クソの前の秘密！今回は3800万年前のうんちを開封しました

地球は46億年存在しており、生命の爆発は5億年前に起こりました。この長い期間、顕生代を通じて、陸地、海、川、山々で生物の排泄物が絶えず発生していました。糞便のほとんどは分解されて消滅し、一部は食べられてしまいましたが、幸運にもごく少量が化石として保存され、絶滅した生物の生息環境に関する現在の理解にとって「貴重な」証拠となりました。

糞石の研究は2世紀にわたって行われてきました。 200 年前の 1829 年、イギリスの古生物学者ウィリアム・バックランドが「コプロライト」という用語を作り出し、これが後にすべてのコプロライトの総称となりました。

糞石から得られる情報は骨化石の欠点を補い、摂食特性、消化管構造、古環境、食物連鎖の関係などを反映する古生物学研究に欠かせない鏡となります。

クイックファクト

博物館でよく見かける恐竜の骨格とは異なり、糞石は物理的な化石ではなく、生痕化石です。生痕化石とは、足跡、這った跡、胃石、噛み跡など、生物が生きていたときに残したさまざまな痕跡を指します。

消化されていない鱗、歯、骨を含む、最も古い魚竜の糞石（写真提供：ウィリアム・バックランド、1829年）

最近、雲南省元謀地域から発見された数百万年前の犬の糞便化石の研究に関する論文が発表された。糞便化石の情報がどのように解釈されるかを見てみましょう。

パート1

排泄物の「持ち主」を見つける

下の写真は研究者が発見した糞石38個です。子供の頃にパチンコで打ったボールに似ているでしょうか?

糞石研究の主な目的は、糞の「所有者」を見つけることです。どうやって始めますか?

まず、形と色を見ます。

これらの糞は一般的に丸く、円形または楕円形で、一方の端がもう一方の端よりも大きく、長さは 1.5 cm から 5.5 cm の範囲です。糞便を割ってみると、中は白く、外側は黄色、茶色、黒色であることがわかります。これは、新鮮な排泄物は白色である可能性があり、表面の異なる色は埋葬の過程で鉱化したミネラルの色であることを示しています。

次に、マイクロCTスキャンとX線エネルギースペクトル分析です。

糞便中のカルシウム含有量が非常に高いことが分かりました。そうでなければ、なぜ糞便の塊があんなに硬いのでしょうか。糞便の中には小さな肩甲骨を含む小動物の骨片も見つかりました。明らかに、糞は肉食動物、特に骨も食べる動物のものですから、犬、ハイエナ、トラなどの動物の糞であるに違いありません。

最後に、体の大きさに基づいて排便している「容疑者」を特定します。

数百万年前の元剋動物群の肉食動物を一匹ずつ並べ、糞の大きさから糞便の大きさを推定した。最終的に、標的は犬、元毛ニセジャッカルに落ちました。ジャッカルはハイエナより​​は小さいが子犬より大きいので、最も適した「容疑者」となる。これを基に、研究は糞石の新属新種 Cuocopros yuanmouensis を確立した。これはおおよそ「元姑の犬の糞」を意味する。さらに、研究者らは、形態学、花粉学、岩相層序学などの学際的な分析を通じて、元謀人よりも古い元謀盆地の気候背景を再構築し、動物、元謀人、植物の食物連鎖関係を調査した。

パート2

元謀人の故郷

元謀ニセジャッカルの糞化石の年代は、170万年前に生息していた元謀原人の年代よりもわずかに古い。当時は古代人類のほかに、元猛狼、雲南馬、中国サイ、鹿、虎などの動物も存在していた。これらの古代の生物はどのような環境に生息していたのでしょうか。また、何百万年も前の彼らの住処はどのような様子だったのでしょうか。花粉から当時の生態環境を推測することができます。肉食動物の糞便には植物の花粉が含まれていますか？はい、しかし、糞便中の花粉濃度には大きなばらつきがあり、草食動物の腸を食べることは、糞便中の花粉組成に大きな影響を与えます。その後、研究者らは糞石が埋もれていた地層からサンプルを採取した。地層内の花粉濃度は、当時の環境における植生の組み合わせをより正確に反映している可能性があります。

その結果、地層からは13種類の植物が発見され、そのうち48％はマツやクルミなどの樹木、48％はバラ、リンドウ、キク科などの草本や低木、残りはシダ植物でした。これらの花粉の証拠は、数百万年前の元謀が亜熱帯常緑広葉樹林と乾燥に強い草本低木が共存する植生環境であり、気候は温暖で乾燥していることを示しており、乾燥熱谷型段階にあったと推測される。一般的に、川の渓谷は水不足が最も少ない場所だと考えられています。実際、いくつかの川の渓谷は乾燥していて雨が少なく、植生は不毛です。このような河川の谷は「乾燥・高温谷」と呼ばれ、主に熱帯または亜熱帯地域に分布しています。このような乾燥した暑い環境の中で、ジャッカルの群れが川沿いの干潟で餌を探していたところ、偶然彼らの糞が落ちてきたのです。天候が暑く、水分がすぐに蒸発し、乾燥した排泄物は泥と砂に埋もれてしまいました。

パート3

誰が誰を食べたのか？

元剋動物群には多くの種類が存在し、同じ生息地に生息しています。肉食のトラ、ヒョウ、ジャッカル。草食のサーベルタイガー、シカ、サイ、雲南馬など。そして雑食性の古代人類。これらの種は、捕食者と獲物の間の生存競争の場面を自然に描写しており、それぞれの生物が独自の生態学的地位を占め、独自の役割を果たしています。糞石からは捕食者と獲物の直接的な例が見られ、花粉分析の結果からは当時の気候の不安定さが分かります。

乾燥した変化する環境は草食動物の移動と大型肉食動物の退却を引き起こし、それがその後の哺乳類と古代人の移動と進化に大きな影響を与えました。小さな糞便から複雑な食物連鎖を垣間見ることができます。論文の最後で、研究者らは数百万年前の古代の環境を頭の中で再現した。乾燥した雨の降らない川の谷には、小さな池の周りに草原が形成され、中国サイ、雲南馬、鹿などの草食動物が（餌にならないように）警戒しながら餌を探し、トラ、ハイエナ、ジャッカルなどの肉食動物は近くでチャンスをうかがっており、古代の人類の祖先は簡単な道具を手にいつでも狩りをする準備ができていた。科学者たちは、同じ古代の生態環境における異なる種間の関係を明らかにすることで、気候、植生、動物相、そして古代人類の間の生存競争について人々に考えてもらうきっかけになることを期待している。

出典：サイエンス研究所