【科学ニュース】カメの甲羅、防御でなく掘るために進化した？

カメの甲羅は、現代のカメも含め、身体の保護が目的なのは明らかと思われてきたが、新しい研究によると、元々の進化の目的は重要臓器の保護ではなかったという。

特定の生物学的特徴の機能は、進化の過程で変化することがある。例えば鳥の羽根（羽毛）は、元々は体温の維持あるいは異性の注意を引く目的で進化したと考えられているが、現代の鳥類の多くは空中を飛行するために使っている。

今回研究チームが詳しく調べたのは、カメ類の最古の祖先とされるEunotosaurus africanus（エウノトサウルス・アフリカヌス）の化石標本。この絶滅種化石は南アフリカで出土し、カメ類が初期の甲羅を発達させ始めた進化上の出発点とされている。

E. africanusの横に広がった平板な肋骨は、甲羅進化の第一歩と考えられているが、胴体の補強にはなっているものの、四肢の動きの妨げとなって動作は鈍くなり、また呼吸をしにくくするなど、進化上の有効性について問題点もいくつか指摘されてきた。

「肋骨は個体の移動と呼吸において不可欠の役割を担っている。だから、肋骨の形状にはバリエーションが少ない」と、研究論文の主著者でデンバー自然科学博物館の古脊椎動物部門キュレーター、タイラー・ライソン（Tyler R. Lyson）氏は説明する。「肋骨は総じて“退屈”な骨なんだ。クジラでもヘビでも、恐竜やヒトでも、ほとんどの脊椎動物で、肋骨はどれも同じように見える。カメは例外のひとつで、肋骨は甲羅の大部分を形成するように大幅に変化している」。

E. africanusの化石標本を詳しく見ると、注目すべき特徴が明らかになった。頭蓋骨はトランプのスペードのようなユニークな形で、手（前肢の手首から先の部分）が足（後肢の足首から先の部分）より大きく、肩甲骨と前肢骨の筋肉接合点が大きい（前肢の筋肉が大きく発達していたことを示す）などで、こうした特徴はすべてカメが掘ることを習性とし、素早く土にもぐって隠れたり、水の中に逃げ込んだりしていたことを示すものだという。

研究チームはこれらの特徴を合わせて検討した結果、幅の広い肋骨は、「力強い前肢の掘削メカニズムの動きを支える安定した基盤」として機能していたと考えるに至った。つまり、身体保護目的へと進化する前の初期段階において、カメの甲羅は掘る能力のための適応だったことを示している。

今回の発見は、E. africanusの複数の化石から得られたものだが、最も重要な役割を果たしたのは、父親が南アフリカ西ケープ州で農場を営む8歳の少年、コーバス・スナイマン（Kobus Snyman）君が見つけた化石だった。その化石は長さ15センチほどで、手足の関節が完全につながり、素晴らしい保存状態で骨格全体が維持されていたという。

「コーバス・スナイマン君には、お礼を述べて感謝の握手を求めたい。彼が化石を見つけて現地の博物館（プリンスアルバートのフランジー・ピーナール博物館）に持ち込んでくれなかったら、今回の研究は成り立たなかった」とライソン氏は話している。

今回の研究チームは米国、南アフリカ、およびスイスの研究者で構成され、研究結果はCurrent Biology誌に7月14日付で掲載された。

【情報ソース】

Current Biology - Fossorial Origin of the Turtle Shell
http://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(16)30478-X

Denver Museum of Nature & Science - Denver Museum of Nature & Science Curator Helps Discover Real Reason Why Turtles Have Shells
http://www.dmns.org/press-room/news-releases/denver-museum-of-nature-science-curator-helps-discover-real-reason-why-turtles-have-shells/

LiveScience - 8-Year-Old's Fossil Discovery Explains Why Turtles Have Shells
http://www.livescience.com/55436-why-turtles-have-shells.html

ZME Science - Research suggests turtle shells evolved for digging, not protection
http://www.zmescience.com/ecology/animals-ecology/research-suggests-turtle-shells-evolved-digging-not-protection/