糞に噛み跡がある。誰がそんなにお腹空いてるの？

古代の生命が残した多くの謎を覗き見たいのであれば、たとえ彼らの排泄物であっても、どんな手がかりも見逃すことはできません。信じられないかもしれませんが、この珍しい先史時代の生物学的遺物を表す特別な用語が実際にあります。それは「糞石」です。

さまざまな糞石 |エイドリアン・P・ハント / 脊椎動物の糞石。ニューメキシコ自然史科学博物館紀要（2012年）

古代からの「うんち」

名前が示すように、糞石は「化石化した先史時代の動物たちの排泄物」を指します。より一般的な文脈では、糞石または糞球とも呼ばれます。この概念は、1892 年にイギリスの古生物学者ウィリアム バックランドによって初めて提案され、正式に説明されました。分類上は、足跡化石と同様に、生物遺物化石のカテゴリに属します (通常、ここでの「動物」は脊椎動物を指します)。

糞石の色はほとんどの場合、淡黄色から暗褐色で、葉巻状または長い棒状の形をしていますが、らせん状の糞石などの例外もあります。糞石にはリン酸カルシウムが多量に含まれているため、他の一般的な化石よりも緻密で密度の高い質感をしています。

らせん状の魚の糞石 |ポール・ラミー他/ サイエンティフィック・リポーツ（2021）

では、古代のこれらの目立たない「うんち」はどのようにして世間の注目を集めるようになったのでしょうか?

1824年、有名な化石ハンターで古生物学者のメアリー・アニングが、イングランド南部のライム・レジスで初めて中生代の海生爬虫類である魚竜の化石を発見しました。彼女は化石の破片を洗浄する過程で、魚竜の骨格の腹部に胃石に似た小さな石が常にいくつか現れていることに気づき、困惑した。砕けた石の中には魚の鱗や骨の破片が見られ、骨の表面には明らかに侵食の跡が見られた。

彼女はその後、発見内容を詳細に記録し、それが5年後、当時の権威ある地質学者ウィリアム・バックランドの注目を集めた。一連の研究と比較を経て、彼はついにこの奇妙な小さな石を正式に「コプロライト」と名付けました。

糞石の形状による分類 | Adrian P. Hunt & Spencer G. Lucas / 脊椎動物の糞石。ニューメキシコ自然史科学博物館紀要（2012年）

「先史時代の君主」の「便利さ」

生命進化の激流の中に永遠の種は存在しないかもしれないが、たとえその肉体が消え去って久しいとしても、その存在の痕跡は確実に残っており、糞石はそうした代替の代表例である。

目立たない糞便化石の助けを借りて、科学者はこれらの古代の生物に関する多くの詳細を復元することができます。例えば、この動物は草食性か肉食性か？どれくらい大きく成長できるのでしょうか？成長速度や当時の古代の地理的生態環境までもが…一見目立たないこの「糞玉」が実は種の進化を研究する上で意外にも重要な科学的研究価値を持っていることがわかります。

噛み跡のある糞石（これは語るべき物語を持つ食通の逸品です） |プーゼウム / ウィキメディア・コモンズ

カレンダーガールのヒント

一般的に言えば、歯型のついた糞石を誰が噛んだのかを知るすべはありません。なぜなら、犯人は証拠が限られていると言うことを恥ずかしがっているからです。ただし、例外も時々あります。例えば、この記事でも触れられているように、同じ時代、同じ場所から発掘された歯の化石を比較することで、糞便に残った歯型の一部はサメに噛まれたものであることが確実であり、糞石の中にサメの歯も発見されており、「正体特定」に役立っています。

たとえば、私たちが最もよく知っている恐竜を例にとってみましょう。何千もの糞石に残された食物の残留物を分析することで、これらの先史時代の巨大生物が最後の「夕食」に何を食べたかを知ることができるだけでなく、日々の食料源やその構成を復元し、さらにその地域の種の分布や自然環境を推測することができます。また、糞石中の特定の鉱物は骨の化石よりも安定して保存されているため、糞石中に含まれる特定の鉱物の含有量を分析することで、その種の生息習慣をより正確に理解することができます。

たとえば、北米の多くの場所で発見された恐竜の糞の化石の中には、その地域の他の標本よりも約 2 倍の大きさで数も豊富なものもあります。これらの糞石に含まれる骨片の割合は30～50％にもなります。これらの糞石の持ち主は、当時陸上で最も恐ろしい頂点捕食者であった、ある種の大型肉食獣脚類恐竜、ティラノサウルス・レックスであったと推測されています。

骨片を含むティラノサウルスの糞石 |カレン・チン他/ ネイチャー（1998）

雑食動物や草食動物と比べると、肉食動物はより多くの肉や骨を消化する必要があるため、これらの食物を分解するためにより強い胃酸が必要になります。さまざまな大きさや種類の肉食動物の胃酸やタンパク質分解酵素は、骨の侵食や消化の程度が異なります。これらの糞便化石に含まれる隠された情報をさらに分析することで、これらの動物が消化管の病気で死んだのか、それとも他の病理学的理由で死んだのかを知ることができ、さらに種の個体数を一定の範囲内で推測することさえできるようになります。

もう一つの例を挙げましょう。シレサウルスは、2億3000万年前の三畳紀後期のカーニアン期に生息していた恐竜です。その化石はポーランドで広く発見されています。原始的な基底恐竜であるシレサウルスの生活習慣を研究することは、恐竜の進化における多くの謎を解明するのに役立つでしょう。

シリオサウルスの糞便に残された昆虫の残骸 | Martin Qvarnström 他/ 現在の生物学：CB（2021）

シリオサウルスの糞石の研究で、科学者たちは糞石の中に非常に高密度の甲虫の残骸があることを発見した。くちばしのような鼻の独特な発達特性と合わせて、シリオサウルスは主に昆虫を餌とする食虫動物であったと推測するのに十分な証拠がある。シリオサウルスは恐竜の祖先と近縁であるため、原始的な恐竜もシリオサウルスに似た小型の二足歩行昆虫食動物のグループであったと考えられる理由があります。

産業革命の原動力となったうんち

しかし、糞石が世界的な注目を集めているもう一つの理由は、実はそこに含まれる莫大な商業的価値です。

1842年、イギリスのケンブリッジ大学セント・ジョンズ・カレッジの植物学教授フェリックス・クストウは、糞石の化学組成を研究した結果、硫酸で糞石を処理すると大量のリン酸を抽出できることを発見しました。彼はこの発見について特許を申請し、すぐにそれを実践しました。

コプロライト |ジェームズ・セント・ジョン / ウィキメディア・コモンズ

イギリスでは産業革命後の急速な経済成長により、大量の糞石が採掘され、工業生産の需要を満たすためにリン酸塩の精製に使用されました。糞石の採掘は徐々に産業を形成し、イングランド南部の港湾貿易の繁栄につながったが、1880年頃まで徐々に衰退した。数十億年前のこれらの生物は、自分たちの排泄物が後の世代の人類文明の飛躍の原動力となるとは想像もしていなかっただろう。おそらくこれが人生の循環なのでしょう。

私たちはなぜこれらの糞石にそれほど魅了されるのでしょうか?おそらくそれは、人間と先史時代の動物の間に魔法のようなつながりを生み出したからであり、この目新しさの感覚は、ティラノサウルス・レックスのメニューが何であるかを知っているからだけではなく、時間の壁を越えて別の生き物の脈動のリズムを感じることができるからである。

この記事は種カレンダーから引用したものです。転送を歓迎します