化石骨格は絶滅種について多くのことを教えてくれます。化石なしには古代の生命を紐解くことはできません。しかし、それと同じくらい重要なのは、私たちの想像力を掻き立てたり、畏敬の念を抱かせたり、古生物学者以外には認識できないような化石です。動物が生涯に残した痕跡、足跡、尾引き、巣、巣穴、排泄物、嘔吐物などは、すべて生痕化石の例です。ティラノサウルスの頭蓋骨のように博物館で大勢の人を集めることはないかもしれませんが、生痕化石は当時の行動を明らかにし、古代の環境に関する貴重な手がかりを与えてくれます。何百万年も経ってからこのような化石を発見できるだけでなく、その正体を認識できることは、まさに驚異的です。
今月発表された2つの論文は、刺激的な生痕化石の新たな発見を明らかにしています。地質年代の異なる2つの種について記述されていますが、重要な点が共通しています。これらの化石には、はるか昔に絶滅した生物が排出した消化残留物（嘔吐物や糞便）が保存されているのです。
糞石（化石化した糞便）や胃内容物などの生痕化石は、1800年代初頭から認識されてきました。しかし、他のあらゆる研究分野と同様に、古生物学もその発祥以来200年間で進化を遂げてきました。他の種類の生痕化石を認識する能力も向上し、現在では科学者は化石化した胃石（動物が消化を助けるために飲み込んだ石）、胃顆粒（フクロウの吐瀉物のような）、消化管の化石化した物質、逆流性食道炎（嘔吐物の化石）などを判別できるようになりました。そのリストはまだまだ続きます。
そして、一般の報道機関が当然のことながら、注目すべき骨格化石の発見を強調し続けている一方で、生痕化石の発見は、その重要性にもかかわらず、それほど注目されていません。
Scientific Reports誌に掲載された論文で、古生物学者たちはロサンゼルスのラ・ブレア・タールピットで史上初の糞石が発見されたと報告しました。この化石は小さく、量が多く、現代のげっ歯類の糞に似ており、当初は博物館の敷地内に生息する現代のネズミの排泄物だと思われていました。しかし、徹底的な調査の結果、5万年前のネオトマ属の古代のヤマネズミの遺物であることが判明しました。この糞石を発見したのは、研究共著者のローラ・テュークスベリー氏とカリン・ライス氏です。
「発掘作業と初期の物質準備作業に携わっていたスタッフは、当初からこの物質が糞石ではないかと疑っていましたが、（ラ・ブレア・タールピットでの）1世紀以上にわたる作業で、そのような化石が保存されているという報告は一度もありませんでした」と、発掘者のローラ・テュークスベリー氏はギズモードへのメールで述べています。「これほど汚染がひどいとは到底考えられないような地域から、数百もの糞石が発見されて初めて、この仮説は有力視されるようになりました。」
では、なぜこれが重要なのでしょうか？巨大なコロンビアマンモス、マストドン、ダイアウルフ、ラクダ、サーベルタイガーなど、数々の印象的な化石が発見されたことで世界的に知られるこの遺跡で、なぜこの古代のウッドラットの糞の巣が重要な発見なのでしょうか？
まず、これらは、私たちがタールピットと呼んでいるものの、実際には天然のアスファルト湧出層に保存されている唯一の既知の糞石です。このような保存が可能であることが今や明らかになりました。これは、世界中の同様の遺跡で同様の古代の遺物を探す古生物学者にとって、大きな動機となっています。
第二に、これらの糞石は当時の生態系への扉を開くものです。この研究は、古代のネオトマがC3植物を食べていたことを示しています。C3植物とは、ラ・ブレア・タールピット遺跡に既に存在していたことが知られている、主に木本性・草本性の植物を指します。
しかし、筆頭著者で古生態学者のアレクシス・ミハイリウ氏がギズモードへのメールで説明したように、「重要なのは、巣の中の植物の大型化石が、ある特定の時点を表しているということです。つまり、巣の中で捉えられた生物群集全体のスナップショットなのです」
