哺乳類はどのようにして出現したのでしょうか? 1億2500万年前、中国に生息していたこれらの動物は

海で魚のように暮らすクジラ、空を鳥のように飛ぶコウモリ、女王を中心に地中でアリのように暮らすハダカデバネズミ、そして地球外の生息地に目を向ける人類まで。

外見、体型、生活習慣が大きく異なるこれらの動物は、哺乳類と呼ばれます。人間とクジラ、コウモリ、ハダカデバネズミとの間の遺伝的ギャップは、私たちが想像するよりもはるかに小さい。なぜなら、すべての哺乳類は近縁だからである。

画像: シロナガスクジラ

哺乳類は現在、世界中に分布し、地球上で絶対的な優位性を持っています。しかし、どの時代の「支配者」もそうであったように、哺乳類の現在の業績は一夜にして達成されたわけではない。

では、哺乳類はどのようにして徐々に地球上で「優位性」を獲得したのでしょうか?

フィギュア：モルガヌ

パンゲアの分離

哺乳類であった可能性がある最古の化石はモルガヌコドンで、非常に小さく（トガリネズミよりわずかに小さい）、約2億1000万年以上前に生息していました。

モルガヌコドンはモルガヌコドン科に分類されますが、これは当時出現したいくつかの異なる哺乳類の系統のうちの 1 つに過ぎず、人間を含む今日のすべての哺乳類は生き残った系統の 1 つの子孫です。

1960 年代後半、地球の陸地はかつてパンゲアと呼ばれる巨大な大陸であったという証拠が明らかになりました。

パンゲア、出典：ファマ・クラモサ

約2億2500万年前、パンゲアはローラシア大陸として知られる北の大陸とゴンドワナ大陸として知られる南の大陸に分裂し始めました。

哺乳類の祖先は他の動物と同様に独立して分岐し、進化しましたが、生き残ったのはローラシア大陸北部の初期の哺乳類であったと多くの研究者は考えています。

その後、これらの生存者は大陸間の陸橋に沿って断続的に南方に移動し、現在のオーストラリアと南極に分布するようになりました。

しかし、哺乳類の祖先が旅に出る前、彼らには陸上で強力な競争相手がいました。恐竜です。

モルガヌコドンの時代、そしてその後1億年以上にわたり、陸上の恐竜が絶対的に優位に立っており、恐竜の抑圧のもとで哺乳類はうまく暮らすことができませんでした。

さらに、当時の海は巨大なサメや海生爬虫類が泳ぎ回っており、陸上で進化した哺乳類が海に入ることは不可能なほど危険に満ちていました。

そのため、当時の哺乳類の大きさは基本的にネコ科動物を超えることはなく、その多くは主に草食動物でした。

しかし、周知のとおり、約6500万年前に小惑星が地球に衝突し、恐竜の時代が終わり、気候変動により小型動物が生き残りやすくなりました。

哺乳類が小惑星によってもたらされた変化の恩恵を受けたことは疑いの余地がないが、多くの人が考えるのとは反対に、哺乳類は6500万年後に出現しなかった。

実は、現在の哺乳類の有利な特徴はそれ以前にすでに進化しており、現在存在する哺乳類28目のうち少なくとも18目は恐竜が絶滅する以前にすでに出現していた。

したがって、小惑星は主な原因というよりは、哺乳類がより早く地球を征服するための障害を取り除くのに役立っただけだと言うべきだろう。

哺乳類がどのように進化したかを議論したい場合、現在の哺乳類の支配的な特徴がいつ、どのように現れたかというところから始めるしかありません。

恒温体の体と骨に起こる変化！

恐竜が出現した時代には、動物たちはすでに一定の温度で生き残ろうとし始めていました。恐竜の体温は、他の爬虫類のように冷血動物ではなく、現代の鳥類と同程度だったと考えられます。

体温を一定に保つことは、体温を維持するためにより多くの食物が必要になるなど、動物にとっていくつかの欠点がありますが、陸生動物にとっては利点の方が明らかに大きく、生存が環境によって制限されることはありません。

陸上で進化した哺乳類の最も初期の祖先は、明らかにこの利点を受け継いでおり、それが哺乳類の将来の台頭の根本的な要因となった。体温が一定であれば、陸上の哺乳類の生存はすでに保証されているとさえ言えます。

その後何億年もの間、哺乳類は巨大な爬虫類からの圧力を受けるようになり、その頭部の骨格は変化した。

モルガヌコドンの頭蓋骨と顎、出典：ヘミアック

モルガヌコドンの最も重要な特徴は小さな顎骨であり、これは現代の哺乳類の形態であり、爬虫類と区別するものである。

爬虫類の顎は複数の骨でできているが、哺乳類の顎は癒合しており、顎骨の他の部分が後方に移動して中耳の小さな骨、つまり耳骨になり、哺乳類の聴力がより良くなる。

同時に、モルガヌコドンの顎の変化には歯も含まれており、これは哺乳類の改良におけるもう一つの大きな革新であった。

モルガヌコドンの上顎と下顎の臼歯は互いにつながっており、これにより食物を細かく切り刻むことができ、食物からより多くのカロリーと栄養素を取り出すことができた。これは爬虫類にはできないことだ。

