若い巨人たちのつかの間の上昇
何十年もの間、竜脚類、つまり首の長い巨大な恐竜のイメージは、大きく固定されてきました。それは、ずっしりと動き、四足歩行する巨人で、その巨大な体重が 4 本の柱のような脚にしっかりと根付いているというものでした。しかし、2023 年 10 月 26 日に英国王立協会論文集 B: 生物科学に掲載された画期的な新しい研究は、この長年の認識に疑問を呈し、これらの古代の巨大動物の一部、特に若い頃の驚くほど機敏な過去を明らかにしています。
国際的な古生物学者と生体力学技術者のチームは、特定の小型竜脚類の種、さらにはより大きなものの幼体は、比較的容易に後ろ足で立ち上がる驚くべき能力を持っていました。この予想外のアクロバティックな偉業は、樹冠の高いところにある栄養豊富な葉にアクセスすることから、潜在的な捕食者に対してより威圧的なプロフィールを提示することまで、重要な利点をもたらしました。
約 1 億 5,000 万年前のジュラ紀後期の比較的小型の竜脚類であるユーロパサウルス ホルゲリのような種に焦点を当てた研究者らは、体長 10 メートル未満の個体が耐衝撃性を維持できることを発見しました。成長した彼らよりもはるかに効率的に二足歩行を行うことができます。 「これは彼らの初期生命の能力の完全な再評価です」とジュネーブ大学地球科学研究所の主任古生物学者であるアリス・ソーン博士は述べています。 「若いユーロパサウルスが、ただ草を食むだけでなく、地面から 15 フィートの葉に手を伸ばしたり、お腹を空かせた獣脚類の上に防御的にそびえ立ったりしているところを想像してみてください。それは、よりダイナミックな絵を描きます。」
生体力学の秘密を明らかにする
この発見の鍵は、高度なコンピューター シミュレーションにあります。スイス連邦工科大学チューリッヒ校 (ETH Zurich) の計算生体力学専門家であるエララ・ヴァンス博士が、この研究の技術的側面の先頭に立った。彼女のチームは、高度な 3D 骨格モデルと有限要素解析 (FEA) (製品が力にどのように反応するかを予測する工学分野で広く使用されている手法) を利用して、二足歩行時のさまざまな竜脚類の骨構造全体にわたる応力分布を綿密にマッピングしました。
「骨格の完全性、筋肉の付着、さまざまなサイズの竜脚類に作用する重力をモデル化しました」とヴァンス博士は説明します。 「私たちが発見したことは驚くべきことでした。骨の構造、特に小さな個体の脊柱と骨盤帯の骨構造は、直立姿勢のストレスに対してはるかに耐久性がありました。私たちのシミュレーションでは、体長 2 倍の成体が同じ操作を試みた場合と比較して、10 メートルの幼体では重要な関節と骨にかかるピーク応力が最大 30% 減少することがわかりました。」
この生体力学的利点は、若い竜脚類の骨格構造が本質的に垂直方向で体重を支えるのに適しており、これが形成期の生存と摂食戦略に寄与した可能性が高い重要な適応であることを示唆しています。
成長の容赦ない重力
しかし、この素晴らしい能力には有効期限がありました。これらの竜脚類が成長するにつれて、その質量の増大は乗り越えられない障害となった。幼体のユーロパサウルスが楽々立ち上がることを可能にしたまさにその利点は、成体にとっては壊滅的な負担となった。シミュレーションでは、竜脚類が成体サイズに近づくにつれて、しばしば長さ 20 メートルを超え、体重が数トンに達すると、二足歩行の姿勢では、純粋な重力が骨の構造的完全性を圧倒することが明らかに示されました。
「若い頃は便利で、おそらく頻繁に行われたトリックとして始まったものは、大人になると、はるかに限定的で戦略的で、おそらく短時間の動作になりました」とソーン博士は詳しく説明します。 「成体の竜脚類でも、 おそらくアロサウルスのような大型捕食者に対する最後の防御態勢として、一時的に立ち上がることはできたかもしれないが、若い頃の比較的容易な操縦とは異なり、それは非常に骨の折れる、潜在的に危険な試みであっただろう。」この研究では、エネルギー消費と怪我のリスクにより、成熟した竜脚類にとって二足歩行を続けるのは非現実的で危険だったと考えられます。
竜脚類ハンドブックの書き換え
この研究は、竜脚類の行動と生態についての理解を根本的に変えるものです。古生物学者は今、再考する必要があるかもしれません:
- 摂食習慣: 幼体はより広範囲の植生を利用し、木の高いところに手を伸ばし、地上の摂食者や自分の親との競争を減らしていた可能性があります。
- 捕食者からの回避: 立ち上がることは、若い竜脚類にとって一般的な防御戦術であった可能性があり、中型から中型までの竜脚類をより大きく、より手ごわいように見せていました。
- 社会力学: 背を高くして立つ能力は、群れ内での社会的誇示や交流に役割を果たした可能性がある。
この研究は、恐竜の一生を通して起こった動的な変化に焦点を当てており、成体で観察される行動は若い段階で存在していた能力の全範囲を反映していない可能性があることを強調している。この発見は、恐竜古生物学のより微妙な見方を奨励し、研究者が静的な大人の骨格を超えて、これらの古代の巨人の生活を形作った興味深い個体発生的変化を探求するよう促しています。