「ランチョ・ラ・ブレアでは長年、役者（大型動物）は揃っているのに、それを配置する舞台（植物や周囲の生態系）がないような状態でした」と彼女は言います。「食物連鎖のようなものを研究する場合、最も重要なステップは梯子の最初の段、つまり植物です！ そしてその次には、草食のげっ歯類のような一次消費者が続きます。そして、このウッドラットの巣はまさにそれを可能にします。つまり、食物連鎖の1段目と2段目の相互作用を、糞粒に捉えて観察できるのです。私たちは、象徴的なサーベルタイガーのような食物連鎖の上位にいる生物の相互作用を理解するための基盤を築き、気候変動が特定の種ではなく、生態系全体にどのように影響を与えるかをより深く理解できるようになりました。私たちは、その舞台を整えたのです。」
2億年以上も遡り、Palaios誌に掲載された別の研究によると、2010年にザカリー・ラベンダー氏が発見した謎の化石は、実は古代爬虫類の嘔吐物であることが示唆されています。この化石は、アリゾナ州の化石の森国立公園で発見されたもので、当初は単なる骨だと思われていました。しかし、化石標本作成者であり研究共著者でもあるブライアン・ローチ氏は、研究を進めるうちに、これが単なる骨の化石ではないのではないかと疑い始めました。
「化石の準備は細心の注意を払い、時間のかかる作業です」と彼はギズモードへのメールで述べています。「目の前の標本をじっくりと観察し、じっくり考える必要に迫られます。準備中に、標本がリガージタライトではないかと疑い始めました。あまりにも珍しいことに、骨がばらばらの塊に押しつぶされており、埋葬前に骨を選別・濃縮する環境プロセスの結果とは思えないほどだったからです。」
しかし、何かが嘔吐物の化石ではないかと疑うことと、実際に嘔吐物だと証明することは全く別物です。特徴的で認識しやすい形状を持つ骨の化石とは異なり、嘔吐物、排泄物、あるいは消化残渣といった化石は、様々な形や大きさをとることがあります。そして、それが動物の体から離れた瞬間から何百万年もの間、どのような過程を経てきたのかを考えてみましょう。水に運ばれて他の骨と共に埋もれたかどうか、長い地質時代を経てどのように圧力を受けてきたか、その他多くの変数を考慮します。生痕化石を観察する際には、考えるべきことが非常に多く、それを特定していくプロセス自体が、まるで優れた探偵術の探求のようです。
糞石について広範な研究を行っている古生態学者カレン・チン氏は、ギズモードとの電話インタビューでこのことを説明しました。「奇妙な標本を手にしたケイレブ・ゴードン氏と共著者たちが、『さて、まず答えなければならないのは、これは一体何なのか？』という難題に直面したことを理解しています。私は多くの糞石を研究してきましたが、たとえそれが糞の化石だと確信している場合でも、それが糞石であることを示す証拠を常に注意深く記述しなければなりません！」
著者らは、歯と皮骨に基づいて、この骨の塊が三畳紀後期の擬鰭綱の主竜類レブエルトサウルスのものであると判定した。
「標本の骨は、消化管内で詰め込まれたことを示唆する形で密集し、整列しています」と、筆頭著者で博士課程の学生であるカレブ・ゴードン氏はギズモードへのメールで述べています。「他の非生物的要因（河川の流れなど）も骨を密集させることはありますが、それらは骨を大きさや形状で分類する傾向があり、この標本で密集している骨は、様々な形状や大きさの骨です。これは、骨が生物的プロセスによって密集したことを示唆しています。」
消化管内であれば、ある時点ではそうだったかもしれないが、肉食動物の骨格化石が近くで見つからなかったため、消化管内の化石ではあり得ないと結論づけられた。つまり、この標本は糞石か逆流石のいずれかである。しかし、どちらなのかをどうやって判断するのだろうか？
レブエルトサウルスの骨片の大きさは、その地域と時代に知られていた植物竜類、テムノスポンディル類、あるいはラウイスクス科といった大型の捕食動物による大きな噛み跡を示唆しています。古代の種が現生種と同様の進化を遂げたとすれば、この標本の骨は化石の嘔吐物、つまり消化できなかった食物の一部を吐き出した可能性を示唆しています。
