Fish of the Month Prehistoric marine reptiles

ウタツサウルス復元画

竜骨生物群集

光も届かない深海の海底には、クジラの死骸に群がって生活している生き物たちがいます。クジラの腐肉はヌタウナギやソコダラ、オンデンザメといった深海魚に食べられ、甲殻類や多毛類、巻貝などによって骨だけにされます。やがて骨に含まれる脂質が微生物によって分解されメタンや硫化水素が発生すると、それらをエネルギー源として利用する化学合成細菌を生産者とする生物群集が現れます（Camps, 2016）。

このようなクジラの遺骸の腐敗過程で現れる生物群集は「鯨骨生物群集」と呼ばれています。高密度の細菌マットのほか、化学合成細菌を体表や体内に共生させるイガイ類やシロウリガイ類にゾンビワームとも呼ばれるホネクイハナムシなどの生き物たち。共生細菌を持たないが細菌マットを食べて生活している微生物や巻貝をはじめとする生き物たち、さらにはそれらの微生物から食物連鎖していくさまざまな生き物たちが最近の研究で次々と明らかになっているようです。

ところで、化学合成細菌を生産者とする生物群集には、他にメタン湧水や熱水噴出孔の周辺に見られる生態系が知られています。これらの生態系は世界中で知られていますが、このような生き物たちがどのようにして分布域を広げていったのか、そのメカニズムはよくわかっていませんでした。しかし1987年の鯨骨生物群集の発見によって、これらの生態系の分布域拡大に鯨骨生物群集が関与していたのではないか、そしてこの2種類の生物群集はどちらが先に発生したのか、という議論が始まりました。

これらの議論で問題になったのは、クジラの祖先が海洋に進出したのは約5,000万年前で、大型化するのはもっと後だということです。それ以前の時代にもメタン湧水や熱水噴出孔の周辺に見られる生態系は存在していたようで、それらの時代のクジラの不在が議論のネックになっていました。

2008年に東京大学と北海道大学の研究グループが北海道羽幌町から発見された白亜紀後期（約9,000万年前）の首長竜の化石のまわりから、米粒ほどの大きさのハイカブリニナ科やシンカイサンショウガイの仲間の巻貝化石を発見し報告しました。これらの巻貝は同じく白亜紀のメタン湧水堆積物から見つかっている巻貝とそっくりで、首長竜の骨に生じた細菌マットを食べていたと考えられます。この首長竜の化石の表面はぼろぼろで、⾸⻑⻯の遺骸の腐敗に伴う環境に、化学合成細菌を生産者とする生物群集が存在していたと推測されます。世界初の「竜骨生物群集」の発見でした（Kaim et al., 2008）。

首長竜は白亜期末に恐竜と一緒に絶滅してしまいますが、白亜紀から現在まで生き残っている海棲爬虫類がいます。それはウミガメです。2017年には白亜紀の原始的なオサガメ類の化石からハイカブリニナ類やハナシガイ類といった化学合成群集が報告されました（Jenkins et al., 2017）。

海棲爬虫類は三畳紀の初め（約2億5,000万年前）から登場しており、現在ではこれら海棲爬虫類の遺骸が化学合成群集の進化に深く関与してきたと考えられています。

背景写真：北海道羽幌町産首長竜化石のクリーニング中に見つかったハイカブリニナ科巻貝（巻貝ブロックをはがす前後をお楽しみください）

越前谷宏紀・北海道大学総合博物館・資料部研究員

参考文献

Camps, M. A. (2016), What lies beyond the death of a whale? All you need is Biology.

Jenkins, R. G., Kaim, A., Sato, K., Moriya, K., Hikida, Y. and Hirayama, R. (2017), Discovery of chemosynthesis-based association on the Cretaceous basal leatherback sea turtle from Japan. Acta Palaeontologica Polonica, 62(4): p. 683-690.

Kaim, A., Kobayashi, Y., Echizenya, H., Jenkins, R. G., and Tanabe, K. (2008), Chemosynthesis-based associations on Cretaceous plesiosaurid carcasses. Acta Palaeontologica Polonica, 53(1): p. 97-104.

