科学者が洞窟を探索し、これまでで最も古い皮膚の化石を発見

研究者らは、オクラホマ州のリチャーズ・スパー洞窟で、保存されていた爬虫類の皮膚の小さな部分を発見した。これはおよそ2億8,900万年前のもので、これまでに発見されたどの皮膚の化石よりも古いものである。トロント大学ミシサガ校の研究者 (UTM) この小さな断片を研究して、動物が海から陸地に移動したときに皮膚がどのように変化したかを学びました。 オクラホマ州の遺跡からの洞窟の堆積物はスクリーンを通過し、1 つの黒い斑点が乱暴に扱われても生き残りました。この研究は、化石解剖学の訓練を受けたUTMの古生物学修士課程の学生であるイーサン・D・ムーニーによって主導されました。彼の研究は、皮膚と骨格の特徴が、初期の爬虫類が水から離れた場所でも乾燥せずに生きられるようにどのように役立ったかを追跡しています。化石化した皮膚は非常にまれです柔らかい皮膚は、死後すぐに微生物やスカベンジャーが細胞を破壊するため、通常は数日以内に消えてしまいます。研究 脊椎動物の化石では、限られた環境でのみ元の軟組織が発見され、皮膚の記録がまったくない状態で長期間放置されます。その希少性により、古代の皮膚の 1 つの部分が貴重になりますが、それは科学者があらゆる細部を慎重に扱わなければならないことも意味します。モンスーンのような雨が時々表面から死骸や剥がれた骨を押し流し、洞窟の亀裂や泥の中に送り込みました。別個の 勉強 洞窟内で骨が磨耗して移動する様子を追跡し、3つの主要な侵入経路を特定した。これらの経路は、ほとんどの化石が散在した破片として到着する理由を説明するのに役立ち、そのため皮膚パッチを無傷で保つことがさらに困難になります。油と低酸素粘着性の炭化水素（主に水素と炭素からなる油ベースの分子）が洞窟の泥に浸透し、埋葬された遺骨を覆いました。このコーティングは酸素と水が微生物に到達するのをブロックするため、組織が崩壊する前に腐敗が遅くなります。堆積物中の低酸素ポケットは腐敗にさらなるブレーキを加えますが、同じタールが細かい化学的手がかりを曖昧にする可能性があります。顕微鏡で見ると、化石化した皮膚の断片は小石を積んだ爬虫類の皮膚のように見え、現代のワニに似たシワがあった。標本は爪ほどの大きさで、細さは人間の髪の毛ほどでした。たった 1 回こするだけでパターンが永久に消去されてしまう可能性があるため、このような比率では準備中にエラーが発生する余地はほとんどありませんでした。動きのために作られたスケール折り畳まれた鱗の帯が列をなして現れ、表面が曲がる可能性のある薄いヒンジゾーンがそれらを分離しました。このレイアウトにより、鱗は硬いままでヒンジが曲がるため、丈夫な外層が体と一緒に動くことができます。このような古い動物でそのパターンが見つかったことは、多くの爬虫類の鱗のデザインが早期に固定され、安定したままであったことを示唆しています。動物を推測する化石化した皮膚の断片には付属の骨格が欠けていたため、研究者らはその質感を現場ですでに知られている動物と比較した。彼らは、それはおそらく次のものから来ていると主張した カプトリヌスが使われた、その洞窟システムによく現れる小さなトカゲのような爬虫類です。いくつかの異なる皮膚斑が別々に収集されたため、研究チームは複数の種が関与している可能性も認めました。恐竜以前の羊膜類この発見は、恐竜が出現するずっと前に、羊膜類（胚が保護膜の内側で発達する脊椎動物）についての扉を開くことになる。乾燥した地面での彼らの成功は卵だけではなく、体には水分の損失を遅らせる皮膚も必要であるため、より重要です。この時代の保存された表面は、通常、生存の詳細が失われている骨と行動の間のギャップを埋めるのに役立ちます。(A) 組織学的切断の位置を示す赤い線が付いた皮膚の外表面の写真。 (B および C) 皮膚鋳型の平坦な表皮鱗片の組織学的断面図。 (D – J) 皮膚の負のレリーフ印象の表面。外部の形態、パターン、および表皮鱗片の分布に大きな変化が見られます。クレジット: 現在の生物学。画像をクリックすると拡大します。乾燥に対するバリア現代の爬虫類の皮膚は、外側が硬くなっているため、水分の損失を抑え、病原菌をブロックします。 層 表面をシールします。その外層の細胞には丈夫なタンパク質が詰まっているため、表面は乾燥や軽度の擦り傷に耐えます。化石化した皮膚の断片が見慣れたスケールの配置を示している場合、基本的な節水設計が非常に早い時期に出現したことを示唆しています。化石化した皮膚の 3D レイヤー顕微鏡検査では、単なる平面的な汚れではなく、三次元の鋳型が示されたため、研究者は厚さとひだを検査することができました。彼らは、組織学のために小さな切片を切り出します。これは、薄い組織のスライスを顕微鏡下で検査する方法であり、外層をより深い支持体から分離します。これらのスライスでは鱗の間に蝶番のような境界も明らかになりましたが、元の皮膚の化学的性質を完全に読み取ることはできませんでした。古代タールからの化学化学指紋採取により、骨と洞窟のサンプルに含まれるタールが、はるかに古い岩石ユニットであるウッドフォード頁岩と関連付けられました。異なる岩石が成熟するにつれて異なる混合物を生成するため、石油分子の一致するパターンは共通の供給源を示しています。その古い石油は化石化した皮膚の破片を早期に封じ込めた可能性があるが、生き残ったタンパク質を探す検査も複雑にする。制限と未解決の質問体の部位や年齢によって鱗のサイズや形状が変化するため、単一の皮膚パッチだけで動物全体を明らかにすることはできません。タールの含浸は空間を密閉することで組織を保護しますが、かつて表面にあった毛穴や腺を覆い隠すこともあります。この洞窟システムは特別な環境を表しているため、科学者はすべての初期の爬虫類がどの気候でも同一の皮膚を持っていると想定すべきではありません。この化石化した皮膚から得られる教訓この時期の皮膚表面は、アーティストや科学者に、初期の爬虫類の体と動きを再構築するためのより確かなガイドを提供します。「これらの化石は、古生物学的復元のための貴重な参考資料としても役立ちます」とムーニー氏は書いている。鱗とヒンジの特徴がすでに配置されている場合、羽や髪などの後の変更はそのベースに構築される可能性があります。洞窟の化学的性質と皮膚の構造は、初期の陸上脊椎動物がすでに丈夫で柔軟な外皮を持っていたことを示しています。将来の発見では、研究者が各鱗の種類が体のどこに位置するかをマッピングできるように、骨格全体とのより適切なリンクが必要になります。この研究は、 現在の生物学。—–Eric Ralls と Earth.com が提供する無料アプリ、EarthSnap で私たちをチェックしてください。—– #科学者が洞窟を探索しこれまでで最も古い皮膚の化石を発見