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1 Vol. 80 No Turner

2 Nov Theropoda non-avian theropods 2000 Berner airsac

3 Vol. 80 No a 2 b c 2 d a bc d 1, 4 d I Anthropoides virgo 8000 m 1 Amniota: 3

4 Nov vertebral ribsternal rib Alligator mississippiensis Archosauria: 7 vertebral rib intermediate ribsternal rib M. diaphragmaticus

5 Vol. 80 No. 11 鳥類に至る系統における呼吸器進化 1095 剖学研究により現在こ説は否定されている また 中生代に生息していた他主竜類に目を 向けると 竜脚類恐竜 10 や翼竜 11 も気囊システ ム基本構造を備えていたようだ 図 5 一方で 鳥盤類恐竜には含気孔は見つかっていない これ ら主竜類において 気囊システム基本構造が 複数系統で獲得されたか それとも共通祖先 で獲得されたも鳥盤類は含気孔を残さなかっ たか 2 つ可能性が考えられるが こ問題 を解決する手だては今ところない これは 化 石という一回性 偶然性に左右される研究対象 特 がしやすい分類群進化を っていくべきだ 集 恐 つまり こういう問題である 中生代獣脚類は 時 代 囊分布パターンと比較して 中生代獣脚類にも 気ポンプが成立しただろうか そ 代獣脚類含気孔分布を 鳥類部位特異的な気 と か あるいは どようなプロセスで鳥類型換 化 れ 効率よいガス交換を行っていただろう 進 れでは 彼ら呼吸器は現生鳥類ように換気さ 気囊システム基本構造をすでに備えていた そ 竜 図 4 カルノタウルス : 獣脚類 ケラトサウルス類 胴椎 第 18 仙前椎 左側面 含気孔 が見られる こ椎骨は比較的腰に近い方に相当し 気囊 が腰付近にまで分布して椎骨に入り込んでいたことを示し ている 椎骨には 肋骨と関節する部位が 2 点あり 肋骨 頭関節面と肋骨結節関節面 肋骨は こ 2 点を結ぶ直 線を軸として回転していた スケールバーは 10 cm 宿命であろう 私たちは問題焦点を絞り 研究 前方グループと後方グループ気囊が分化して備 ティラノサウルスは鳥類型呼吸メカニズムを わっていたと結論づけたところがポイントである 採用していたか 実は 気囊ような構造は鳥類に特有ではなく オオトカゲやカメレオンにも肺から袋状構造が 鳥類に至る系統では 横隔膜やワニ M. dia- 突出している したがって 気囊存在だけでは phragmaticus ような 体腔容積変化を補助 気囊システム 鳥類型呼吸器 基本構造が備わっ する特別な筋は発達しなかった 中生代獣脚類は ていた証拠としては不十分だった そこに 前方 胸郭変形運動によって換気を行っていたはずで 後方グループ気囊が っていた証拠が出された ある 胸郭変形は 肋骨運動によってもたら ことにより 中生代獣脚類も気囊システム基本 されているが 中生代獣脚類では 椎骨と関節 構造を備えていた可能性がかなり高くなっただ における回転軸が明確に計測可能であるで 12 現在では 鳥類とは比較的系統が離れているケラ 胸郭変形運動復元が可能である トサウルス類 Ceratosauria でも鳥類型気囊分布 たとえば 保存状態良いティラノサウルス パターン証拠を残していることから ケラトサ Tyrannosaurus rex 標本を計測し 肋骨回 ウルス類と鳥類共通祖先 すなわち初期獣脚類 転運動を計算して胸郭変形運動を復元すること 段階ですでに気囊システム基本構造が獲得さ もできる ある標本をもとにしたデータから計算 れていたと考えられている なお 例外的に保存 すると 肋骨が 10 だけ回転したとき 状態が良く軟組織痕跡が残っている獣脚類化石 実際は 10 より大きな L 容積変化が生じる 13 をもとに 中生代獣脚類もワニ M. diaphrag- 回転も可能だったはずである 現生内温性動 maticus に相当する筋を備えていたではないか 物では 1 回呼吸量は体重にほぼ比例するが こ という議論もあったが 2000 年代中頃比較解 関係を推定体重 6000 kg ティラノサウルスに当

