（CNN） 先史時代の血液痕跡は、恐竜の生物学に関する前例のない手がかりを提供する可能性がありますが、確認するのは非常に難しいことが判明しています。しかし今回、1億1500万年前の恐竜の骨を調査している研究者チームが、化石中に赤血球が存在するというこれまでで最も有力な証拠を発見したと発表した。
組織や細胞などの柔らかい生体サンプルは化石化プロセスを経て生き残ることがほとんどないため、これらの発見は物議を醸しています。 1990年代後半に遡るいくつかの研究では、恐竜や他の爬虫類の化石から赤血球に似た構造が発見されているが、研究者らはそれらが本当に赤血球であるかどうかについて議論を続けている。
木曜日に米国科学アカデミー紀要（PNAS）に掲載されたこの研究は、新しい顕微鏡画像解析技術と化学分析を組み合わせて、恐竜の骨の中に保存されている赤血球に似た微細構造と、ヘムと呼ばれる分子の化学的証拠を特定した。ヘムは、赤血球に酸素を運ぶタンパク質であるヘモグロビンを構成する分子です。研究者らは、恐竜の化石の構造自体の内部でヘムが検出されたのは今回が初めてだとしている。
研究チーム/カーティン大学が発見した赤血球に似た微細構造の3Dモデル
主著者でオーストラリアのパースにあるカーティン大学の有機地球化学者であるクリティ・グライス氏は、保存状態の良い白亜紀初期の骨と新しい研究方法は、生物学的構造や分子が先史時代の化石の中で生き残ることができるという議論を強化すると述べた。今回の発見について、他の化石にも応用できる研究手法が得られたことが重要で、化石に本来の生物学的情報がどれだけ残っているかを調べることが可能になったことが重要だと述べた。
しかし、すべての専門家が、今回発見された微細構造が実際に赤血球であると確信しているわけではありません。グライス教授は、将来さらに多くの化石から同様の証拠が発見されれば、「絶滅した動物の生理機能について、より深い疑問を抱くことができるかもしれない」と述べた。
恐竜の赤血球の痕跡を探す
この化石は、白亜紀前期に生息していた獣脚類恐竜アラタサウルス・ムゼウナシオナリの後肢の一部である。古生物学者らは2008年にブラジル北東部のロムアルド層の地質現場で発掘した。ロムアルド層は、非常に保存状態の良い化石が存在することで知られる岩石地帯です。科学者らは、この地域の水の停滞と酸素不足が埋葬された遺骨の分解を遅らせたと考えている。
研究チームは、血管や神経線維が通る骨内部の微細な管状構造物の中に、赤血球によく似た楕円形の微細構造物を多数発見した。次に、画像分析と化学分析を組み合わせて、これらの構造が赤血球と一致する特徴を持っているかどうかを判断しました。
アラタサウルスの化石から検出された赤血球のような微細構造の顕微鏡画像/カーティン大学
これまでの研究では、恐竜の化石から赤血球に似た構造や血液由来の化学物質の痕跡が見つかった可能性があるとグライス氏は述べた。しかし、新しい研究は、構造が発見された場所、構造の外観、鉱物組成、関連する化学的特徴など、複数の証拠を組み合わせている点で異なります。
研究者らはヘムに加えて、骨中に微量の酸化マンガンも発見した。これらのミネラルは細胞の構造を安定化し、細胞の保存に役立っている可能性があります。
「骨は、解剖学、成長、動き、進化について膨大な量の情報を私たちに教えてくれます」とグライス氏は言う。 「しかし、細胞や分子を保存することで、別の次元の生物学的情報、つまり生きた動物とその組織の化学にアクセスできるようになります。」
しかし、この単一の標本に基づいてアラタサウルスの生理学について結論を出すのは時期尚早であると彼は強調した。 「最初に解明する必要があるのは、この種の保存が極めて稀なのか、それとも他の化石にも同様の構造が存在し、単に見過ごされているだけなのかということだ」とグライス氏は語った。同氏は、世界中の博物館に保管されている化石には、まだ調査されていない分子や細胞に関する情報が含まれている可能性があるとの見解を表明した。
今後の研究
将来的に、グライス氏と彼のチームは、さまざまな種、地質時代、環境で発見された化石を対象に研究を拡大し、今回のような分子証拠がよく保存された化石が何例発見されているかを調べる予定である。将来的には、より多くの分子的手がかりがあれば、恐竜が体内で酸素をどのように輸送し、その組織がどのように機能し、現代の動物と生物学的にどのように異なるのかを理解するのに役立つ可能性がある。
では、恐竜の赤血球の発見は、ジュラシック・パークの映画や本で描かれているような恐竜の DNA の再現にまた一歩近づくのでしょうか?必ずしもそうではない、とスミソニアン博物館博物館保存研究所の物理学者ティモシー・クレランド氏は言う。ヘムとDNAは異なる分子であり、化石として骨に保存される仕組みも異なります。一方が見つかったからといって、もう一方がまだそこにあるとは限りません。
研究者らは論文の中で、発見した構造は現生の鳥やワニの赤血球とはサイズや形状が異なると指摘している。一方で、現生種は非鳥類恐竜との比較には必ずしも適しているわけではなく、研究者らは今回発見された細胞と思われる構造物が、問題の恐竜が生きていた頃の形状を保っていない可能性があると考えている。
クレランド氏は、将来の研究で、動物の死後に赤血球がどのように変化するかを解明できれば、アラタサウルスの細胞がなぜ異常な形をしているのかを説明するのに役立つ可能性があると述べた。クレランド氏は研究には関与していない。
一方で、新たに発見された構造は、そもそも赤血球の痕跡ではない可能性もあります。ノースカロライナ州立大学生物科学部の名誉教授メアリー・シュバイツァー氏は、今回の発見は化石化した血球を識別するための確立された基準を満たしていないと述べた。彼はこの研究には参加しませんでした。
シュバイツァー氏は、発見された構造物の形状と大きさが、現代の恐竜の近縁種の赤血球とよく一致するかどうか疑問を呈した。同氏はまた、主に研究チームが発見したマンガン酸化物の一種であるハウスマナイトの重要性についても疑問を表明した。ハウスマナイトは現代の赤血球では検出されません。
対照的に、グライス教授は、研究チームはハウスマナイトが細胞内に自然に存在する成分であるとは考えていない、と説明している。むしろ、それらは化石化の過程で形成され、細胞構造とそれに関連する分子の痕跡を保存するのに役立っているのではないかと彼らは考えている。
それでもシュバイツァー氏は、この研究で複数の分析技術を利用したことは、この分野にとって大きな前進であると述べた。このデータは、恐竜自体に由来する一部の分子が骨の中に残っている可能性があるという希望を示した。
将来の研究により、古代の分子から病気や生命活動に関する新たな知識が得られたり、分子が時間の経過とともにどのように進化したかが解明される可能性があります。
シュバイツァー氏は、古い化石の中に分子が残ることは不可能だという従来の考え方に触れ、「『そんなことは不可能だ』という考えから抜け出して、『もしも』を考え始めれば、どんな未来が待っているのか決して分からない」と語った。
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