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恐竜は群れたから繁栄できた 新発見の初期化石が示す

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ナショナルジオグラフィック日本版

今から約1億9300万年前、現在のアルゼンチンにあたる地域で、11頭の恐竜が互いに数メートルも離れていない場所で息絶えた。理由は不明だ。しかし、恐竜たちの年齢は明らかで、2歳の誕生日を迎えた個体はいなかったと考えられる。

2021年10月21日付で学術誌「Scientific Reports」に発表された論文によると、この恐竜は、ブラキオサウルスやブロントサウルスのような首の長い巨大な恐竜の遠い祖先であるムスサウルス(Mussaurus patagonicus)だという。発掘地点では卵が100個以上と、69体の骨格の化石が新たに見つかった。同じ大きさで、ほぼ同じ年齢のムスサウルスの集団が含まれていた状況から、研究チームは、今回の発見は恐竜が複雑で社会的な行動をとっていたことを示す最も古い証拠と主張している。

「恐竜の行動については、ほとんど明らかになっていません。しかも、私たちが知っている事実のほとんどは、恐竜時代の終わりに近い白亜紀の恐竜についてのものなのです」と説明するのは、研究チームのリーダーでアルゼンチンのエジディオ・フェルグリオ古生物学博物館のディエゴ・ポル氏だ。氏はナショナル ジオグラフィック協会のエクスプローラー(協会が支援する研究者)でもある。「恐竜時代初期の恐竜の行動については、ほぼ何の情報もありません」

ムスサウルスは恐竜時代のごく初期に栄えた草食恐竜である竜脚形類の1種だ。最初に報告されたのは1970年代で、アルゼンチンのラグナ・コロラダ累層で11体がまとめて見つかった。世界各地で発見されたムスサウルスと近縁の竜脚形類の化石も、これらの恐竜が社会的行動をとっていたことを示唆している。ドイツでは数頭のプラテオサウルスの化石が同じ場所で見つかっているし、南アフリカでは近縁の恐竜マッソスポンディルスの営巣地や卵の化石が見つかっている。

米国自然史博物館の博士研究員であるキミ・シャペル氏は、今回発見されたムスサウルスの群れの化石がいかに驚異的なものであるかを強調する。

「卵だけでなく個体の化石もあり、しかも、同じ年齢のものだけでなく、異なる年齢のものもあります。驚くべきことです」と氏は言う。「そんなものが、広さ1平方キロメートル、厚さ3メートルの岩相の中にあるのですから、信じられません」。なお、シャペル氏は今回の研究には参加していない。

群れが機能するためには

今日の大型草食動物の多くは群れを作って行動している。その進化についての考え方は、1億9千万年以上前のムスサウルスにとっても基本的に同じだ。

米テンプル大学の古生物学者ティモシー・マイヤーズ氏は、今回の研究には参加していないが、群れを作ることには長所と短所があると指摘する。大きな集団で行動すれば捕食者から身を守りやすいため、各個体は見張りの時間を減らし、食事に費やす時間を増やすことができる。一方で、食料は群れの仲間と分かち合わなければならず、また病気や寄生虫のリスクが高くなる。

マイヤーズ氏によると、群れがうまく機能するためには、群れの中の個体がシンクロ(同調)している必要があるという。しかし、年齢によって大きさが劇的に変わる動物では、それは難しい。ムスサウルスの場合、生まれたときの大きさは人間の手のひらほどだが、1歳で体重10キロ弱、腰高60センチになり、おとなの体重は1500キロを超え、ヘラジカの約2倍になる。

そこで、年齢ごとに分かれて暮らす必要が出てくる。マイヤーズ氏は、「基本的に、体格差が大きくなるほど、行動を同調させるコストは高くなります」と説明する。「竜脚形類や竜脚類にとっては、未熟な個体はおとなとは別の群れを作る方が明らかに都合はよかったのです」

とはいえ、化石の記録からこのような社会的行動について推論するのは難しい。一方で恐竜の生痕化石はそうした推論の役に立ち、ムスサウルスよりもかなり新しい恐竜の中には、保存されていた足跡から、複数の世代で群れを形成していたことが明らかになったものもある。

骨格化石からも社会的行動が示唆されることがあるが、そのためには、群れがいちどに全滅して土中に埋もれた化石を発見する必要がある。複数の骨格化石が近くで発見されたというだけでは、それぞれの個体が生きて死んだ時期に何年もの隔たりがあるかもしれないからだ。

