2025 年 1 月 10 日
肉食動物と草食動物は進化の過程でどのように発達したのでしょうか?絶滅した脊椎動物はどうやって食事をしていたのでしょうか？そして、どうすれば彼らの食生活を知ることができるのでしょうか？
生きた動物を使えば、彼らが何を食べているのかを観察することができます。絶滅種については、科学は化石からの形態学的または化学的情報に依存しています。教授が率いる研究者ヨハネス・グーテンベルク大学マインツ（JGU）のトーマス・トゥトケン氏は、現代に生息する爬虫類の食物を示す同位体組成の参照枠を作成しました。これは、化石を扱う際に貴重な助けとなります。
「爬虫類参照フレームワークにより、恐竜などの絶滅動物の食事を以前よりも正確に再構築できるツールが手元にあります」とトゥトケン氏は言います。 「このような比較データセットはこれまでのところ存在しません。」
爬虫類は非常に異なる食習慣を持っています
今日の爬虫類は、草食から動物食まで、幅広い食性の好みを示します。しかし、藻類を食べるウミイグアナ、昆虫を食べるカメレオン、卵を好む甲殻類、または完全に肉に依存するイリエワニやコモドオオトカゲなどの上位捕食者など、栄養の特殊化も発生します。 「この多様性により、絶滅した動物の食性嗜好を再現することが困難になっています」とJGU地球科学研究所の古生物学者テュトケン氏は強調する。
私たちの現生爬虫類の既知の最古の祖先は 3 億年以上前に生きていました。知られている最古の爬虫類はハイロノムスで、トカゲに似ており、約 3 億 1,500 万年前に現在のカナダに生息していました。初期の爬虫類は、頭蓋骨、顎、歯の形態に共通の特徴を持っていることが多く、これは昆虫食の傾向を示しています。しかし、地球の歴史において、食事が昆虫から肉食、草食に移行した正確な時期は不明です。
28 種の爬虫類が地球化学基準系の基礎を形成
この基準枠を使用して、絶滅した脊椎動物種と現生の脊椎動物種の両方の食事を再構築できるようになりました。これを行うために、テュトケン氏のグループは、28 種の現存する爬虫類を使用し、その骨と歯に含まれるカルシウムとストロンチウムの同位体を分析しました。これらは食事によって体系的に変化します。 「包括的な参照枠を作成するために、顕著な草食または動物を食べる行動を持つ爬虫類だけでなく、食品の専門家も選択しました」とテュトケン氏は説明します。
科学者はワニ、オオトカゲ、イグアナ、カメレオンを例に挙げています。カルシウムの場合、特に同位体カルシウム-44 とカルシウム-42 が測定されました。食物連鎖の各段階で、カルシウム-44 とカルシウム-42 の比率が減少することが示されました。 「食虫動物の値は最も高く、他の栄養カテゴリーとは大きく異なります」と博士は説明します。マイケル・ウェーバー、研究の筆頭著者。同位体比が最も低い草食動物と肉食動物がランキングに続きます。たとえば、ウミイグアナや卵を食べる人の特別な食事も検出できます。
結果は、同じ種の安定ストロンチウム 88 とストロンチウム 86 の同位体比の比較可能な画像を示し、栄養に関する追加の洗練された情報を提供します。 「私たちは初めて、栄養の代用としてストロンチウム安定同位体の包括的な基準枠を作成しました。これは、カルシウム同位体から決定される食事にほぼ対応しています。」と博士は報告しています。カトリン・ウェーバー氏、共著者であり、JGU のテュトケン グループの元博士課程の学生。 「しかし、カルシウムとは対照的に、歯や骨には非常に少量のストロンチウムしか含まれておらず、これらも土壌の保存過程で変化するため、絶滅種の化石にストロンチウムを使用することには問題が生じる場合があり、カルシウムはここでより良い視点を提供します」 。」
別の分析結果では、同じ食餌を摂取した爬虫類のカルシウム同位体比が哺乳類と比較して高いことが示されており、これはおそらくさまざまな生理学的要因によって説明される可能性があります。しかし、これは、哺乳類のデータを恐竜などの絶滅した爬虫類種との比較に簡単に使用できないことも示しています。
歯の機械的磨耗跡から追加の栄養情報が得られます
化学的な食物の痕跡に加えて、将来の再構成を補うために、食物によって引き起こされた歯の機械的摩耗痕が追加されました。動物が硬い食物を食べたか柔らかい食物を食べたかは、歯の表面の引っかき傷によって区別でき、したがって動物の食事に関する追加情報が得られます。絶滅種。このデータは、以前に博士との共同作業の一環として収集されたものです。現在キールのクリスチャン・アルブレヒト大学に在籍しているダニエラ・ウィンクラー氏は、同じ現代の爬虫類から歯を収集し、同位体データと組み合わせた。これらにより、貝殻や骨などの研磨性の硬い組織を大量に食べる動物を、主に柔らかい組織を食べる動物と区別することができます。
「化石標本から得られる化学的および機械的な食物痕跡データを完全に理解して解釈するには、まず、既知の食習慣を持つ現在生息する近縁種を調査する必要がありました。これにより、食性を比較し、正確に割り当てるための基準フレームが得られました。」将来的には、絶滅種の栄養学的挙動をさらに正確に再構築できるようになるだろう」と博士は要約する。トーマス・トゥトケンも一緒。 2016 年、科学者は最初の陸上脊椎動物の栄養に関する研究プロジェクトに対して ERC Consolidator Grant を受け取りました。これは現在発表されている研究も支援しています。
それらの： マインツ大学
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#絶滅した爬虫類を研究するための新しいツール