6 1096 科学 Nov 特 集 恐 竜 進 化 と そ 時 代 図 5 主竜類系統における気囊システム基本構造進化 本稿で登場する主要な系統み図示する 獣脚類系統において は 最も早く分岐した系統 1 つであるケラトサウルス類でも現生鳥類と同様含気孔分布パターンを示していることから 系統 発生初期に気囊システム基本構造が成立していたと考えられている てはめると 71 L 哺乳類関係式から外挿 も 生じていたことがわかった ここから推測するに しくは 280 L 鳥類関係式から外挿 となる 彼らは鳥類型呼吸器 完成形 は備えていなか したがって 呼吸頻度や肋骨回転角度を調整す ったようだ れば 確かにティラノサウルスは胸郭変形運動 みで呼吸をまかなえたと考えることができる 2010 年代研究で解決すべきこと では ティラノサウルス体腔でも現生鳥類と 同様に局所的な圧力差が生じ 後方グループ気 中生代獣脚類における胸郭形態進化を って 囊に空気を引き込むような換気が行われていた いくと ティラノサウルス類ように骨化した胸 だろうか ここで 復元した胸郭変形運動と現 肋骨を持たなかったもがいた一方で より鳥類 生鳥類もを比較してみると ティラノサウル に近縁な獣脚類では胸肋骨は骨化していた 骨化 スでは現生鳥類とは逆パターン局所的圧力差が した胸肋骨を持っていたもは 鳥類型呼吸器と

7 Vol. 80 No A. H. Turner et al.: American Museum Novitates,, R. A. Berner: Geochimica et Cosmochimica Acta,, L. P. A. M. Claessens: Journal of Experimental Zoology,, J. L. Durland et al.: Journal of Anatomy,, C. G. Farmer & K. Sanders: Science,, S. F. Perry: Journal of Experimental Biology,, L. P. A. M. Claessens: Journal of Experimental Zoology,, P. M. O Connor et al.: Nature,, P. M. O Connor & L. P. A. M. Claessens: Nature, M. J. Wedel: Paleobiology,, L. P. A. M. Claessens et al.: PLoS ONE,, e T. Hirasawa: Acta Palaeontologica Polonica,, T. Hirasawa: Ph.D. thesis, University of Tokyo, L. P. A. M. Claessens & T. Hirasawa: Journal of Vertebrate Paleontology,, 73A 2010

恐竜の成長スピードと生存戦略 群馬県立高崎高等学校 新海健実 近藤征海 要旨 恐竜も研究の目的のところでは人間と同じように 成長期 が存在する また植物食恐竜と肉食恐 竜で違いが見られることから植物食恐竜は生存戦利略のひとつの手段として早い時期に巨大化した のではないかと考えられる さらに 現生の鳥

恐竜の成長スピードと生存戦略 群馬県立高崎高等学校 新海健実 近藤征海 要旨 恐竜も研究の目的のところでは人間と同じように 成長期 が存在する また植物食恐竜と肉食恐 竜で違いが見られることから植物食恐竜は生存戦利略のひとつの手段として早い時期に巨大化した のではないかと考えられる さらに 現生の鳥 恐竜の成長スピードと生存戦略 群馬県立高崎高等学校 新海健実 近藤征海 要旨 恐竜も研究の目的のところでは人間と同じように 成長期 が存在する また植物食恐竜と肉食恐 竜で違いが見られることから植物食恐竜は生存戦利略のひとつの手段として早い時期に巨大化した のではないかと考えられる さらに 現生の鳥類 恐竜の直系子孫 や哺乳類の成長パターンが恐竜 類と異なっていることから 生物を取り巻く生活環境の違いが成長パターンの相違との関係している

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