3億1900万年前に川で泳いでいた初期の条鰭類「コッコケファルス・ウィルディ」の頭部の化石。
Jeremy Marble/University of Michigan News
- 3億1900万年前の化石から、脊椎動物の脳の化石が発見された。
- この希少な発見は、絶滅した硬骨魚類の進化について新たな洞察を与えるものだ。
- 研究者たちはCTスキャンによって化石の頭蓋骨の内部を調べた。
3億1900万年前の魚の化石から「保存状態のよい最古の脊椎動物の脳」が発見され、初期の硬骨魚類の進化について新たな洞察を得られたことが、2023年2月1日付けでネイチャーに掲載された研究論文によって明らかになった。
この古代魚は、サケや金魚の遠縁にあたる種で、1世紀以上前にイギリスの炭鉱で発見され、最近になって再調査が行われた。
アメリカのミシガン大学とイギリスのバーミンガム大学の研究者が「コッコケファルス・ウィルディ(Coccocephalus wildi)」と呼ばれるこの魚の頭蓋骨をスキャンしたところ、「神経解剖学と現生する魚の主要グループの初期の進化を知る窓が開かれた」という。
この小さな魚の化石は「表面的には特別なもの」には見えないかもしれないが、「これまで現生種だけの研究から得られた脳の進化に関する知見の多くは考え直す必要があるだろう」と、論文の共同執筆者であるロドリゴ・フィゲロア(Rodrigo Figueroa)は言う。
「コッコケファルス・ウィルディ」とその脳の復元イメージ。
Márcio L. Castro/University of Michigan News
骨や貝殻、歯と違って、軟部組織が化石化して発見されることはほとんどない。だからこそ、この「例外的」に保存状態のよい脊椎動物の脳の発見は、現生する条鰭類(じょうきるい:硬骨魚類のうち、シルル紀後期に出現し、現生する魚類の大部分を占める一群)にまったく新たな視点を加えることになる。
今回の発見は、より複雑な脳の進化パターンを示しており、研究者は「現在の硬骨魚類がいつ、どのように進化したのか」をより明確に定義できるようになった。
この化石は他に類を見ないものであることから、破壊せずにCTスキャンで「頭蓋骨の内部」の調査が行われた。アゴや歯の形状から、この魚は甲殻類、水生昆虫、頭足類を食べていたと考えられる。
研究者は、スキャン画像に写ったものを、最初は「よく分からない塊」だと考えたが、それが脳だったことを発見して驚愕したという。バーミンガム大学の脊椎動物古生物学者で上級研究員のサム・ジャイルズ(Sam Giles)は「あまりにも予想外だったので、実際に脳であると確信するまでに時間がかかった」とCNNに語っている。
今回調査された古代魚の体長は15cmから20cmで、脳神経の長さはおよそ2.5cmだったと考えられている。この魚が死んだとき、軟部組織が素早く高密度のミネラルと入れ替わったため、詳細な三次元構造を残したままで保存されることを可能にしたと論文には記されている。
この古代魚は、イギリスのマンチェスター博物館が所有しているだが、研究のために研究者に貸し出されている。