【カンブリア紀の生物】ピカイア – 人類最古の祖先と呼ばれた70年と、その後

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名前ピカイア(Pikaia gracilens)。属名は化石産地の近くにあるピカ峰、種小名は「ほっそりした」の意味
分類脊索動物(現生のどのグループにも属さない初期の系統)
時代カンブリア紀中期(約5億800万年前)
発見地カナダ・ブリティッシュコロンビア州、バージェス頁岩
全長1.5〜6センチ(平均は4センチ弱)
体重1グラム前後(同じ大きさの現生ナメクジウオからの概算)

ピカイアは、カンブリア紀の海を泳いでいた、小さな脊索動物のなかまです。体の中心を通る神経の束と、それを左右から挟む筋肉の節を持ち、体のつくりは現生のナメクジウオに近い。1979年に脊索動物と認められてからは「人類につながる最古のご先祖」として図鑑や一般書に載り続けましたが、1999年に中国でより古い魚の化石が見つかったことで、その肩書きは外れています。

姿と暮らし

体は木の葉のように左右から押しつぶされた形で、幅より高さがあり、尾に向かってゆるやかに細くなります。頭の先には一対の細い触手が伸び、その後ろの体側には短い突起が並んでいます。この突起は水中の酸素を取り込む外鰓(がいさい)だったと考えられています。対になったヒレはありません。

体の内部でいちばん目立つのは、頭から尾まで規則正しく並ぶ縦じまです。これは筋肉の節(筋節)の境目で、100個ほどが数えられます。現生の魚と同じく、この筋節を左右交互に縮めて体をS字にくねらせ、ウナギのように泳いだと復元されています。ただし筋肉には速い動きに使う繊維がなく、動きはゆっくりだったようです。海底近くを漂いながら、水中の小さな粒を濾しとって食べていたと見られています。

復元の根拠になっているのは、バージェス頁岩から見つかった114点の標本です。殻も骨もない動物の体がこれだけ残るのは、細かい泥に急速に埋もれたバージェス頁岩ならではで、筋肉の節、腸、神経の束といったやわらかい組織の跡が、岩の表面に薄い炭素の膜として残っています。同じ地層からはアノマロカリス、ハルキゲニア、オパビニア、マルレラといったカンブリア紀の顔ぶれが出ており、ピカイアはその海の中では目立たない、地味な遊泳動物のひとつでした。

この復元には2024年に大きな修正が入りました。それまで腹側とされてきた面が実は背中で、100年以上ものあいだ上下を逆に見ていたことが分かったためです。背中側を走る一本の管は血管ではなく神経の束で、頭の近くでふくらんで、二本の触手へと枝分かれしています。上下を直すと、筋節の曲がり方や外鰓の向きも現生の脊索動物と矛盾しなくなり、ピカイアは「脊索動物の初期の枝」として位置づけがはっきりしました。一方で、背骨のもとになる脊索そのものが化石に残っているかどうかは、研究者のあいだで見方が分かれたままです。

「私たちのご先祖」だった時代

ピカイアを最初に記載したのは、バージェス頁岩の発見者チャールズ・ウォルコットです。1911年、ウォルコットは体に並ぶ縦じまを体節と見て、ピカイアをゴカイのなかま(多毛類)として報告しました。以後およそ70年、ピカイアはバージェス頁岩の数あるミミズ状の動物のひとつとして扱われます。

評価が変わったのは1979年です。バージェス頁岩の化石を総ざらいしていたケンブリッジ大学のサイモン・コンウェイ・モリスが、この縦じまを体節ではなく筋節と見直し、体軸に沿った棒状の構造を脊索と解釈して、ピカイアを脊索動物に移しました。当時知られていた脊索動物の化石としては最古で、ここからピカイアは「脊椎動物、つまり魚も恐竜も人間もさかのぼればこの生き物にたどり着く」という位置に置かれます。この見方を広めたのが1989年に出た古生物学者スティーヴン・ジェイ・グールドの『ワンダフル・ライフ』でした。カンブリア紀の海でピカイアが生き延びなかったら、脊椎動物は存在しなかったという思考実験がこの本の結びに置かれ、ピカイアは科学書のなかでもっとも有名なカンブリア紀の動物のひとつになりました。日本の図鑑や一般書でも「人類最古の祖先」「私たちのご先祖」という見出しが定番になります。

その肩書きが崩れたのは1999年です。中国・雲南省の澄江(チェンジャン)から、ミロクンミンギアとハイコウイクチスという2種類の動物が報告されました。どちらも全長3センチほどで、鰓の袋、背びれ、頭の区別がはっきりした、まぎれもない魚の姿をしています。澄江の地層は約5億1800万年前のもので、バージェス頁岩より1000万年ほど古い。つまりピカイアが泳いでいたころには、ピカイアよりずっと進んだ体を持つ脊椎動物がすでに海にいたことになります。ピカイアは「最古の脊索動物」でもなければ、脊椎動物の直接の祖先でもありえません。祖先の枝から分かれたあと、独自の姿のまま生き残っていた遠い親戚、というのが現在の位置づけです。

2012年、コンウェイ・モリスはロイヤル・オンタリオ博物館のジャン=ベルナール・カロンとともに、114点すべての標本を電子顕微鏡で調べ直した詳細な記載を発表しました。筋節と神経の束、血管の証拠がそろい、ピカイアが脊索動物であることはこの時点で固まります。ただし共著者のカロンは、ピカイアは私たちの直接の祖先ではなく、あくまで非常に遠い親戚だと明言しています。2024年の上下逆転の再解釈も、この位置づけを変えるものではなく、ピカイアがナメクジウオと脊椎動物のどちらにも属さない、脊索動物の根元近くから分かれた枝であることをより明確にしました。

祖先の座を明け渡したあとも、ピカイアの重要性が失われたわけではありません。澄江の魚たちはすでに脊椎動物としての体を完成させているため、脊索動物がどんな姿から出発したのかは、それらの化石からは読み取れません。筋節と神経の束を持ちながら、脊椎も頭骨もまだ持たないピカイアは、その手前の段階を残す数少ない化石として、いまも脊索動物の起源を考える出発点になっています。

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出典

Conway Morris, S. & Caron, J.-B. (2012). Pikaia gracilens Walcott, a stem-group chordate from the Middle Cambrian of British Columbia. Biological Reviews.
https://doi.org/10.1111/j.1469-185X.2012.00220.x

Mussini, G. et al. (2024). A new interpretation of Pikaia reveals the origins of the chordate body plan. Current Biology.
https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.05.026

Shu, D.-G. et al. (1999). Lower Cambrian vertebrates from south China. Nature 402, 42–46.
https://doi.org/10.1038/46965

University of Cambridge (2012). Humans’ oldest ancestor found(2012年の記載論文のプレスリリース)
https://www.cam.ac.uk/research/news/humans-oldest-ancestor-found

Royal Ontario Museum (2012). 2012年の記載論文のプレスリリース(114点の標本の調査について)
https://www.rom.on.ca/en/node/1840

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古生物学
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