生物学者ヘルマン・フォン・マイヤーは1862年、描画鏡を用いて化石の実物大のスケッチを作成した。このデジタルスキャンによって「より正確で精密な測定」が可能になったと研究者らは述べている。
対照的に、アリゾナ州科学振興財団のトーマス・ケイ氏を含むピットマン氏のチームは、レーザー刺激蛍光（LSF）と呼ばれる技術を用いて羽毛の化学的な「ハロー」を作り出し、通常は見えない化石の特徴を観察することに成功した。また、羽毛が保存されている既知の始祖鳥の標本すべてとの比較分析も行われた。科学者たちは以前、この羽毛が始祖鳥の初生覆羽であると特定していたが、ピットマン氏と彼の同僚チームは、今回のデータによってその可能性は排除されたと判断した。
新論文についてコメントを求められたピットマン氏は、「LSF画像と化石が一次データを示しているため、チームは図面の使用を検討すらしていなかった」と述べ、2つの論文に見られるデータの矛盾は「異なるデータソースを使用していることに起因する」と付け加えた。ピットマン氏は例として、1862年の図面では完全に中央に配置された線が、LSF画像では中央に配置されていないことを示した。大したことではないように思えるかもしれないが、ごく小さな特徴でさえ、羽毛の他の部分の解釈に影響を与える可能性があると同氏は述べた。ピットマン氏は、カーニー氏らが「利用可能なすべてのデータを活用し、エラーバーを作成して」特定の特徴の最も可能性の高い位置を算出していれば、「科学はより良く機能していただろう」と考えている。
一方、カーニー氏は、この議論はようやく決着したと感じている。
「羽毛が孤立した状態にあることを考えると、100%の確信を持つことは不可能だ」と彼は述べたが、「膨大な証拠がそれを物語っている」。さらに、「この孤立した羽毛が示すような、飛翔羽毛の高度な段階に近いものを持つ羽毛恐竜は、当時、その場所に他には知られていない」と彼は付け加えた。
確かにその通りだが、ピットマン氏の懸念には根拠がないわけではない。この羽の起源については依然として議論が続いているため、今後の研究によってこの議論が何らかの形で決着することを期待したい。
一枚の羽毛にこれほど多くの時間と労力を費やすのは不必要に思えるかもしれないが、カーニー氏が指摘したように、この化石を説明できる羽毛恐竜は、現在、始祖鳥以外には見つかっていない。そして、ピットマン氏の言う通り、この化石が未知の種に属するとすれば、それはまだ発見されていない重要な化石がいくつか存在することを意味する。
説明: この記事の以前のバージョンでは、カーニーのチームは化石自体を直接分析していないと述べていました。羽毛のマクロスケールの分析には歴史的な図面が使用され、研究の他の側面では走査型電子顕微鏡が使用されました。
