歩き、呼吸するケナガマンモスを実際に観察することはできないかもしれない。しかし、もしその動きを追跡し、誕生から死に至るまでの道のりを辿ることができたらどうだろうか？科学者たちは、まさにそれを初めて実現した。
国際的な研究チームが今週、サイエンス誌に論文を発表し、オスのケナガマンモスの28年間の移動履歴を明らかにしました。アラスカ北部を移動した場所、何度も戻ってきていたお気に入りの場所、そして最終的に死亡した場所など、興味深い詳細が記されたこの論文は、約1万7000年前に生息していた動物に関する比類のない洞察を提供します。
生後2年間、彼の行動範囲はアラスカ北部内陸部に限られていました。2歳から16歳の間、彼は幼体とみなされ、より広い範囲を移動するようになりました。著者らは、マンモスが現代のゾウと同様の社会構造を持っていたとすれば、これは群れの移動を反映している可能性があると考えています。しかし、16歳頃に成熟すると、彼はかなりの距離を移動するようになり、生涯を通じてアラスカ内の特定の地域に頻繁に戻ってきました。
このような詳細な発見から、科学者たちはマンモスの完全な骨格、つまり仮説を立てるのに役立つ大量の化石を入手できたと考えたくなるかもしれません。しかし実際には、彼らが入手したのは断片的なものでした。牙2本、頭蓋骨の一部、そして歯が残っている顎の一部です。
しかし、散在した断片だけで十分でした。研究チームは様々な科学的分析を用いて、この古代の獣の移動経路を解明しました。古代DNAから性別と系統（共通の祖先を持つ生物）が判明しました。研究チームは牙を1本丸ごと真ん中で切り分け、サンプル採取と分析を行いました。マンモスの移動経路についてより深く知るために、同位体分析と呼ばれる巧妙な手法を用いました。
同位体は化学的な足跡のようなもので、私たちの周りのあらゆるものに存在しています。様々な形でのこれらの化学的な足跡を読み取ることができれば、例えば動物の食生活や移動経路などについてより深く理解するのに役立ちます。同位体の中には、特定の環境の地質を反映するものもあれば、環境内の降水量や季節を反映するものもあります。私たち動物も植物も、これらを摂取し、体内に取り込んでいます。科学者は適切なサンプルとツールがあれば、それらを「読み取る」ことができます。これは非常に複雑な科学ですが、多くの興味深い詳細を明らかにできるため、古生物学や考古学の分野で人気が高まっています。
研究の大部分は、一本の牙を中心としていました。マンモス、マストドン、ゾウ、そしてその近縁種である長鼻類は、その生涯史を解明するのに特に適した稀有な動物種の一つです。その歴史は牙に刻まれており、誕生から死に至るまで、日々の成長量、食性、季節、さらには妊娠に関する情報まで読み取ることができます。したがって、著者らが牙を出発点に選んだことは驚くべきことではありません。驚くべきは、彼らがどのようにそれを行なったかです。
新論文の共同筆頭著者であり、筆頭著者でもあるマシュー・ウーラー氏は、アラスカ大学フェアバンクス校水産海洋科学部および北方工学研究所の教授です。また、同研究所のアラスカ安定同位体施設の所長も務めています。同施設には、本研究に不可欠な比較的新しいハイテク機器（正式名称：レーザーアブレーション・マルチコレクタ誘導結合プラズマ質量分析計）が設置されています。
技術を持っているだけでは十分ではありません。機器のセットアップ方法と使用方法の両方を理解することが、結果に影響を与えます。共著者のヨハンナ・イルゲハー氏とトーマス・プロハスカ氏は同位体比分析の専門家であり、ウーラー氏と彼のチームの初期セットアップを支援しました。オーストリア、レオーベン・モンタナ大学の研究科学者であるイルゲハー氏は、正確な同位体比測定は「依然として芸術」であると述べています。
イルゲハー氏は、この種の技術を用いて典型的に行われる研究、すなわち魚類の耳骨の研究について考察した。魚類の耳骨とマンモスの牙を比較して考えてみよう。「私たちは、同じ高解像度のマイクロ技術をマクロスケールに適用したのです」とウーラー氏は述べた。
