ドラゴンのベールを脱ぐ：イカはいかにして美味しく進化したのか |古生物学ラプソディ

著者: 王冠群、潘浩塵、方翔 (中国科学院南京地質古生物学研究所)

この記事はサイエンスアカデミー公式アカウント（ID: kexuedayuan）から引用したものです。

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前回の号では、頭足動物の中でも装甲騎兵アンモナイトの最後の黄金時代についてお話しました（見逃した方はここをクリックしてください！）。今号では、ラオ・ワンが、現在海で猛威を振るっている頭足動物の中の本当の悪魔、コウチュウ上科についてお話しします。

鞘状の種とは何ですか？代表的なのはイカです！ラオ・ワンはすでにバーベキューの屋台にいます。「ボス！イカの串焼きをもう一本！辛いのをお願いします！」

スパイシーイカ（写真提供：ペニンシュラ・モーニング・ポスト）

これらのクトゥルフのプロトタイプの中には、外殻を完全に取り除いたものもあれば、内殻をボディのサポートとして保持しているものもあります。装甲動物群については、アンモナイトのように何千冊もの地層学書に記録を残すことしかできないか、あるいはオウムガイのように減少し、2属6種しか残っていないかのどちらかである。強力な銃火器によって博物館に爆破された豪華な鎧のように、それらは残された最後のわずかなスペースでその輝かしい過去を物語っています。

しかし、これらの鎧を着た生き物たちは、田舎に引退して引退後の生活を楽しむつもりはなかった。その代わりに、彼らはますます洗練され、生涯の敵である脊椎動物と戦いました。白亜紀末期の壊滅的な大量絶滅によりアンモナイトの黄金の鎧の伝説が終焉を迎えた後、コリウス類がついに王座に就き、今日の海に生息する軟体動物の最後の群れとなった。

鞘状の生物のイラスト（出典：エルンスト・ヘッケル著『自然の芸術的形態』（1904年））

私の盾は非常に強力なので、何も貫通できません。

カンブリア紀に頭足動物の祖先によって外殻が変化した後、頭足動物の装甲は単純な防御目的だけでなく、独特の浮力システムも備えており、これにより頭足動物はカンブリア紀の混乱の中で血なまぐさい道を切り開くことができました。鎧における画期的な革新により、その後数億年にわたって重装甲の栄光がもたらされました。捕食動物が初めて現れた古生代初期には、この非常に機能的な鎧は、自己防衛のためだけの他の軟体動物の殻よりもはるかに役立ちました。しかし、時が経つにつれ、この鎧の欠点が明らかになりました。

ユニークな浮力装甲システム、現生ノーチラスの構造（画像出典：参考文献[2]）

一方、頭足動物は成長するにつれて、その装甲が徐々に大きくなり、比重を制御する役割を担う閉じた円錐状の部分がどんどん長くなり、最終的には装甲がより脆くなります。体長が数メートルにもなるオルドビス紀の怪物が海で暴れ回るようになると、この防御上の不利さはますます明らかになった。

一方、機能的な装甲を備えた頭足動物は常に食物連鎖の頂点に君臨する勝者であったが、装甲によってもたらされる巨大な力の優位性により、頭足動物は他の軟体動物の同胞に対して次元削減攻撃を遂行することができ、肉食捕食動物の仲間入りを果たすことができた。しかし、パワーアーマーのメンテナンスと損傷は依然として無視できない大きな問題です。他の軟体動物の場合、殻が破れるということは、防御力が低下したことを意味しますが、しばらくすると再び殻が再生することがあります。頭足動物のパワーアーマーが損傷すると、漏れや比重の不均衡が生じ、修復するのはそれほど簡単ではありません。長期的には、この断片化が運動能力に及ぼす影響は致命的なものとなる可能性があります。初期の頭足動物の直立した殻は危険の可能性を高め、また頭足動物のジェット運動の方向転換を妨げました。

オルドビス紀の巨大な歯根石。その非常に長い殻がもたらす危険性を示している（画像出典：文献[3]）

この問題を発見した後、アンモナイトとオウムガイは、症状のみを治療し、根本的な原因を治療しない方法、つまり殻を内側に回転させて螺旋状の生活を始める方法を選択しました。この方法はパーマと同様に、シェル構造の安定性と柔軟性を向上させます。