「多くの動物は、『定常嘔吐』と呼ばれる特別な行動で、骨や毛皮など、消化できない、あるいは不要な食べ物の部分を取り除きます。（これには）鳥類、ワニ、トカゲ、そして一部の魚類やアシカも含まれます！これらの現生動物が系統樹上のどこに位置しているかに基づいて、現代のワニの祖先のような多くの絶滅したグループも胃ペレットを生成していたと予測できます」とゴードン氏は述べた。
この標本が排泄物ではないことを示す他の証拠としては、既知の糞石の形状に一致しなかったこと、肉食動物の糞石はリン酸を多く含むことで知られているが、この標本にはリン酸が少ないこと、この標本の骨には胃酸による明らかな腐食が見られなかったこと、筋肉組織が残っていたことから、動物の消化器系を完全に通過しなかったことが示唆されることなどが挙げられます。
「走査型電子顕微鏡でリン酸化筋線維を発見しました。これは2億年以上前のもので、保存状態は信じられないほど良好で、筋原線維の痕跡を見ることができました。まるでこのレブエルトサウルスの生理機能を垣間見ることができる小さな窓のようでした」とゴードンは記しています。
ゴードン氏の興奮は、メールから聞こえてきそうだ。「この標本、そしてこの標本が発見されたチンル層全体は、獣脚類恐竜が擬鰭類の影に隠れ、ワニの先祖が世界を席巻していた時代を垣間見せてくれるのです。」
ミハイリウ氏とその同僚たちは、研究にユーモアを織り交ぜています。プロジェクトを「あの箱にウンチしたのは誰だ！？」と表現したり、この研究の最もエキサイティングな点の一つが「5万年前のげっ歯類の糞を金属コーティングして科学研究に利用し、キラキラ光る紫色の小さな宝石にできたこと」だと説明したりしながら、ミハイリウ氏は「科学は楽しいものであり、ユーモアのセンスを持ちながら重要な科学研究を行うことができる」ということを人々に思い出させようとしています。
チン氏は考え込んだ。「以前アンソニー・マーティンと話した時のことを覚えています。彼は生痕化石は古生物学のロドニー・デンジャーフィールドのようなものだと言っていました。生痕化石の中でも、糞石はどちらかというと底辺層だと思います！ 生痕化石は過去の理解にはあまり役立たず、重要でもないと考えるのは、一般の人々や一部の古生物学者による自然な偏見だと思います。しかし、最近ではその偏見は薄れつつあります。古代の生態系を理解するには、よりバランスの取れた多様な化石を見る必要があると認識する人が大幅に増えているからです。」
https://gizmodo.com/fossilized-human-poop-shows-ancient-forager-ate-an-enti-1834222964
しかし、これを初めて読んで「気持ち悪い」と思うかもしれない一般の人はどうでしょうか?
前述のエモリー大学の生痕学者で教授のアンソニー・マーティン氏は、生痕化石に関する人気書籍を多数執筆しています。彼はギズモードの取材に対し、「人間の嘔吐物や排泄物は、不快な光景、音、臭いと結びついているため、一部の人が『気持ち悪い』と思うのも無理はありません。しかし、すべての動物は食べなければなりません。ですから、吐いたり排泄したりすることは、深海から山頂、そして極地から極地まで、5億年以上もの間、日常生活の一部となってきました。ですから、私たちが嫌悪感を抑え、驚きを受け入れることができれば、太古の動物たちが何を食べていたのかについて、多くのことを学ぶことができるのです」と語っています。
「こうした生痕化石は、たとえ食欲をそそらないように見えても、数千年、数百万年前の動物たちが何を食べていたかを示す重要なスナップショットを提供してくれるということを、一般の人々に理解してもらいたい」とマーティン氏は述べた。「『うわっ、気持ち悪い』と思うのではなく、動物たちが過去の『食事セルフィー』を送ってくれていると考えてほしい！」
Jeanne Timmons (@mostlymammoths) はニューハンプシャー州を拠点とするフリーランス ライターであり、mostlymammoths.wordpress.com で古生物学と考古学に関するブログを執筆しています。
