2016年にモンタナ州で発見された6,600万年前の恐竜の糞化石から、保存状態が極めて良好な鳥の羽が見つかりました。研究者らによれば、この発見は白亜紀末の大量絶滅を生き延びた鳥類と絶滅した鳥類の違いを解き明かす手がかりになる可能性があります。
ヘルクリーク層での偶然の発見
その化石はサクランボほどの大きさでした。表面を観察して裏返したところ、小さな割れ目に微小な分岐構造を持つ化石が埋め込まれているのが見つかりました。それはこの地域で初めて発見された羽の化石であり、恐竜時代から見つかった羽の中でも極めて保存状態が良いものとなりました。
シアトルのバーク博物館のラボマネージャーであるDavid DeMarは、モンタナ州のヘルクリーク層と呼ばれる岩だらけの荒野でフィールドワークを行っていた際、魚の化石を探している最中に偶然この化石を発見しました。DeMarは当時の状況を「私たちは皆、手と膝をついて地面に伏せました。丘を這い上がっていたとき、地面に小さく暗い色の丸い物体があるのに気づいたのです」と振り返っています。彼はこの物体を「ゴルフボールの半分ほどの大きさの、暗い赤褐色の結節」と表現しています。
DeMarが無線で同僚に報告した際、最初は誰も応答しませんでした。彼は「彼らは私が冗談を言っていると思ったのでしょう」と述べていますが、5分後に再び無線で「鳥の羽を見つけたと思う」と伝えたことで、その後の分析によって彼の結論が正しいことが確認されました。
シカゴのフィールド自然史博物館の化石爬虫類担当アソシエイト・キュレーターであり、鳥類のエキスパートであるJingmai O’Connorは、「疑いなく、恐竜時代から見つかった中で最高の羽です」と述べています。また、彼女はこの発見について「コプロライト（糞化石）の中で見つかった史上初の羽であり、幸運な偶然がなければ見つからなかったでしょう」と付け加え、コプロライトが「化石化した軟組織を研究するための新しい窓になる可能性がある」としています。
糞化石から判明した古代の食物連鎖
David DeMarが発見した丸い団塊は、肉食恐竜が排泄した糞の化石である「コプロライト」でした。研究チームは、その大きさや含まれていた内容物から、作成者としてTyrannosaurus rex（ティラノサウルス・レックス）またはNanotyrannus（ナノティラヌス）がより有力な候補であると考えています。このコプロライトは、後にさらなる手がかりが見つかる可能性のある、ソフトボールほどの大きさのより大きな破片から分離したものでした。
研究チームがこの小さなコプロライトをCTスキャンしたところ、他にも複数の羽、いくつかの骨の断片、そして2つの小さな魚の鱗が含まれていることが判明しました。O’Connorは、これらの羽と骨は、水中の生活に適応した古代の泳ぎ鳥（ミズナスの仲間やカイツブリのような、足で推進して潜水する鳥）から来たものであると結論付けました。この鳥は、大量絶滅を生き延びなかった飛行不能な水鳥の一種であるヘスペロルニスの類（hesperornithiform）であると考えられています。
また、コプロライトに含まれていた魚の鱗について、O’Connorは「これらの小さな魚の鱗は、鳥が捕食者に食べられたとき、その鳥の胃の中にあったという仮説を立てています」と述べています。つまり、このコプロライトは、鳥が魚を食べ、その鳥がT. rexのような捕食者に食べられたという、2つの異なる食物連鎖の相互作用を記録していたことになります。
保存状態と絶滅の謎
この化石の保存状態について、研究に参加していないイェール大学の鳥類学者Richard Prumは、「この素晴らしい羽の形態が恐竜の糞の中で検出されたことは確かに印象的です。それは驚くべきことであり、予想外でした。個々の細胞の証拠を含め、これほど美しく保存された同年代のものは他にありません」と評価しています。また、クイーンズランド大学の脊椎動物古生物学者Steven Salisburyは、「羽を示す化石はかなり多くありますが、ほとんどの場合は羽の印象を見ているだけで、実際の羽はそこにありません。これは実際に3Dで保存された羽であるため、非常に興味深いものです」と述べています。
学術誌『Current Biology』に掲載されたこの研究において、O’Connorは、羽装（plumage）が絶滅イベントにおける生死を分けた要因であった可能性を提示しています。彼女は「現代の鳥類（crown birds）だけが、断熱に優れた身体の羽と現代的な翼の羽という、完全なセットを持っていたという仮説を立てることができます」と述べています。ヘスペロルニスの類は現代の鳥類に最も近い関係にありますが、現代的な羽装の特性をすべて備えてはいなかったことが示唆されています。