しかし、シェルの存在は、まだ完全に解決できない問題です。捕食動物である頭足動物は、かつては身を守るために使っていた強力な盾が、特に天敵である脊椎動物が現れて顎を発達させてからは、重荷になることにすぐに気づいた。外殻は多くの場合防御力を発揮できないだけでなく、装甲戦士の身体的発達を制限し、捕食兵器の進化にも影響を与えます。

その結果、「盾」はもはや「何も貫通できない」絶対的な防御ではなくなり、両刃の剣となり、その後何年にもわたって兵士たちに苦しみをもたらすことになった。新興の頭足動物であるウロコ目は、まったく異なる戦略を選択しました。彼らは、殻を内部に取り込み、かつては身を守るために使用されていた殻を自分の柔らかい体を使って守る方法を見つけました（入れ子人形の警告！）。

図3. デボン紀にパーマをかけ始めた初期のアンモナイト（画像出典：文献[4]）

予想外のソーセージ

しかし、これを最初に行ったのはスフィンクス類ではなく、シルル紀のスフーセラスと呼ばれる奇妙な頭足動物でした。殻の構造に関しては、スフーセラスは普通の斜方晶系の石と変わりません。しかし、成虫の体は尖った塔状の頂部ではなく、丸くて鈍い頂部を持っています。研究者たちは、幼体はまだ原軟骨（赤ちゃんが最初に成長した殻）を持っていることを発見したが、成体の体には原軟骨の痕跡がこれまで発見されていない。同時に、成体の体内の気室の数は他の頭足動物のように増加せず、一定のレベルに留まります。これは、殻が一定の長さまで成長すると、生物は自動的に上部を脱ぎ捨て、殻が長くなりすぎて動きに影響が出ないようにすることを意味します。

さらに奇妙なのは、成長すると外套膜で殻を包み、ソーセージのような形になるということだ。中国語の名前が見つからないので、「ソーセージコーナーストーン」と呼ぶことにします。オウムガイ類の中で「内部殻改革の先駆者」であった「ソーセージホーン石」による試みは成功しなかった。シェルの小さな部分の欠点を限定的に解決しましたが、それは一時的な解決策にすぎず、根本的な解決策ではありませんでした。追加の顎を持つ魚の出現後、それは本当に魚が食べるソーセージになりました。

スフーセラスの英雄的な切断行為の模式図（写真提供：ヴォイチェフ・トゥレク）

シルル紀のソーセージ、スフーケラスの復元図（写真提供：フランツ・アンソニー）

大航海時代：ドラゴンの鞘を抜く

シルル紀の魚類の顎の発明は、ほぼすべての海洋のライバルに大きな打撃を与えました。デボン紀の魚類のその後の繁栄は、ライバルたちに革新を促した。魚の鋭い刃を避けるために陸に上がったものもあれば、自らの構造を変えたものもあった。

この時代に誕生した頭足動物の仲間、アンモナイトは急速な成長と大量繁殖により「頭足動物のゴキブリ」（食べる量より産めばいいのに～）へと変貌を遂げました。しかし、脊椎動物は「誰も置き去りにできない」という信条を守り、デボン紀後期に上陸部隊を派遣した。彼らは石炭紀に羊膜卵（機械的な損傷、水分の喪失、微生物の侵入から卵を守り、卵が外界とガス交換を維持するのに役立つ構造）も発達させ、陸上での正常な繁殖を促進し、陸地を征服したいという願望を実現しました。

その後、陸上で鍛えられたこの強力な軍隊は、再び広大な海に目を向けました。ペルム紀の初期の試みの後、彼らは大量絶滅に見舞われました。ペルム紀末期の火山の轟音とマグマの波が徐々に鎮まり、世界は新たな生命を迎え、大航海時代の到来を告げました。

人気漫画『ワンピース』の大航海時代（画像出典：インターネット）

爬虫類に代表される陸生脊椎動物は、中生代に大規模に海洋に侵入し始めました。魚竜、プレシオサウルス、モササウルスなどが次々と出現し、カメ、リクガメ、主竜類なども大量に海へ出るようになりました。ワンピース（漫画「ワンピース」に登場する伝説の財宝）を見つければ海賊王になれるように、彼らは海へと突き進み続け、中生代の海はまさに怪物の水族館となった。陸上で地獄モードを経験したこれらのモンスターは、海というシンプルモードでは水を得た魚のようであり、体は急速に成長し、複雑な食事に適応するために陸上で進化した柔軟な顎と強力な歯は、あらゆる種類の海洋生物に「石と戦う卵」の絶望を感じさせます。

