人間の遠い親戚である身長3メートルの生物はなぜ絶滅したのでしょうか?新たな研究で「不健康な食生活」が原因であることがわかった

ある古生物学者はかつて、化石の中に秘密を見つけることはシャーロック・ホームズの事件を解くようなものだと言ったことがある。

この文章をどう理解しますか？おそらくそれは、化石と現代の分析方法の助けを借りて、科学者が時間と空間を旅し、「犯罪現場」に戻ることができる能力を持っていることを意味しているのでしょう。

さまざまな「事件」の中でも、常に注目を集めるのが「家族絶滅事件」（生物学的絶滅イベント）です。たとえば、恐竜の絶滅は常にすべての人の注目の的でした。しかし、今日の記事の主人公であるギガントピテクス・ブレビスのように、化石証拠が比較的少ない種の場合、特定の種の絶滅の具体的な原因を特定することは困難です。

最近、中国、オーストラリア、米国の科学者チームが、我が国の広西チワン族自治区に生息していたギガントピテクス・ブレビスの絶滅の謎を解明しました。この研究結果は、世界トップクラスの学術誌「ネイチャー」に掲載された。

今回「事件解決」に至るまでの過程はどのようなものだったのでしょうか？

体高3メートルの巨大類人猿はなぜ絶滅したのか？それはずっと謎だった

まず、「被害者」について知る必要があります。被害者とは次のような人です。

ギガントピテクス・ブレビスの復元 (画像クレジット: Garcia / Joannes-Boyau)

ギガントピテクス・ブの発見の物語には、多くの紆余曲折があります。

1935年、オランダの古人類学者フランツ・ケーニッヒは香港の漢方薬店で歯を発見した。それは人間の臼歯に非常によく似ていましたが、今日の人間の歯のほぼ2倍の大きさでした。比較した結果、彼はその歯が類人猿のものだと信じた。北京原人に学名を与えたカナダの解剖学者デビッド・ブラウンを記念して、彼はその歯の「持ち主」をギガントピテクス・ブラシノイデスと名付けた。

ギガントピテクス・ブレビスは命名されてから長い間、その起源を解明することができませんでした。 1955年、中国の学者裴文中は広西チワン族自治区での調査中に、大新県の黒い洞窟でギガントピテクスの歯の化石を発見した。このことから、ギガントピテクスが中国南部の洞窟から来たことがようやく分かりました。その後、中国の科学者たちは広西チワン族自治区で、ギガントピテクス・ブレビスの化石（もちろん他の多くの種の化石も）が見つかった六城ギガントピテクス洞窟を含むいくつかの洞窟を発見し、合計4つの下顎骨と2,000本以上の歯を発見した。

広西チワン族自治区崇左市のカルスト地形の風景（写真提供：張英斉）

今では、200万年以上前、ギガントピテクスが中国南部のカルスト地帯に生息していたことが分かっています。彼らは地球史上最大の霊長類であると言えるでしょう。直立した状態での高さは3メートルに達し、最大重量は300キログラムに達することがあります。 （映画のキングコングを覚えていますか？）

これらの巨獣は人間の直接の祖先ではなく、また人間の側枝（近親者）でもありません。現在東南アジアで活動しているオランウータンの近縁種であり、同じゴリラ亜科に属し、ヒト科亜科に属する現代人とは遠い親戚に過ぎません。

（画像提供：古脊椎動物学・古人類学研究所）

しかし、これまでの研究によれば、この遠い親戚は人間がこの地域に到着する前にすでに絶滅していたという。現在までに、その存在を証明できるのは、約 2,000 本の歯と 4 つの不完全な顎だけです。

当時、同じ地域に生息していた他の霊長類は環境にうまく適応して繁殖し、その近縁種であるオランウータンは今日まで生き残っています。ギガントピテクスはなぜ絶滅したのでしょうか？

この問題は、この分野において常に困難な未解決事件であったと言えます。中国科学院古脊椎動物学・古人類学研究所は10年以上にわたりこの地域で体系的な調査を実施し、ギガントピテクスの化石証拠をさらに収集してきたが、明確な年代範囲を示す体系的な年代測定や古環境分析が不足しているため、絶滅の原因は依然として不明である。

数十万年前の「犯罪現場」を再現するための多分野にわたる「調査」

ギガントピテクスの絶滅の謎を真に解明した複数の決定的な証拠は、複雑で多分野にわたる総合的な研究から得られたものです。

研究の原理は「複雑」ではなく、一枚の絵で説明できるようです。つまり、類人猿と同時代の動植物の化石や堆積物を発見し、それらの年代を判定し、それをもとに当時の古代の環境を再現し、当時の類人猿の摂食行動を再現し、類人猿が生き延びた繁栄期、移行期、絶滅期（種の絶滅の時期）、絶滅後のより完全な生態学的絵を描き、最後に絶滅の理由を推論するのです。

