【石炭紀の生物】ゴキブリ – 「3億年姿が変わらない」と言われるが、石炭紀のものは長い産卵管をもつ別の系統だった

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名前	ゴキブリ（石炭紀の化石は「ローチョイド」、ゴキブリ型の昆虫と呼ばれる）。よく調べられた種にアルキミラクリス・エギントニ（Archimylacris eggintoni）がある
分類	昆虫・網翅類（ゴキブリ、シロアリ、カマキリをまとめたなかま）。石炭紀のゴキブリ型昆虫は、今のゴキブリにつながる系統の外側に位置する
時代	ゴキブリ型の昆虫は石炭紀後期（約3億1500万年前）にはすでに数多く、今のゴキブリの系統の化石は白亜紀前期から
発見地	石炭紀の化石は北米や欧州の石炭層に多い（アメリカ・イリノイ州のメゾンクリーク、イギリスのコーズリーなど）
体長	石炭紀のもので2〜9cm。メゾンクリークで測られた標本は16〜25mm

ゴキブリは、平たい体と、頭をおおう大きな胸の板をもつ昆虫です。石炭紀の石炭層からは、今のゴキブリとよく似た姿の昆虫の化石が数多く見つかり、ゴキブリは「3億年姿が変わらない昆虫」と言われてきました。ところが石炭紀のものは、腹の先に今のゴキブリにはない長い産卵管をもっていて、今のゴキブリとは別の系統の昆虫でした。

姿と暮らし

石炭紀のゴキブリ型昆虫は、平たい楕円形の体に、頭をおおう盾のような前胸の板、長い触角、脈の目立つ長い翅をもっていました。姿は今のゴキブリとよく似ています。イギリスのコーズリーから出たアルキミラクリス・エギントニは、約3億1100万年前の化石です。2010年、インペリアル・カレッジ・ロンドンのラッセル・ガーウッドらは、この化石をX線CTで撮影し、岩の中に埋まった体を立体的に復元しました。脚の先のつめと吸着する肉球から、木に登ることもでき、一日の大半を森の地面で過ごし、腐った植物や昆虫を食べていたと推定されています。

石炭紀後期は、巨大なヒカゲノカズラ類やトクサ類、木生シダが沼地に森をつくった時代です。その森の地面には、落ちた葉や枝が厚く積もっていました。ゴキブリ型の昆虫はこの時代にとても多く、イリノイ州のメゾンクリークでは、見つかる昆虫の化石で最も多いグループです。1906年に石炭紀のゴキブリの化石を調べた米国の古生物学者エライアス・セラーズは、石炭層の時代にゴキブリはのちのどの時代よりも多かったと書いています。

腹の先の長い産卵管

今のゴキブリのめすは、卵を卵鞘（らんしょう）という硬いさやにまとめて産みます。産卵管は短く、腹の先の袋の中に隠れていて、外からは見えません。カマキリも卵をまとめて産みますが、短い産卵管は外に出ています。

石炭紀のゴキブリ型昆虫のめすには、腹の先から後ろへ長く突き出た産卵管がありました。キリギリスやコオロギの産卵管に似た形です。メゾンクリークの化石の産卵管を調べた2018年の研究は、この形から、石炭紀のものは卵を1個ずつ、土や植物の中などに差し込んで産んでいたとみています。卵をさやにまとめる産み方は、産卵管が短くなったことと結びついているとされています。

外に突き出た長い産卵管をもつゴキブリ型の昆虫は、石炭紀からペルム紀、さらに中生代まで見つかります。ブラジルのクラト層から出た約1億1500万年前の化石では、長い産卵管をもつものと短い産卵管をもつものが同じ時代にいて、卵鞘を付けたままの標本もあります。

今のゴキブリの系統（シロアリを含む）は、産卵管が体の中に隠れていることと、卵鞘を産むことで定義されます。この定義に当てはまる最も古い化石は、白亜紀前期の約1億3900万年前のシロアリです。シロアリは、2007年の遺伝子の解析で、ゴキブリの中の一つのグループであることがはっきりしました。遺伝子から今のゴキブリの系統が分かれ始めた時期を推定した2019年の研究は、約2億500万年前（三畳紀の終わりごろ）という値を出し、今のゴキブリの主な系統の多くは白亜紀に分かれたとしています。

石炭紀の石炭層に多いゴキブリ型の昆虫は、ゴキブリ、シロアリ、カマキリにつながる系統の根元近くにいた昆虫で、今のゴキブリはそのあとに現れた系統です。平たい体と大きな胸の板という姿は3億年以上続いていますが、その中身は入れ替わっていました。

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出典

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Sellards, E. H. (1906). Geological History of Cockroaches. Popular Science Monthly 68. https://en.wikisource.org/wiki/Popular_Science_Monthly/Volume_68/March_1906/Geological_History_of_Cockroaches