南半球最古の海洋爬虫類の化石！この幻のドラゴンはどうやって喜望峰を越えたのでしょうか?

制作：中国科学普及協会

著者: Destroyed Sunny (古生物学者)

プロデューサー: 中国科学博覧会

編集者注：中国の先端技術プロジェクトは、認識の限界を広げるために、「未知の領域」と題する一連の記事を立ち上げ、深宇宙、深地球、深海などの分野で限界を突破した探査結果を概観しています。科学的発見の旅に出て、驚くべき世界を知りましょう。

「…乗組員たちは、何世紀もの間隠されていたこの壮大な岬を眺めました。彼らは岬を発見しただけでなく、新しい世界を発見したのです。彼らが以前に経験した危険と嵐を考慮して、バルトロメウ・ディアスとその仲間たちはこの岬を嵐の岬と名付けました。彼らが王国に戻った後、ジョアン2世国王は、この岬に別の輝かしい名前、喜望峰を与えました。」 - ジョアン・デ・バロス (1496 – 1570)

喜望峰

（写真提供：veerフォトギャラリー）

魔法のドラゴン

ニュージーランド南島中央部にあるアシュバートン・レイクス地域は、一連の高山湖が周囲の山々を映し出し、美しいコントラストを生み出す有名な観光地です。湖水地方では、穏やかなハーパー山は目立ちません。マオリ語では、ハーパー山はマハアヌイとも呼ばれ、神話の英雄マウイの軍船を象徴する巨大な岩です。

丘の斜面は黒い砂利で覆われており、運が良ければその中に装飾用のカタツムリの化石を 1 つか 2 つ見つけることができるかもしれません。通常、それらはメラリウム属に属します。これらの小さなカタツムリは、ニュージーランドの中期三畳紀のアニシアン期の約 2 億 4500 万年前の象徴的な化石です。

湖に映るハーパー山

(画像出典: Wiki media commons)

2億4500万年前、ニュージーランド島は地球史上最後の超大陸であるパンゲアの一部でした。現代の地球上の主なプレートが圧縮されて、南北に広がる巨大な古代の陸地が形成されました。この場所は三畳紀の南極圏（南緯約60度）からそれほど遠くなく、超大陸の南東にある巨大な岬です。

岬の北ではテチス海が拡大し、チベット、イラン、トルコの陸地をゆっくりと赤道を越えて押し進めていた。

さらに東では、南シナプレートと北シナプレートが合体しようとしていますが、現代の東アジアの陸地のほとんどはまだ海の中にあります。現代人にとっては奇妙な世界ですが、この広大な世界では、裸子植物、恐竜、翼竜、そして私たちの祖先など、私たちがよく知っている多くの生き物が出現していますが、現時点では、これらすべてがまだ落ち着いておらず、乾燥した赤い土地が最も一般的な景色です。

中期三畳紀のニュージーランドでは、当惑した海生爬虫類が浅い海で休んでいた。その死因を突き止めることはできませんでした。GNS GD 540 と名付けられたノトサウルスの残骸は、ハーパー山の瓦礫の中に埋もれた 1 つの椎骨だけでした。

その存在は古生物学者を驚かせ、Current Biology誌に掲載された研究で、研究者らはGNS GD 540が南半球で発見された最古の海洋爬虫類の化石であることを確認した。

この古代の生物は、かつてテチス海からパンゲアの南東にあるこの岬を過ぎて漂流した集団に属していました。数億年後にディアスが喜望峰を越えてインド洋を発見したように、ノトサウルスのこの枝（ここで「一つの枝」という言葉を使ったのは、この個体が移動を完了したのではなく、この集団が移動を完了したからです。この個体自体は化石が発見された場所に生息していたかもしれませんが、この集団はテチス海に起源があります）も古代ニュージーランドを横断してパンサラサウルス類を発見しました。

魔法のドラゴンの修復

(画像出典: Wiki media commons)

ノトサウルスのGNS GD 540化石の写真とCTスキャン画像

（画像出典：参考1）

龍の体形の模式図

(画像出典: Wiki media commons)