ポル氏らは過去20年にわたり同じ現場でムスサウルスの化石を発掘する中で、この恐竜について飛躍的に理解を深めてきた。研究者らは、ムスサウルスの体が成長に伴ってどのように変化したかについても解明した。

この恐竜は、子どものうちは四足歩行をし、おとなになってからは後ろ足で二足歩行していたことが確実視されている。新たな研究から、ムスサウルスの卵は革のような柔らかい質感で、母親は産んだ卵を抱かずに土の中に埋めていたと考えられている。

ポル氏にとって最大の驚きの1つは、2003年に11頭の若い個体の化石が集まった岩の塊を発見したときだった。「岩の一部を取り除くと頭蓋骨の上部があり、首は岩の中に続いていました。これは何か違うと思いました」と氏は振り返る。

この現場で見つかったほかの化石も、ムスサウルスが群れで生活していたことを示していた。最初に報告されたムスサウルスの化石も子どものもので、複数の個体がすぐ近くに集まっていたが、今回の発掘では、体が絡み合うほど近くにあった2体のおとなの化石も見つかっている。

これらの恐竜が本当に集団で死んでいたのか、それとも別々の時期に同じ場所で死んだだけなのか。それを確かめるべく、論文の共著者である南アフリカ、ヨハネスブルクにあるウィットウォーターズランド大学のロジャー・スミス氏らは、発掘地点の堆積物を注意深く調べた。

スミス氏の分析によると、この場所のムスサウルスの化石が埋まっていた層は3つあったが、化石や卵の多くが同じ層にあり、ほぼ同時期に埋まっていたことがわかった。研究チームはいくつかの手法を用いて、これらの恐竜がすべてムスサウルスであることを確認し、その年齢や大きさを調べた。

ポル氏は2017年に30個の卵をフランスのグルノーブルに送り、世界で最も明るいX線源の1つである欧州シンクロトロン放射光施設(ESRF)で調べてもらった。結果、いくつかの卵の中には、ムスサウルスの胎児の化石が含まれていた。

ポル氏らはまた一部の骨からサンプルを採取して内部構造を調べ、年齢や成長パターンについての情報を得た。集団で発見された11体の化石はどれもほぼ同じ大きさで、死亡時の体重は8~11キロ。ムスサウルスの子どもが季節ごとに成長していたとすれば、いずれも死亡時には1歳未満だと考えられた。

生き延びるための社会的行動

今回の発見で、ムスサウルスの子どもが少なくとも季節ごとに年齢別のグループを形成していたことが明らかになったが、おとなの行動についてははっきりしない。

この場所ではおとなの集まりは見られず、おとなが群れを作っていたことを示す直接的な証拠はない。現存する爬虫(はちゅう)類では、子どものうちは群れで暮らし、おとなになると単独で暮らすというパターンは珍しくない。また、ムスサウルスの子どもの群れは大量の卵を含む営巣地の中にいたことから、繁殖のために営巣地に向かった大きな群れの中に子どもがいた可能性もある。

いずれにせよ、ムスサウルスが社会的行動をとっていたことは間違いなく、恐竜の系統樹での位置づけは非常に重要なものとなっている。

ポル氏らは、新しい化石を発見しただけでなく、化石とその堆積物のより精密な年代測定も行った。古生物学者の間では、ムスサウルスは2億500万年以上前の後期三畳紀に生きていたと考えられていた。しかし今回の研究により、ムスサウルスは約1億9300万年前のジュラ紀の初めの頃の恐竜であることがわかった。

この違いは非常に重要だ。なぜなら、多くの陸上動物が絶滅した三畳紀末の直後にムスサウルスが出現したことを意味するからだ。その後、竜脚形類は速やかに多様化し、従来よりもはるかに大型化したため、ムスサウルスのような年齢別の群れが形成されるようになったと考えられる。

ポル氏らは、より基本的な社会的行動は、大量絶滅前の後期三畳紀にムスサウルスの祖先の間で始まったのではないかと主張している。そうだとすれば、初期の竜脚形類の社会的能力が、大量絶滅の時代を乗り切り、その後の繁栄を迎える役に立ったのかもしれない。

「この時代は、恐竜たちが実際に世界を『征服』した時代でした。恐竜が優勢になり、生態学的にも進化論的にも初めて成功した時代です。恐竜たちが成功した鍵は何だったのでしょうか?」とポル氏は問いかける。「行動は、その一因だったのではないでしょうか?」

(文 MICHAEL GRESHKO、訳 三枝小夜子、日経ナショナル ジオグラフィック社)

[ナショナル ジオグラフィック ニュース 2021年10月25日付]

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