【古第三紀の生物】パキケトゥス – 四本脚で歩く獣をクジラだと決めたのは、耳の骨だった

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名前	パキケトゥス（Pakicetus）。「パキスタンのクジラ」の意味。1981年に記載された
分類	哺乳類鯨偶蹄目パキケトゥス科（最初期のクジラ類）
時代	古第三紀始新世の前期〜中期のはじめ。約5000万〜4800万年前（地層の年代の見積もりに幅がある）
発見地	パキスタン北部（クルダナ層）
全長	約1〜2m（頭骨の大きさと、複数の個体の骨を組み合わせた骨格からの推定）
体重	約45kgとする推定がある（オオカミや大型犬ほど）

パキケトゥスは、約5000万年前のパキスタンにいた、最初期のクジラのなかまです。オオカミほどの大きさで、4本の脚で歩き、長い鼻先と長い尾をもっていました。ひれをもたないこの動物がクジラに分類されたのは、最初に見つかった頭骨の耳の骨に、クジラにしかない特徴があったためです。

姿と暮らし

パキケトゥスの外見は、今のクジラとまったく似ていません。骨格を記載した研究者は、鼻先と尾の長いオオカミに近い姿と説明しています。鼻の穴は鼻先にあり、あごには切歯から臼歯までがそろっていました。目の入るくぼみは頭の上のほうに寄って並んでいます。これは、体を水に沈めたまま水面の上を見る動物に多い配置です。臼歯には高くとがった突起があり、歯どうしがこすれてできた、磨いたような面が広く残っています。この減り方は魚を食べる動物と結びつけられています。

全身の姿が分かったのは2001年です。パキスタン北部のカラチッタ丘陵にある産地からは、さまざまな動物の骨が折り重なって見つかり、その6割以上をパキケトゥス科が占めていました。骨が混ざり合っているため、1匹ぶんの骨をそろえることはできません。復元された骨格は、大きさや骨の成分などを手がかりに、複数の個体の骨を組み合わせたものです。この産地からは、パキケトゥスのほかに、キツネほどの大きさのイクチオレステスなど、パキケトゥス科の3つの属の頭骨が見つかっています。

化石を含む地層は、浅い川にたまったものです。当時の気候は暑く乾いていて、雨は年に数回、まとまって降りました。川に水が流れるのは雨の時期だけで、それ以外の時期は浅い水たまりに分かれていたと考えられています。

脚の骨の形は、陸を走る動物に近いものでした。ひじと足首は前後の方向にだけ曲がり、腰は長く、尾は太くしっかりしています。2001年の論文は、パキケトゥス科を陸の動物として報告しました。一方、その後の研究で、脚の骨は内部のすき間が狭く、骨の部分が厚いことが分かりました。重い骨は水中でおもりになり、川底を歩くカバなどに見られます。歯のエナメル質の酸素同位体も、淡水で長い時間を過ごす動物の値を示しました。現在は、浅い淡水の中を歩いて暮らした動物とする見方が有力です。速く泳ぐための特徴は、骨格に見つかっていません。

古第三紀は、クジラのなかまが陸から海へ移った時代です。その全体の流れは地球年表の古第三紀の記事で、海だけで暮らすようになったあとのクジラはバシロサウルスの記事で扱っています。

耳の骨がクジラの証拠になった

パキケトゥスは1981年、ミシガン大学のフィリップ・ギンガリッチらによって記載されました。このとき見つかっていたのは、頭骨の後ろの部分と、あごの断片や歯くらいでした。体の骨は1つもありません。それでもクジラのなかまとされたのは、頭骨の下側に残っていた耳の骨の形によります。

哺乳類の中耳は空気の入った空洞で、多くの哺乳類では、外鼓骨という骨が半分に割ったクルミの殻のような形でこの空洞を包んでいます。ふつう、この殻の壁の厚さはどこもほぼ同じです。クジラでは、頭の中心に近い内側の壁だけが、外側の壁よりずっと厚くなっています。この厚い縁をインボルクルムと呼びます。インボルクルムは、化石の種も今の種も含めて、すべてのクジラにあります。パキケトゥスの頭骨にも、このインボルクルムがありました。

1983年に、ギンガリッチらは『サイエンス』でこの化石を詳しく報告しました。歯は、メソニクス類という肉食の陸の哺乳類に似ていました。耳には、水の中で音の来る方向を聞き分けるための、クジラ特有のつくりがまだありませんでした。化石は川の堆積物から、陸の哺乳類と一緒に出ています。ギンガリッチらはパキケトゥスを、陸から海へ移る途中の動物と位置づけました。体の骨が見つかっていなかったこの時期、一般向けの復元図では、脚の短いアザラシのような姿に描かれていました。

2001年、ハンス・テーヴィスンらが『ネイチャー』でパキケトゥス科の骨格を報告すると、姿は大きく変わりました。骨格は、脚の長い、オオカミほどの四足の動物のものでした。足首の骨にも重要な特徴がありました。哺乳類の距骨（かかとの上にある足首の骨）には、すねの骨と組み合う滑車のような関節があります。パキケトゥスの距骨には、その反対側にも滑車がもう1つありました。滑車が2つある距骨をもつのは、ウシ・シカ・ブタ・カバなどの偶蹄類だけです。骨の特徴をまとめた系統の解析でも、クジラはメソニクス類より偶蹄類に近いという結果になりました。遺伝子の研究が先に示していたクジラと偶蹄類の近さが、化石でも確かめられました。

耳の働きについても研究が進みました。パキケトゥス科の耳は、外耳道と耳小骨で空気中の音を聞く、陸の哺乳類と同じ型です。水の中では、頭の骨を伝わってくる音を聞いていたと考えられ、重く厚い耳の骨がそれを助けたとされています。下あごから耳へ音を伝える、今のハクジラに近い仕組みが現れるのは、パキケトゥス科より後のクジラからです。2004年の研究は、パキケトゥス科の耳を、空気中でも水中でも聞こえ方が十分でない過渡的な段階としています。

2007年には、インドで見つかったインドヒウスという、ネコほどの大きさの偶蹄類の頭骨にも、インボルクルムがあることが報告されました。インドヒウスの脚の骨も厚く、歯の酸素同位体も水辺の暮らしを示していました。インボルクルムは、クジラが現れる前の、水辺にすむ小さな偶蹄類の段階ですでにできていたことになります。インボルクルムをもつことは、長いあいだ、ある動物をクジラ目に含めるおもな根拠でした。そのため、インドヒウスもクジラ目に入れるべきだという意見があります。テーヴィスンらは、分類が変わると混乱するとして、インドヒウスを偶蹄類のラオエラ科に置いたままにしています。

画像について

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出典

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