北と南の異なる道

ノトサウルスは、人々によく知られている化石グループではありません。この種の海生爬虫類は、通常、体長がわずか 3 ～ 4 メートルで、三畳紀に生息しており、典型的な長い首と尾を持っていました。しかし、中生代に活動していた他の海生爬虫類と比較すると、形態的には特別ではありませんでした。

魚竜やプレシオサウルスとは異なり、ノトサウルスの水中適応は顕著ではありません。四肢はまだ完全にひれが発達しておらず、尾は魚のような平らな先端に収束進化していない。一部の学者は、ノトサウルスは現代のカメのように陸上で移動する能力をある程度保持していたと考えています。ノトサウルスは、繁殖期や食事期の合間に海を離れて陸上で休息していた。

雲南省羅平で保存されているノトサウルスの化石化した足跡は、この海生爬虫類が半水生から水生への移行期にあった可能性があることを示唆している。その泳ぎの姿勢は「犬かき」に似ており、前肢は水かきをしながらも海底の泥に触れていた。

これらすべての証拠は、ノトサウルスが泳ぎが得意ではなかったことを示しています。ほとんどの場合、浅い海を歩き回り、針のような歯で魚やアンモナイトを探していました。ノトサウルスにとって深海を渡るのは容易なことではありませんが、それでもノトサウルスは驚くほど広範囲に分布しており、テチス海とパンタイカ海の両方でノトサウルスの化石の記録が見つかっています。

ノトサウルスの考えられる移動方法。雲南省羅平で発見されたノトサウルスの足跡によると、この種の動きは主に前肢によって駆動され、その動作モードは「水中歩行」と「水中飛行」の中間である。

（画像出典：参考資料2）

GNS GD 540 がパンゲアの南東の角を横切り、南極圏に近づいたときです。別のグループのノトドン類も北へ移動し、暖かい熱帯海域を離れて北極海に入った。

コロサウルス（ローマ神話の北西風の神コルスにちなんで名付けられた）は、三畳紀前期に生息し、これまでに発見された最も古いノトサウルス類の 1 つです。しかし、同類の生物とは異なり、この生物は超大陸の東側にある暖かいテチス海ではなく、超大陸の北西端、現在の米国ワイオミング州の低緯度浅海に生息していた。

化石の発見場所から推定された古代の緯度は低いが、パンゲアの障害を考慮すると、このノトサウルスのグループはパンゲア北東部の断層した陸地を迂回して北極圏に入り、その後ずっと南のワイオミング州まで移動した可能性が高いと古生物学者は考えている。この道はパンゲアの北部全体を迂回します。遊泳能力の乏しいノトサウルスにとって、このような大規模な放散は間違いなく偉業である。

中期三畳紀の古地理の概略図。赤い星は、Huanlong GNS GD 540 が発見された場所を示しています。青い星は、ミスティア風竜が発見された場所を示しています。赤い実線の矢印はノトサウルスの確認された移動経路を示し、点線は可能性のある移動経路を示しています。

（画像出典：参考1）

ほとんどの爬虫類にとって、高緯度地域は探索する価値のある地域ではありません。現代の爬虫類は北緯および南緯60度以上の地域に到達することはめったにありません。温度変化に敏感なこれらの生物にとって、高緯度の寒冷な気候は代謝や正常な生理機能に深刻な影響を及ぼします。

そのため、現代の爬虫類の分布や活動パターンと比較すると、三畳紀のノトサウルスは分布範囲を積極的に拡大し、北極海路を横断するなど、まったく異なる方向に向かっていたようです。この寒さへの耐性は、ノトサウルスがより強力な代謝を持っていたか、あるいは遠縁の魚竜と同じ保温性脂肪を持っていた可能性を示唆しているようだ。

しかし、いずれにせよ、パンゲアの西側のミトラリサウルスと大陸の南東側の GNS GD 540 は、1 つのことを証明しています。テチス海の起源の後、ノクソサウルスに代表される多くの海洋爬虫類が、より高緯度に広がり始めたようです。彼らは熱帯地方を好んでいたようには思えない。なぜなら三畳紀の熱帯地方はまるで火で焼かれたかのように暑かったからだ。