プロハスカ氏は「優れた科学者になるにはクレイジーでなければならない」と信じていると述べた。そして、それは最良の意味で、つまり、人と違う考え方をし、他の人が不可能だと考えるようなことに挑戦する勇気を持つことだと彼は言った。彼はこのマンモスの牙の巨大な大きさ（1.7メートル）を説明し、それを分析するために使用する機器内の非常に小さな空間と比較した。彼はアラスカの同僚たちのことを考えていたことを覚えている。「この牙のサンプルをこんな大きさのレーザーセルに入れようとするのか？ 君たちって本当にクレイジーだ！」
「マット・ウーラー氏はこの研究を本当に非常に高いレベルにまで引き上げました」とイルゲハー氏は語った。
マンモスがどこを移動したかを理解するため、著者らはストロンチウム同位体の地球化学に着目した。シンシナティ大学の古生態学者で助教授のジョシュア・ミラー氏（この研究には関わっていない）によると、ストロンチウム同位体は「動物の環境と地元の地質に由来し、動物が飲食する際に獲得する、地理的に有益な化学マーカー」だという。一言で言えば、追跡装置のようなものです。ストロンチウムは地中に存在し、植物は根を通してストロンチウムを摂取し、草食動物は植物を食べることで、知らないうちにストロンチウムを摂取します。ストロンチウムは動物の歯（またはこの場合は牙。実際には非常に長い歯）に蓄積され、数千年後に科学者は動物が生涯を通じてどこを移動してきたかを特定できるのです。
マンモスの生態史を描くために、研究者たちはアイソスケープと呼ばれる手法を用いました。これは、特定の地形に生息するストロンチウムの種類を地図化するものです。本日の共著者2名と他の研究者たちは、アラスカ大学博物館哺乳類コレクションに収蔵されている齧歯類標本の歯を用いて、アラスカ全土における様々な種類のストロンチウムの地図を作成しました。
研究チームはマンモスが死亡した場所、つまり2010年に化石が発見された場所に近いと思われる場所から調査を開始し、死から誕生の瞬間まで遡って移動経路を辿った。マンモスの移動経路を同位体データにマッピングする際には、一定の論理的推論を適用した。例えば、ウーラー氏はビデオインタビューで「このマンモスは飛べない」と仮定し、崖などの「極端な地形」といった不可能な地形を移動できないと説明した。
「この動物は」と彼は続けた。「1万7000年前、まさに最終氷河期の真っ只中に生きていました。アラスカ以外の地域に住む多くの人は、氷河期には地球が氷に覆われていたと思っていますが、それは違います。地球の大部分は氷に覆われていなかったのです。」
「牙の断片が質量分析計から取り出されるたびに、何が見えるのか全く分からなかったんです」とウーラー氏は振り返る。「リアルタイムで状況をプロットして、『ああ、見て！しばらく止まった！』『ああ、見て！また北へ向かっている！』と伝えていました」
驚くべきことに、マンモスが最も頻繁に移動したルートのいくつかは、現在もカリブーの群れによって利用されています。さらに興味深いのは、これらのルートのいくつかは、他の多くのマンモスの化石が発見された場所だけでなく、古代人の居住地としても知られている場所に近いことです。もしアラスカのマンモスのすべて、あるいはほとんどが、今回の研究で発見されたマンモスと同じくらいの移動距離を移動していたとしたら、後にこの地域に移住した古代人と接触した可能性について示唆を与えるだろうとウーラー氏は述べています。
「このマンモスが日常的に利用していた地域は、ベーリング海に生息していた初期の狩猟民たちも利用していた地域です」と、共著者で考古学者のベン・ポッター氏はメールで述べている。「ユーコン川流域とアラスカ北西部が中心で、南西部、中南部、極東の非氷河地域には比較的少数の人々が居住していました。つまり、この生息地はマンモスと人類の両方にとって適していた可能性が高いのです。」
しかし、現時点では「人間とマンモスの相互作用の正確な性質は、非常に曖昧なままである」と彼は書いている。
