古代動物の嗅覚の秘密が脳紋から明らかに

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2025-12-12 14:19:00

KOMPAS.com – 数百万年前に絶滅した動物の「鼻の鋭さ」をどのように評価するのでしょうか？この疑問は長い間科学者を悩ませてきました。初期のクジラやエナガトラを含む古代の哺乳類では、行動の手がかりが失われている一方で、鼻や脳などの軟組織はかろうじて保存されています。

しかし、シュツットガルト州立自然史博物館の新しい研究は、痕跡というエレガントな答えを示しています。 嗅覚 それは頭蓋骨の中に、正確に骨の型の中にきちんと保管されていることが判明した 嗅球 （嗅球）、香りを処理する脳中枢。

研究者らは、エンドキャストの量、つまり所定の位置にある骨の「型」が、 嗅球 位置は、動物の中でまだ機能している匂い受容体遺伝子の数と高度に相関しています。大きいほど 嗅球嗅覚遺伝子のレパートリーが豊富であればあるほど、嗅覚はより鋭敏になります。

研究著者の一人であるクエンティン・マルティネス氏は、「脳から遺伝子に至るまでの私たちのアプローチは、頭蓋骨の解剖学と遺伝情報を組み合わせたものです」と述べた。 「これは哺乳類の嗅覚の進化を理解するのに役立ちます。」

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感覚能力の地図としての頭蓋骨

哺乳類では、頭蓋骨内の空間は脳の各部分の形状やサイズを反映することがよくあります。正面には、 嗅球鼻からの信号を受信してから高次の処理センターに渡すペア構造。

研究チームは、頭蓋内城を通してこの空間の体積を測定し、それを各種でまだ活性化している匂い受容体遺伝子の数と比較しました。ロジックはシンプルですが強力です。

• 匂いに大きく依存する種は、より多くの匂い受容体遺伝子を保持します。
• これらの信号を処理するには、大きな嗅球が必要です。

結果: 2 つの間の相関関係は非常に強いです。この発見は新しい復元方法への道を開く 嗅覚能力 たとえDNAが失われたとしても、古代の動物。

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マウスからゾウまでの哺乳類をスキャン

この関連性を証明するために、研究者らは大規模なCTスキャンキャンペーンを実施した。彼らは、体重10グラムの小さなネズミから体重5トンのアフリカゾウに至るまで、あらゆる目の哺乳類の頭蓋骨をスキャンした。

「非常に大きな頭蓋骨のスキャンには、通常とは異なる CT 装置が必要であり、技術的な課題です」と共著者の Eli Amson 氏は述べています。 「ゾウやクジラの頭蓋骨をスキャンしようとすること自体が冒険になることがあります。」

高解像度の 3D 再構成により、博物館の貴重な標本を損傷することなく脳の内部形状を見ることができました。その後、解剖学的データを、さまざまな哺乳類の匂い受容体遺伝子を記録するゲノムカタログと組み合わせました。

パターンは明らかでした。大きな嗅球を持つ種は常に、より完全な受容体遺伝子を持っていました。一方、小さな球根を持つ種は、多くの偽遺伝子、つまり進化の過程で機能を失った受容体遺伝子を示す傾向があります。

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化石から過去を嗅ぐ

ここで、この新しい方法の威力が最も発揮されます。化石哺乳類の脳腔は多くの場合非常によく保存されているため、たとえ脳が失われた後であっても嗅球室の大きさを測定することができます。

マルティネス氏と彼のチームは、始新世の初期のクジラ、サーベルトゥース、フクロネズミ（タスマニアタイガー）など、いくつかの象徴的な絶滅哺乳類にこの手法を適用しました。

「初期のクジラの中には、まだ高度に発達した嗅球を持っているものもいた」とマルティネス氏は語った。 「これは、嗅球が大幅に縮小したイルカなどの現代のハクジラとは対照的に、彼らが優れた嗅覚を持っていたことを示唆しています。」

この発見はクジラの進化と一致しています。初期のクジラは沿岸および半水生環境に生息し、依然として匂いに依存していました。一部の系統が海洋生物に完全に適応するにつれて、嗅覚は減少し、代わりにエコーロケーションが進化しました。

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