（画像提供：古脊椎動物学・古人類学研究所）

「複雑」と呼ばれる理由は、この研究には多分野にわたるサンプルの収集と、テストおよび分析のための多分野にわたる方法の使用が必要であるためです。研究に参加したのは古生物学者だけでなく、地質学者、ロッククライミングの専門家まで…。中国科学院古脊椎動物・古人類学研究所の張英奇氏らの研究チームは、オーストラリアや米国など複数の科学研究チームと協力し、長い歴史の流れの中で徐々に姿を消していくギガントピテクスの悲しい歌を私たちに見せてくれた。

この研究で使用された研究方法（写真提供：パン・ユエ）

ステップ 1: サンプルを収集し、崖を飛び越え、壁の上を歩き、洞窟を探索します。

張英奇氏の研究チームは2015年以来、ギガントピテクスに関連するさらなる化石の手がかりを見つけることを目指して、広西チワン族自治区崇左で「カーペット式」の洞窟調査を行っている。研究チームは、広西チワン族自治区のカルスト峰林と峰群地形に適した「崖洞窟調査法」を徐々に模索し、まとめ上げた。この方法を適用することで、研究チームは洞窟の調査、評価、発掘を効率的かつ体系的に実行できるようになります。

崖洞窟の調査と洞窟内の発掘現場（写真提供：張英奇）

研究チームは、より多くの化石を見つけるために、簡単に入ることができる洞窟（そこにある遺跡は長い間破壊されている）ではなく、一般の人々がアクセスできない崖の上の洞窟を探す予定だ。人間によって破壊されていない堆積物や化石がここにだけ存在する可能性があります。

出典：張英奇提供

「崖歩き」ってかっこいいと思いますか？そうでもないですよ、気をつけないと崖に引っかかってしまいますよ…

研究チームは数年にわたる調査を経て、地域的な観点から出発し、1999年から2020年にかけて広西チワン族自治区で発見された合計22の洞窟化石遺跡を選定し、体系的なサンプル収集を行った。この研究は、ギガントピテクスの化石が発見された 11 か所の遺跡と、その後に発見されたがギガントピテクスの化石は発見されなかった 11 か所の遺跡 (以前の 11 か所の遺跡の対照群として機能) を対象に行われた。

2 番目のステップは検出と分析の段階です。

研究チームは、化石を含む堆積物と化石自体に6つの独立した年代測定技術を適用し、合計157の放射性年代測定結果を得ました。これらの年代測定データは、花粉、哺乳類の個体群、歯の安定同位体、微量元素、微小摩耗痕などを含む 8 つの側面の分析結果と組み合わされ、ギガントピテクスの絶滅の原因と結果の包括的な概要を提供します。 （研究チームに所属するオーストラリアの6つの大学が共同でサンプルの処理、試験、分析に参加した。）

この研究で使用された研究方法（画像提供：Pan Yue）

1. 絶滅の時期を確定するための年齢決定

この研究の膨大なデータセットでは、年代測定の結果が非常に重要であり、それが研究全体の出発点であり基礎となります。種の絶滅の正確な原因を解明することは、すでにかなりの課題です。その前に、化石記録にその種が最後に現れた時期を特定することによってのみ、古代の環境を再構築し、その枠組み内での摂食行動を復元するための明確な時間枠を確立することができます。逆に、信頼できる年代測定データのサポートがなければ、関連する研究は間違った時代の間違った手がかりによって誤った方向に導かれる可能性があります。

研究チームは、化石を含む堆積物と化石自体に6つの独立した年代測定技術を適用し、157件の放射性年代測定結果を得た。

ルミネッセンス年代測定法は、ギガントピテクスの化石を埋めた堆積物中の光に敏感な信号を測定します。これは本研究で使用された主な年代測定技術であり、ギガントピテクスの歯の化石の直接年代測定にはエナメル年代測定法 (US) とウラン電子スピン共鳴複合法 (US-ESR) が補完的に使用されています。化石の直接年代測定により、化石が埋まっている堆積物のルミネッセンス年代測定によって化石の年代が確実に確認されます。

このようにして、ギガントピテクスの絶滅に関する包括的かつ信頼性の高いタイムラインが構築され、その後、ベイズ分析に基づいて、絶滅の時期が295,000年前から215,000年前に正確に固定されました。つまり、ギガントピテクスはこの時期に徐々に絶滅していったのです。

2. 大型類人猿が絶滅したとき、環境はどのように変化しましたか?

