恐竜の動きに関する新たな3Dシミュレーションは、一部の動物が移動を助けるために尾を左右に振っていた可能性を示唆しています。これは、私たち人間が腕を振る動作に似ています。三畳紀の獣脚類の一種、コエロフィシス・バウリのシミュレーション動作を研究した学際的な研究チームは、尾を左右に振ることで一部の恐竜が角運動量を調整し、筋肉への負担を軽減していた可能性を示唆しています。
研究チームは、約2億年前に生息していたこの恐竜のシミュレーションを、南米に現生する優雅なカンムリシギダチョウの動きに基づいて行った。カンムリシギダチョウは、飛ぶよりも歩くことと走ることを好む鳥類である。カンムリシギダチョウの体がこれまで考えられていたよりも少し緩やかに動いていた可能性があるという発見は、他の恐竜にも応用でき、絶滅した動物の動きの微妙な差異を解明するのに役立つ可能性がある。研究結果は本日、Science Advances誌に掲載された。
この発見は、「恐竜の移動パターンにも多様性があったことを意味しています。つまり、恐竜によっては他の恐竜とは異なる動きをしていた可能性があり、例えば獣脚類全てが全く同じ動きをしていたと単純に決めつけるべきではないということです」と、ハーバード大学の進化生物力学者で本研究の筆頭著者であるピーター・ビショップ氏はギズモードへのメールで述べています。ビショップ氏は、「恐竜が1億6000万年以上も生きていたことを考えると、驚くべきことではありません。恐竜には、その動き方を改良する十分な時間があったのです」と述べています。
恐竜の移動モデルがシギダネの実際の動きと類似していることがわかった後、研究チームはそのモデルを恐竜の筋骨格の再現に適用しました。その結果、恐竜の速度は以前の推定値とほぼ同等でしたが、首と尾の動きが連動して、人間が走ったり歩いたりするときに腕を振るのと同じように、恐竜が走る際に角運動量を維持するのに役立っていることがわかりました。
「恐竜の移動に堅牢な計算バイオメカニクスのアプローチが適用されるのは、常に喜ばしいことです」と、ポーツマス大学の脊椎動物古生物学者で、今回の研究には関与していないニザール・イブラヒム氏は、ギズモードへのメールで述べた。「恐竜の尻尾はこれまで考えられていたよりも動的で複雑だったのではないかと、多くの人が強く疑っていたと思います。しかし、本当に必要だったのは、堅牢な定量的アプローチだったのです。」
2020年、イブラヒム率いるチームは、水路周辺を徘徊していたことで知られる肉食恐竜スピノサウルスの、保存状態の良い尾の分析結果を発表しました。尾の構造に基づき、イブラヒム率いるチームは、スピノサウルスが遊泳能力を持つ恐竜であったと仮説を立てました。遊泳能力を持つスピノサウルスがどれほどの力を持っていたのかについては依然として疑問が残りますが、こうしたモデルは、骨格を立体的に再現し、筋肉を再現し、現代の類似物と組み合わせることで、古生物学者が化石を生き生きと再現するのに役立っています。これにより、恐竜の動きに関する新たな推測が導き出されています。
「このシミュレーションフレームワークを実装し、シミュレーション自体が非常に高速に解けるようになったことで、恐竜だけでなく、他の多くの絶滅生物の移動やその他の行動を研究する準備が整いました」とビショップ氏は述べた。「ほぼあらゆるものが対象となります。これがシミュレーションの大きな力です。現代には存在しない解剖学的構造を研究し、それによって他の方法では答えられない疑問を検証できるのです。」
ビショップ氏は、尾の長さや大きさによって揺れ方は異なり、中には移動のために尾を全く振らなかった種もいたかもしれないと記している。一部の恐竜は求愛行動として尾を振る動作を必要としていた可能性があり、鳥脚類恐竜の尾の構造上、付属肢はより硬くなっていたと考えられる。ビショップ氏のチームがシミュレーションで尾を取り除いた場合、恐竜は移動時に18%多くの筋力を必要とした。
「あらゆるモデルと同様に、現実がシミュレーションよりもはるかに複雑な領域があります。足と地面の相互作用や、四肢以外の骨格部分の制御などは、将来的に改善できる可能性があります」と、マンチェスター大学の計算動物学者ビル・セラーズ氏はギズモードへのメールで述べた。セラーズ氏は今回の研究には関わっていない。「最終的な目標は、化石生態系のデジタルツインを作成することです。そうすれば、これらの動物が何をしていたのか、どのように暮らしていたのかを真に理解できるようになります。」
この研究は、初期の恐竜が同時代の他の爬虫類と比較してどのような機能を持っていたかを解明するための5年間のプロジェクトの最新の成果です。直立姿勢と二足歩行を特徴とする獣脚類は、様々な移動手段が時間の経過とともにどのように進化してきたかを理解するための優れた資料となります。
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