頭足動物の入念に設計された装甲は、魚の顎に対抗するには十分かもしれませんが、「別の世界」（陸地）から来たこれらのドラゴンには敵いません。頭足動物は、技術ツリーですでに1時代遅れになっている。中国も同様だ。中国は明代に世界初の純然たる銃器部隊である神雁営を有していたが、清代末期に外国の銃や大砲によって粉砕された。自らの過ちから学んだ「洞察力のある」鞘状の種族は、鎧を脱いで「野蛮人を倒すために野蛮人から学ぶ」時が来たと悟った。

図 6. ジュラシック・ワールドに登場する特殊なモササウルス。その大きさは誇張されているが、海ではライバルはいない（画像出典：映画「ジュラシック・ワールド」）

頭は切り落とされて血は流されるかもしれないが、食物連鎖における地位は失われないのだ！頭足動物は一生をかけて脊椎動物からの巨大な捕食圧に対処する方法を見つけます。量で勝つアンモナイトの「菊の海戦法」に比べ、より冷静な鞘状種は明確な戦略思想を持っており、それは攻撃力と移動力の向上に努めることです。貝殻などは全く重要ではなく、移動や攻撃の妨げになるなら捨ててしまえばいいのです。

シース型デバイスの革新の道では、多くの先進的なモデルが登場してきました。最も古い鞘状の綱は石炭紀に出現したベレムノイデス綱である。矢のような鞘が内蔵されていることで有名です（グラディウス）。彼らのうち、ヘマティダ類は初めて貝殻を体内に挿入したが、それは間違いなく勇敢な試みだった。しかし、殻だけが体内に取り込まれると、頭足動物のスフーセラス（著者らは「ソーセージホーンストーン」と名付けた）のように、海のソーセージという豪華なごちそうに加わることになる。

しかし実際には、サメ目が殻を体内に詰め込んだ後、殻のサイズは大幅に縮小し、鞘の成分もより軽いキチン質に変化したため、サメ目は同胞よりもはるかに柔軟になった。巨大な水圧に耐えられなかった石灰質の殻を捨てた後、甲虫目は深海を探索する能力を獲得し、それがまた、この科の八足類と十足類が白亜紀の絶滅を免れる基礎を築いた。

鞘状のゴルドニコヌス属ベアグルチェンシスの最も古い化石はベレムナイトである（画像出典：文献[7]）

ローマのグラディウス

いくつかの頭足動物の鞘 a、Oegopsidae (Oegopsidae)。 b、ロリギニド（イカ） c、セピオリド（セピオトリックス） d、ヴァンパイアモーフ（ヴァンパイアモーフ）（画像出典：文献[5]）

私の槍はとても鋭いので、何でも貫くことができます。

「殻」の問題を解決した後、スカリックスは武器に全力を注ぎ始めました。

まず手首の進化です。オウムガイの繊細な触手に比べると、鞘状の触手はクトゥルフの真の腕です。これらの触手には吸盤や棘まで付いており、誰もそれに抱きしめられたくはありません。同時に、ユニコーン類は触手の筋力を強化し、将来、これらのユニコーンの腕を人間の食卓に並ぶ珍味にしました。

2つ目は墨袋の発明です。研究者たちはすでに石炭紀の鞘化石の中に、「非倫理的な街頭戦闘用武器」である墨袋を発見している。石灰粉を撒くのと同じようなこの汚い手口は、危険な海でも依然として有効です。もちろん、後にそれは「二度目の得点」となり、さらに非倫理的な人間の食卓に並ぶ珍味となるが、これは頭足動物たちが決して予想していなかったことだ。

ライトニング ファイブ ウィップの棘 (写真提供: colossal-squid-ニュージーランド博物館テ パパ トンガレワ)

ジュラ紀の Passaloteuthis bisulcata。墨袋は青、手首のフックは赤でマークされている (画像出典: Wikipedia)

