北海道大学(北大)は、北米で発見された羽毛を持った恐竜化石を研究したところ、翼の起源は飛翔ではなく繁殖行動であることを明らかにしたと発表した。

同成果は、カナダ・カルガリー大学のダーラ・ザレトニスキー博士とカナダ王立ティレル古生物学博物館のフランソワ・テェルリン博士を筆頭に、北海道大学総合博物館の小林快次准教授とアメリカ(フロリダ州立大学)の共同研究によるもの。詳細は10月26日付(米国時間)の「Science」に掲載された。

1995年から2009年にかけて、カナダ・アルバータ州南部に露出するホースシューキャニオン層とダイノソーパーク層(ともに白亜紀後期カンパニア期:約7000万年前)から、羽毛の痕が残された恐竜「オルニトミムス」が3体発見された。オルニトミムスは、ティラノサウルスに代表される獣脚類に属し、鳥類起源の解明において重要な恐竜とされている。

これまで、羽毛の痕跡を残した恐竜化石はドイツ、中国、モンゴルから発見されているが、そのほとんどは中国遼寧省のものであり同地の代表的な羽毛恐竜としては「ミクロラプトル」、「シノオルニトサウルス」、「カウディプテリクス」、「アンキオルニス」があるほか、モンゴルでは「シュヴィイア」、ドイツは、「始祖鳥」と「ジュラヴェナトール」が知られている。北米大陸も多くの恐竜の化石が発見されているが、今回のオルニトミムスが発見されるまで羽毛恐竜は発見されていなかった。

近年の研究により、多くの恐竜に羽毛があることが報告されるようになり、鳥類は恐竜から進化したことが明らかになってきたが、鳥類がどのようにして翼を持ったのかという理由は不明のままであった。

羽毛は、獣脚類恐竜の進化においてかなり初期の段階に獲得されていたことが知られているが、羽軸を持つ羽根と翼の存在は獣脚類の中でも、オヴィラプトロサウルス類、ドロマエオサウルス類、トロオドン類といった、鳥類に近いマニラプトル類に限られていた。

今回研究の対象になったオルニトミムスは、より原始的なオルニトミモサウルス類であるが、3体の標本のうち2体は、まるでミイラ化されたような化石であり、羽毛の痕跡が、体の周りに保存されていたことから、翼の起源が遡れることが判明し、オルニトモサウルス類は、翼を持ったもっとも原始的な恐竜であることが判明した。

3体の標本のうち2体は、それぞれ体長が1.5mと3.4mと推測され、年齢は小さい方が1才未満と生まれて間もない個体で、もう1体は少なくとも5才にはなっており、成長期を過ぎたあたりだと考えられている。

1才未満のオルニトミムスの骨格 (c)カルガリー大学/王立ティレル古生物学博物館	1歳未満の腹と腰の部分に残された羽毛の痕 (c)カルガリー大学/王立ティレル古生物学博物館	ほぼ成体になったオルニトミムスの首の部分に残された羽毛の痕 (c)カルガリー大学/王立ティレル古生物学博物館

また、さらに大きな3体目の個体の腕には、羽毛が生えていた痕跡があることが確認され、体長3.6mほどで、年齢も10才と、成長期を過ぎた成体であったことが判明した。

成体のオルニトミムス。腕に、乳頭突起と呼ばれる風切り羽の痕が残っている。このことから、成体のオルニトミムスは、腕に現生鳥類のような翼を持っていたことが判明した (c)王立ティレル古生物学博物館

現代の鳥類は、生まれて間もない1～2週間程度で翼を持つ。ダチョウなどの走鳥類も例外ではなく、さらに3カ月もしないうちに翼を持ち始める。しかし、今回の発見により、鳥類でない恐竜の翼は、生まれて少なくとも1年間は、腕には毛のような羽毛で覆われており、体も1.5mを超える1年以上も後にようやく羽軸を持つ羽が生えた翼を持つことが判明。これにより非鳥類型恐竜は、現代の鳥類とは異なった翼の形成過程があることが明らかにされた形となった。

これまでも翼の起源については、飛翔・滑空という説、獲物の捕獲としての道具であるという説、地上を滑走する時のバランスという説、そして繁殖行動といった4つの説を中心に議論が続けられてきた。

今回発見されたオルニトミムスは、進化の過程で一度も飛翔に関わっていないため、飛翔や滑空という目的であるとは考えられず、また、この恐竜は植物食であることが知られているため、獲物の捕獲ということもないと考えられた。さらに、オルニトミムスは幼少期から走行性に優れているにも関わらず、幼体に翼がないことから走行のバランスも排除され、この結果、、翼は本来飛翔のために開発されたものではなく、繁殖行動(個体識別のためのディスプレイや抱卵)に起源を持つことが結論付けられたという。

1才ほどのオルニトミムス。全身が毛のような羽毛に覆われており、翼がない (c)Julius Csotonyi	成体になったオルニトミムス。体は幼体のように毛のような羽毛に覆われており、腕には立派な翼を持つ (c)Julius Csotonyi	幼体と成体のオルニトミムス (c)Julius Csotonyi