背景写真：巻貝のブロックを外して首長竜の化石（茶色）を露出させたところ

7 September 2023 posted

首長竜プリオサウルス類

背景写真：北海道羽幌町産プリオサウルス類化石の上顎の一部（腹側面）

首長竜は三畳紀後期に現れ、白亜期末に恐竜と一緒に絶滅した海棲爬虫類です。首長竜という通称に反して、首の長いグループだけでなく首の短いグループもいましたが、どちらもヒレ状に変化した四肢を持っていました。

おそらく主に舵として使われていた魚竜やモササウルス類の四肢のヒレと異なり、首長竜のヒレは軽くカーブを描いて先細りしており、ウミガメの前ヒレに似ています。ウミガメやアシカ、ペンギンと同様に、首長竜はヒレを左右に開いて羽ばたくように動かすことで、スクリューと同じ原理で揚力を後方へ発生させて推進していたと考えられています。現生動物と違うのは、首長竜は後ヒレも前ヒレと同様に羽ばたかせていたというところです。単純に2倍の効率を稼いでいたかは疑問ですが、すぐれた遊泳能力を持っていたと考えられます。

首長竜は白亜紀には首の長いエラスモサウルス科、首の短く比較的小型のポリコティルス科、首が短く大型のプリオサウルス科の3系統が生息していました。ポリコティルス類をアシカに例えれば、プリオサウルス類はシャチに例えられるような凶暴な生き物でした。

プリオサウルス科は巨大な頭蓋骨や⻭と短い⾸が特徴的な⾸⻑⻯のグループで、ジュラ紀後期や⽩亜紀前期には体⻑が10m以上に達するものもいたことが知られています。白亜紀末まで生き延びた他の2系統と異なり、プリオサウルス科は遅くとも⽩亜紀後期の中頃には絶滅したと考えられています。おそらくジュラ紀や⽩亜紀の海の頂点捕⾷者であったにもかかわらず、プリオサウルス科の絶滅については、あまり研究が進んでいません。

北海道内4か所（羽幌町・中川町・小平町・三笠市）から発見されて、長年博物館に収蔵されていた白亜紀後期のプリオサウルス類の化⽯が2023年に記載・報告されました（Sato, et al., 2023）。そのうち2000年に羽幌町で発見され北海道大学が採集した化石には、頭蓋骨、歯、椎骨、肋骨、骨盤などが含まれていました。この個体は北⽶産の大型種に匹敵する大型個体で、下顎を含めた頭蓋骨全体の最大⻑は1.7m前後、全長はおおよそ7-8m前後と推定されます。

白亜紀後期前半のセノマニアン・チューロニアン境界（約9,400万年前）は古くから生物相に大きな変化があった時期として認識されており、世界各地で海洋無酸素事変に関連した海洋環境の大変化があったことが分かっています。白亜紀の海棲爬虫類の主要グループのうち、⿂⻯はセノマニアン期に絶滅し、あたかもそれに取って代わるように、モササウルス亜科の多様化はセノマニアン期から次のチューロニアン期の間に起こりました。

プリオサウルス科の絶滅もこの時期に前後して起こった可能性が考えられてきましたが、この化石の産出年代はセノマニアン・チューロニアン境界よりもおおよそ2-300万年程度は新しいと考えられ、⽩亜紀後期の⾸⻑⻯の3系統はともにセノマニアン期末（約9,400万年前）の環境変動を生き延びたことが明らかとなりました。

背景写真：北海道羽幌町産プリオサウルス類化石の産出部位　©新村龍也・足寄動物化石博物館

越前谷宏紀・北海道大学総合博物館・資料部研究員

参考文献

Sato, T., Nagai, K., Echizenya, H., Shinmura, T., Hikida, Y. and Soeda, Y. (2023), Pliosaurid (Reptilia: Sauropterygia) remains from the Upper Cretaceous of Japan, and their biostratigraphic and paleogeographic significance. Cretaceous Research, 150, 105593.

7 September 2023 posted