科学者の新発見：恐竜は大きいほど知能が低かった？

最近、中国地質大学（武漢）地球科学学院の韓鋒准教授の研究チームは、中国科学院古脊椎動物学・古人類学研究所、雲南大学、南京古生物学博物館、米国のジョージ・ワシントン大学の研究者らと共同で、初期の角竜類恐竜の頭蓋骨の形態に関する詳細な研究を行い、角竜類恐竜は体の大きさが大きくなるにつれて、聴覚、嗅覚、知能が退化していくことを発見した。関連する論文は最近、国際的に有名な学術誌「Paleontology」に掲載されました。

科学者は恐竜の外部形態については深い理解を持っていますが、内部構造、特に脳と感覚器官についての理解は比較的限られています。恐竜の脳の軟組織の化石は保存されていますが、非常に稀です。従来の方法は、恐竜の頭蓋骨の内部に樹脂などの材料を充填し、頭蓋腔の物理的なモデルを鋳造して恐竜の脳を研究することです。現代の研究者は、主にコンピューター断層撮影技術（マイクロCTスキャン）を使用して恐竜の頭蓋骨をスキャンし、恐竜の頭蓋腔モデルを再構築して、それを脳の代用として使用しています。

角竜類はジュラ紀と白亜紀に生息していた草食恐竜のグループです。初期の角竜類恐竜は、クリプトサウルスやプシッタコサウルスのように、体長がわずか1～2メートルと小さく、角も持たず、二足歩行をしていました。しかし、白亜紀後期、約1億年の進化を経て、角竜類は、有名なトリケラトプスのように、ティラノサウルス・レックスと競い合えるほどの、四足歩行の巨大な（体長最大9メートル）角竜に成長しました。

巨大な体のサイズに伴う身体的特徴の変化は、古生物学者が解明したいと願う謎であり続けてきた。

この研究の共著者の一人であるキャサリン・フォスターは、1996年に早くもトリケラトプスの脳腔に関する研究を行っていました。近年、研究者らはトリケラトプスの頭蓋腔の3次元モデルを再構築しました（図1）。これらの研究により、トリケラトプスは頭蓋骨に比べて脳が比較的小さく、頭の動きが遅く、頭を下向きに傾ける傾向があり、それが角や首のフリルを見せることに役立ち、低周波の音を聞くのに適していたことが判明しました。そのため、研究者たちはトリケラトプスはあまり賢くなかったと結論付けました。

図1: 初期角竜類（ヒペロストマ、左）と後期角竜類（トリケラトプス、右）の体の大きさと脳腔の比較

では、初期の角竜類はどのような外見だったのでしょうか?研究チームは、マイクロコンピューター断層撮影（CT）技術と3次元モデル再構築法を用いて、中国で発見されたジュラ紀後期のクリプトサウルス・ダンシ、白亜紀前期のリアオケラトプスとプシッタコサウルスを含む3種の初期の角竜類恐竜の頭蓋骨構造の詳細な分析を行った。嗅球、明らかな視葉、わずかに突出した小脳斑、比較的長い蝸牛管、長くて高い前三半規管が発達していることが判明しました。このことから、後期角竜類（トリケラトプスなど）の嗅覚と聴覚が劣っていたのとは対照的に、初期の角竜類は嗅覚と聴覚が比較的発達していたと推測されます。

さらに、初期の角竜類恐竜の脳の容積は頭蓋骨に比べて比較的大きく、その知能（脳指数）はトリケラトプスよりも大幅に高く、現存する爬虫類のほとんどよりも高かった。研究者らは、既知のすべての角竜類および鳥脚類恐竜の脳腔と内耳の進化について統計的分析を行い、角竜類は進化の過程で知能、聴覚、嗅覚の退化を経験したという結論に達しました（図2）。

図2: 角竜類恐竜の脳と内耳の進化

研究者らは角竜の進化の過程での頭の姿勢の変化も調査し、初期の角竜の頭はより柔軟であったのに対し、トリケラトプスなどの後期角竜の頭は主に下向きに傾いていたことを発見した。この姿勢の変化は、おそらく彼らの摂食方法に関係していると考えられます（図3）。

図3: 角竜の頭部姿勢の進化

「この発見は非常に興味深いものです。なぜ角竜類恐竜の進化の過程でいくつかの器官の機能が退化したのでしょうか。これはおそらく、体が大きくなったことに関係していると思われます。初期の角竜類は体が小さく、捕食動物の攻撃に警戒する必要があったため、聴覚と嗅覚に優れていました。その後、角竜類は巨大な体と鋭い骨の角に進化し、捕食動物に対する強力な抑止力となったため、他の面での機能が弱まった可能性があります。」ハン・フェンルー氏は「この研究は、人類の進化を含む生物の進化を理解する上でも非常に刺激的だ」と語った。

出典：光明日報