研究チームは、花粉、木炭、哺乳類の個体群の詳細な分析を通じて、ギガントピテクスの最終的な絶滅につながった環境的背景を再構築しました。

類人猿の生存のさまざまな段階における動物群に反映された生息地の種類（画像出典：原著論文）

総合的な分析の結果、ギガントピテクスの全盛期は230万年前から70万年前で、当時は木本植物が地球の大部分を占め、森林が豊かだったことが判明した。 70万年前から29万5千年前は移行期であり、気候の季節性が強まり、森林群集の構造が変化し始め、非木本植物（シダなど）の割合が徐々に増加し、環境がより多様化し始めました。約20万年前は、大型類人猿絶滅の末期でした。森林は劣化し、環境はより開けて乾燥し、草原の面積は大幅に増加しました。

環境の変化は必然的に巨大類人猿の「食生活」の変化につながるだろう。

3. 繁栄から衰退へ、食生活はますます悪化した

少し信じがたいことですが、歯の組織には種の摂食行動に関する豊富な情報が含まれており、環境への適応能力、食料資源の多様性、摂食行動の規則性などを深く理解するのに役立ちます。

研究チームは、巨大類人猿の歯の微量元素と微細摩耗組織の分析を行った。

これまでの研究によれば、歯に蓄積された微量元素は動物が利用できる食物の多様性を示す可能性がある。エナメル質にストロンチウム（Sr）とバリウム（Ba）の明確な帯が現れた場合、動物は量的に豊富であるだけでなく、種類も多様な食物を摂取していることを証明します。一方、鉛の明らかな帯が現れた場合、動物は定期的に水を摂取していることを証明します。歯のエナメル質の微細摩耗の質感は、動物の食事に含まれる食物の種類によって異なります。

研究チームは、繁栄期にはギガントピテクスのエナメル質と象牙質に複数の明瞭な同期Sr/CaおよびBa/Caの帯が見られたが、絶滅期に近づくとそれらは目立たない拡散帯に変化したことを発見した。さらに、繁栄期のギガントピテクスの歯には明らかな鉛の帯が見られるが、絶滅期には目立たなくなった。微細組織分析の結果は、ギガントピテクスが繁栄していた時期と絶滅の危機に瀕していた時期の食習慣に明らかな違いがあったことも示している。

事件の真相：「好き嫌いの多い」巨大類人猿は変化する環境の中で死んだ

この包括的な研究の結果は、ギガントピテクスがこれまで考えられていたよりもずっと早い295,000年から215,000年前に絶滅したことを示しています。 230万年前から70万年前の間、彼らは食料資源が豊富で多様な森林で繁栄しました。

70万年前から60万年前の間に、季節性が増し、環境がより多様化するにつれて、森林群集の構造が変化し始めました。

この頃、ギガントピテクスの「食事問題」はますます深刻になっていった。

このデータセットには、時間の経過に伴う変化が含まれています（時間単位：千年紀）（画像は原文より）

ギガントピテクスが好む食料資源は、主に葉、花、果実などの木本植物です。森林が減少すると、必然的に食糧不足に直面することになる。彼らが頼りにしている代替食品は、食物繊維は豊富だが栄養価の低い食品であり、それによって彼らの食の多様性は大幅に減少している。

それにもかかわらず、彼らはより大きく、より扱いにくくなり、彼らの採食活動の地理的範囲は大幅に縮小しました。そのため、その個体数は長い間生存圧力にさらされ、継続的に減少し、最終的には絶滅に至っています。生活環境が変化するにつれ、ギガントピテクスの近縁種であるオランウータンはより小型で柔軟になり、また摂食行動や生息地の好みも変化し、環境の変化に耐えられるようになりました。

ギガントピテクス・ブルーセイの啓示

オランウータンは、より柔軟な生存戦略と環境の変化に素早く適応する能力を備えた「先進的な人間」であると考えられます。ギガントピテクスは、限界に達し、群衆に従うことを望まなかった「異端者」のような存在でした。おそらく、この頑固さと保守主義がその終焉を招いたのでしょう。

大型類人猿の生活シーンの再現（写真提供：ガルシア/ジョアンネス・ボヤウ）

頭蓋骨と頭蓋骨以降の骨格の化石証拠が不足しているため、この大きな遠い親戚についてはいまだにほとんど何もわかっていません。彼らは木の上に住んでいたのでしょうか、それとも地面に住んでいたのでしょうか?どのような変位動作が採用されますか?系統樹上の位置はどこでしょうか?なぜ体型が変化するのでしょうか？このような多くの疑問に答えるには、将来さらに重要な化石証拠が発見されるまで待たなければなりません。

今日、私たちは第六次大量絶滅の脅威に直面しており、種が絶滅する理由を理解することが急務となっています。ギガントピテクス・ブレビスの絶滅の物語が示すように、過去の未解決の絶滅事件の原因を探ることは、過去と未来の霊長類の回復力、そして他の大型動物の運命を理解するための新たな出発点と洞察をもたらすでしょう。

論文情報: 研究者の Zhang Yingqi 氏が論文の共同筆頭著者および共同責任著者であり、古脊椎動物学および古人類学研究所の大学院生 Pan Yue 氏が共著者です。この研究はオーストラリア研究会議と中国科学院の資金提供を受けて行われた。北京洞窟探検の崔青武氏は、現地調査中に科学研究チームにSRTやロッククライミングなどの専門的な技術サポートを提供しています。

執筆者: 張文涛

査読者：中国科学院古脊椎動物学・古人類学研究所

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