ジョージアサザン大学の地質学准教授で、今回の研究には関わっていない牙の専門家、ケイティ・スミス氏は、電子メールで「これは驚くべきレベルの洞察だと思います。あらゆる長鼻類のあらゆる牙について知りたいと思うものです」と述べている。
スミス氏は、古生物学者は「誰もが持っている資源を使って、様々なことを行うことができます」と指摘しました。それはハイテク機器を使う場合もあれば、木の年輪のように牙の測定や成長パターンの観察といったより基本的なツールを使う場合でも同様です。「だからこそ、科学はコミュニティなのです。私たちは皆、それぞれのスキルと強みを持ち寄ることができるのです」と彼女は言いました。
「マンモスが現代のカリブーのように行動しているのを見て、とても興味をそそられました！」と彼女は書いています。「絶滅した動物の行動パターンが現生動物にも見られるのは、絶滅した種に真の生命が蘇った証です。この研究は、マンモスが環境が変化するまでは繁栄していたことを示唆しています。これは絶滅した動物、そして現生動物にも繰り返し見られる現象です。」
「絶滅した動物は、現生の近縁種と似た行動をとっていたと推測されることがよくあります」と、この研究には関わっていないイェール大学の古生物学者アドバイト・ジュカー氏はビデオインタビューで述べた。「しかし、化石記録から直接的な証拠が得られない限り、それを検証する良い方法はありません。そして、この論文はそれを立証する素晴らしい方法です。」
論文の中で最も心を打つ点の一つは、マンモスの死の記述でした。牙に含まれる窒素同位体組成によると、マンモスは晩冬か春に飢餓で死亡したことが示唆されています。著者らは、厳しい冬は雪を凍らせ、マンモスが雪の下の植生にアクセスできなかったのではないかと推測しています。
「まるで動物が死んでいく様子が目に見えるようです」とミラー氏はビデオインタビューで語った。「本当に感じられます。つまり、このような窒素の変動は本当に劇的です。これは、彼が人生の最期に苦しんでいた可能性を示唆しているように私には思えます。」
ジュカー氏は、このマンモスが死んだときの年齢が28歳と比較的若かったことに触れ、「地質学上の過去にアラスカの特定の地域でこれらの動物がより若く死んでいた時期があったかどうか」を調べるために他のマンモスの研究をさらに見てみたいと語った。「環境がマンモスの個体群動態にどのような影響を与えているのかについて、より微妙な理解が得られるからです。」
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「絶滅した動物の行動について、初めて具体的な知見を得ることができました！」と、共著者で古遺伝学者のベス・シャピロ氏はメールで述べた。「他の個体からのこのようなデータが増えれば、環境の変化や生息地の変化、あるいは人間の存在が増加するにつれて、移動などの行動パターンがどのように変化したかを解明できるでしょう。こうしたデータセットは、気候や生息地の変化が種にどのような影響を与え、そしておそらく絶滅に追いやったのかを真に理解することに一歩近づくことを可能にします。」
このマンモス1頭の移動を解明するのに、多分野にわたる国際チームが1年以上を費やしました。1頭の動物だけでは、種全体の絶滅の可能性について洞察することはできませんが、研究チームはこれが出発点となることを期待しています。この研究に参加した複数の著者が、マンモスの絶滅と今日の深刻な気候変動との不気味なつながりについて言及しています。
「アラスカでは、気候変動に伴う影響と変化を今まさに非常に強く認識しています」とウーラー氏は述べた。「ホッキョクグマやカリブーといった既存の大型動物の移動や行動への影響は既に確認されています。私たちの研究は、北極圏が現在直面している大きな変化に対して、将来どのように変化するか、あるいは変化しないかを知る手がかりになると考えています。」
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。