実際、耳の骨にしろ歯にしろ、こうした特徴が進化したのは、当時哺乳類が生き残るのが困難だったからである可能性が高い。聴覚が優れているのは、おそらく強力な爬虫類を避けるためであり、食物の利用率が高いのは、得られる食物が非常に限られているためであると考えられます。

しかし、顎骨の癒合と耳骨の分離の最も重要な機能は、歯や聴力を良くすることではありません。哺乳類の頭蓋骨を横と後ろに拡張できるようにすることが鍵であり、そうすることで哺乳類はより大きな脳を発達させ、私たちをより賢くすることができるのです。

優秀なお母さん：胎盤が登場！

他の動物と比べると、哺乳類は間違いなく最高の母親であり、すべての雌の哺乳類は子孫に対して非常に責任感を持っています。

彼らは無作為に子を産むのではなく、子が生まれた瞬間から危機にうまく対処できるように、子を子宮の中で長期間成長させます。

子熊が生まれた後も無視せず、子熊が十分に強くなるまで長い間母乳で育てます。

遺伝子の継続を確実にするために、動物には 2 つの選択肢があります。子孫の出生率に重点を置くか、生存率に重点を置くかです。

哺乳類の最も初期の系統には複数の選択肢があった可能性があり、どの選択肢が優れていたかを判断することは困難ですが、現在残された選択肢は 1 つだけです。それは、子孫の生存率を確保することです。

哺乳類は生存率を維持するために劇的な変化を遂げてきましたが、その多くはできるだけ長く子供をそばに置いておくためのものです。

画像: カモノハシには古代の乳腺があるが乳首はない

最初の変化は乳腺の外観です。科学者たちは、乳腺は毛根にある汗腺から発生すると考えています。汗腺と乳腺はどちらも水、塩分、タンパク質を生成しますが、これらはすべて新生児の生存に必要であり、簡単に発達して利用できます。

乳腺は子育てに役立ちますが、哺乳類にとって最も重要な武器は乳腺ではなく胎盤です。

哺乳類を除いて、どの動物も体内に長期間胚を保つことはできません。これは、胎児が母親にとって異物であるためです。結局のところ、胎児の遺伝子の半分は父親から受け継がれており、免疫システムによって攻撃されることになります。

古代の胎盤の化石、出典: Franzen/Sencke

しかし、胎盤は発育中の胎児を母親の免疫システムから隔離し、胎児が母親の栄養素をより有効に活用できるようにします。

実際、すべての哺乳類が胎盤を持っているわけではありません。カンガルーなどの有袋類には胎盤がありません。胎児を早めに出産して、それを袋に入れることしかできないのです。

これは重大な制限となります。なぜなら、有袋類は袋の中に潜り込むことができるように前肢を非常に早い段階で発達させるからです。

画像提供: フランクフルト動物園

もしすべての動物がまず前肢を十分に発達させる必要があるとしたら、その動物はどのような姿をしているでしょうか？

答えは簡単です。彼らは飛ぶための翼、水中で泳ぐためのひれ、そしてその他すべての柔軟で特殊な前肢を獲得することはなかったでしょう。

したがって、胎盤の出現は、将来的にはより複雑な生息地で母乳育児が可能になることを意味します。

2002年、中国遼寧省で最古の胎盤動物の化石が発見され、アーキオテリウムと命名されました。名前から、それが胎盤を持つ哺乳類であること、正確に言えば、真獣類の最も古い祖先であることは容易に分かります。

図: 始祖鳥の化石

アーキオテリウムの化石は少なくとも1億2500万年前まで遡ることができます。より賢い脳が2億1000万年前に誕生したとしたら、より多様性に富んだ脳が1億2500万年前に出現した可能性がある。

もし恐竜が本当に絶滅していなかったら、おそらく、より「進化した」哺乳類が時間の経過とともに恐竜に取って代わっていたかもしれない。

しかし、恐竜の絶滅は哺乳類の台頭を加速させました。恐竜が絶滅してからわずか27万年の間に、哺乳類は急速に進化し、世界中でまったく異なる生息地を占めるようになり、一部の種はますます大型化しました。

図: エオサピエンス・シネンシス

やっと

前世紀末、中国の古人類学者らは、リツ陽県尚霄鎮（現在は県級市に昇格）で一連の古代哺乳類の化石を発見した。その中には高等霊長類4種が含まれており、そのうち1種は中国暁猿と名付けられた。

古生物学者はこれが類人猿の夜明けであると信じているため、この化石は「夜明けの類人猿」と呼ばれています。その化石は4500万年前にまで遡ることができ、これは知られているどの類人猿の化石よりも古いものである。

柔軟な手足と発達した脳を持つこれらの類人猿は、哺乳類の未来に新たな章を開きました。

この記事の中心となる内容は、主にナショナル ジオグラフィック誌の「The Rise of Mammals」からの抜粋です。リック・ゴア