燃える世界

ペルム紀の大量絶滅後、地球は顕生代で最も激しい温室効果期に入りました。シベリア大火成岩地域から排出された大量の温室効果ガスの影響により、三畳紀前期の世界の平均気温は一時50℃に達した可能性がある。このような環境では、赤道付近の海面水温は現在よりもはるかに高かった。

爬虫類は気温が高くなると体温を維持し、代謝を活発に保つことができますが、極端に高い気温は脊椎動物には明らかに許容できません。ほとんどの動物は、45°C を超える温度にさらされると、タンパク質に深刻な熱損傷を受けます。海洋生物の場合、この閾値はさらに低くなります。高温条件下では酸素の溶解度がさらに低下するため、高温の海水は酸素が不足することが多いからです。

この暑い気候の影響を受けて、陸上生物と海洋生物の両方がより涼しく、高緯度の環境に移動する傾向があります。生物の移動と進化の重要な原動力として、三畳紀の高温環境は、一部の海生爬虫類が漂流の旅に出ることを促す主な原動力であった可能性がある。同時に、三畳紀の高緯度地域は現在ほど氷や雪に覆われておらず、海は氷河によって遮断されていました。三畳紀の氷のない極地には開かれた海路がたくさんあったため、ノトサウルスや他の海生爬虫類は大陸の縁に沿って行きたい場所に到達することができました。

顕生代における全球平均気温の再構築された曲線。約2億4000万年前、地球の気温は顕生代全体での最高値に達したことがわかります。

（画像出典：参考文献6）

三畳紀初期の海洋生物と陸上生物の分布パターン。赤色の領域は生物化石の記録が不足している「デスゾーン」です。

（画像出典：参考文献5）

ノトサウルスのように、このような回遊の旅に出たのは海生爬虫類だけではない。陸上では、陸生爬虫類も南北方向に強い分布を示します。現在の中央アフリカと南アメリカ北部にあたる超大陸の中心部は、生命にとって乗り越えることのできない禁断の地となったようで、大型脊椎動物の化石はほとんど発見されていない。

三畳紀初期の高温は長く続かなかったが、長期にわたる温室気候は中生代ほぼ全期間にわたって続いた。この長い温室の中で、恐竜、鳥類、哺乳類が徐々に歴史の舞台に登場し、古生代の生物学的特徴が徐々に置き換えられていきました。三畳紀の灼熱の太陽の下で、まったく新しい世界が形成されつつありました。

しかし、残念なことに、私たちの主人公である Huanlong GNS GD 540 には、この新しい世界を見る機会がありませんでした。三畳紀末の絶滅により、ノトサウルスはほとんどの海生爬虫類とともに歴史の舞台から姿を消した。数億年後のバルトロメウ・ディアスと同じように、彼もインドを探す旅に再び出発し、あの岬の荒れ狂う嵐の中で永遠の眠りについた。

1488 年にディアスが喜望峰を横断した際に乗船した帆船。12 年後、彼が再び喜望峰を越えて航海に出たとき、彼の艦隊は激しい嵐に遭遇しました。彼が乗っていた帆船は嵐で沈没した。

(画像出典: Wiki media commons)

参考文献:

1.Kear, BP 他最古の南方竜鰭類が海洋爬虫類の初期のグローバル化を明らかにする。 Curr Biol 34、R562-R563（2024）。

2.張 Q. 他中国南西部の中期三畳紀のノトサウルスの餌探しの足跡。 Nat Commun 5、3973（2014）。

3. Bardet, N. 他プレートの移動に応じた中生代海洋爬虫類の古生物地理学。ゴンドワナ研究26、869-887（2014）。

4.Lindgren, J. 他ジュラ紀の魚竜における恒温性と隠蔽性の軟組織証拠。ネイチャー564、359-365（2018）。

5.Sun,YD 他三畳紀初期の温室時代の致命的な高温。サイエンス338、366-370（2012）。

6. Scotese, CR, Song, H., Mills, BJW & van der Meer, DG 顕生代古気温: 過去 5 億 4000 万年間の地球の気候変化。地球科学レビュー215（2021）。