動力システム面でも、鞘形型は巨額の投資と改造が行われました。外套膜の筋肉含有量は、内殻を包み始めると大幅に増加します。同時に、サヤガイは外套膜の筋肉収縮によって射出機能を制御しており、射出の強度と持続性が大幅に向上し、湘西ゾンビのように上下に飛び跳ねることしかできなかったサヤガイを水平方向の水中魚雷に変えました。さらに、一部の種類では、泳ぐのに役立つひれがマントルの両側に生えています。このジェット魚雷は、機動性という点では少なくとも脊椎動物と同等の能力を持っています。

スピードとパワーシステムの向上には、ますます速くなるスピードと複雑で多様な狩猟環境に対処するために、視覚と感覚神経の総合的なアップグレードも伴います。殻の制約から解放されたことで、体も大きくなり、頭足動物は知能を発達させるスペースが広がり、地球上の無脊椎動物の中で知能の最高峰となった。

鞘状移動ジェットのジェットモードの変化の推論（画像出典：文献[7]）

それだけでなく、スカーバード族のいくつかの種族は、発光、カモフラージュ、毒殺などの卑劣なトリックを完璧に習得し、自らを星の不死者としています。武術界のリーダーである脊椎動物であっても、驚異的な腕力、手一杯の隠し武器、極めて優れた知性、千里の視界、無敵の軽快技、比類なき毒技（この4文字の達人は生涯の知識を使い果たしている）、変装能力、そして腰に一握りの石灰粉を備えた武術の達人を前にすると、「2つの拳は10の手に敵わない」と考えざるを得ないだろう。しかし、この矛盾は頭足動物の中ではまったく問題ではありません。武器の大革命の後、頭足動物はずっと以前に装甲動物を食生活に加えていました。

こうして、白亜紀末期の大浄化を成し遂げる自然の力が再び発揮されると、酸性雨の浸食で殻の形成が困難で深海に潜むことが難しいアンモナイトは完全に絶滅した（オウムガイが生き残ったのは幸運だったとしか言えない）。一方、頭足動物の「不屈の精神」を受け継いだウロコ目のタコ類や十脚類は、数々の苦難と危険を乗り越え、恐るべき触手を振り回して食物連鎖の頂点に挑み続けている。

明らかに、勝利は彼らのものです。彼らは人間の胃を征服することに成功したのです!

色が変わるタコ（写真提供：捜狐）

仲間のシスト類に食べられたアンモナイト（画像出典：文献[6]）

参考文献:

[1] Kröger, B., Vinther, J., Fuchs, D., 2011.頭足動物の起源と進化：化石、発生、分子から浮かび上がる一致した図。バイオエッセイ33、602-613。

[2] Zhang Yuandong、Zhan Renbin、Wang Zhihao、Yuan Wenwei、Fang Xiang、Liang Yan、Yan Kui、Wang Yujing、Liang Kun、Zhang Junpeng、Chen Tingen、Quan Zhouwan、Ma Xuan、Li Wenjie、Wu Xuejin、2021。オルドビス紀の地層と中国の標準化石の地図帳。杭州、浙江大学出版局。

[3] Klug, C.、De Baets, K.、Kröger, B.、Bell, MA、Korn, D.、Payne, JL、2015。通常の巨人?古生代海洋無脊椎動物の巨大化と地球規模の変化の時間的および緯度的変化。レタイア、48:267–288。

[4] De Baets K.、Klug、C.、およびKorn、D。2011。デボン紀の真珠とアンモナイトと内部寄生虫の共進化。 Acta Palaeonto−logica Polonica 56 (1): 159–180。

[5] Fuchs, D., Iba, Y. コレオイド頭足動物のグラディウス：相同性、平行性、あるいは収束性？スイス古生物学会誌134、187–197（2015）。 https://doi.org/10.1007/s13358-015-0100-3。

[6] Klug, C.、Schweigert, G.、Tischlinger, H. 他。失敗した獲物か、それとも特異な壊死か？完全な消化管と雄の生殖器官を備えた、アイヒシュテット（ドイツ）のジュラ紀後期から発見された孤立したアンモナイト軟体。スイスJ古生物学140、3（2021）。

[7] Klug, C., Landman, NH, Fuchs, D. et al.石炭紀の最初の Coleoidea の解剖学と進化。コミュニケーションバイオル2、280（2019）。