夜に深海に「潜って」古代の海洋生物の素晴らしさを探検しましょう

制作：中国科学普及協会

制作：米一連

制作者: 中国科学院コンピュータネットワーク情報センター

編集者注: この号の著者は、海洋古生物学に魅了され、これらの素晴らしい生き物を目にする自分をよく想像する古生物学愛好家です。今日は、著者のあとを追って想像力を広げ、古代の海へと旅してみましょう...

世界最大の生物の移動は日没後に起こります。

夜も更け、より豊富な酸素と食料を得るために、約1億トンの生物が海の光合成層の下から表面近くの上層へと浮上します。太陽が昇ると、彼らは日々海の深部に戻り、浅い海と深い海の間の物質循環を促進します。

この壮大な光景は、オルドビス紀のプランクトン爆発以来、毎晩海で発生しています。

ブラックウォーター写真: プランクトンの美しさ

夜間には、ボートやブイによって水深約12メートルのところにライトが吊り下げられます。次に、写真家はできるだけ深い海水まで潜り、カメラを使って水中の小さな生物の写真を撮影します。これがブラックウォーター写真です。

中生代のプランクトン性カニ Callichimaera perplexa は現代のカニのメガロパに似ており、これは幼生の存続現象である可能性がある。白亜紀前期に撮影された写真（画像出典：著者による描画）

小さな動物プランクトンが深海から光に向かって浮上し、さまざまな驚くべき生物がそれに続きます。いつの時代も、クラゲやクシクラゲなどのゼラチン質の浮遊性無脊椎動物が海洋生物の大部分を占めてきました。しかし、時代が違えば、時代の痕跡を残す種も存在します。

オルドビス紀では、プランクトン性三葉虫、コノドント、装甲魚類の幼生が最もユニークで興味深い海の妖精でした。

デボン紀には、デボン紀線虫革命で新たに誕生し、プランクトン幼生を持っていたアンモナイトと顎魚の幼生であった。

中生代には、漂うウミユリや節足動物の幼生も美しい景観でした。

さて、時と空間は2200年になりました。

この頃、タイムトラベル技術が登場し、さまざまな地質時代を旅して古代の生物を撮影することが可能になりました。次に、写真家のチェン・ウェン氏をお招きし、「ブラックウォーター古生物学写真撮影」における興味深い体験についてお話しいただきます。

中生代最後の遊泳動物群の一員であるベレムネラ・ランセオラータ。マーストリヒチアン期に写真家が撮影（画像提供：著者による描画）

異星人：古生代のプランクトン生命

古生物学に関する大衆科学書のほとんどは、生物の成体部分を読者に紹介しており、数メートルにも及ぶ巨大な体や、岩のように強くて硬い装甲を誇示しています。

しかし、あの巨大な古代生物は、幼少の頃はそんなに巨大だったのでしょうか？明らかにそうではありません。

現代の生物と同様に、古代の海洋生物も幼少期、生殖期、終末期という3つの主要な発達段階を経た。実際、多くの古代生物の幼体と成体は外見が異なり、行動も異なり、古代からのユニークな物語を語っています。

浮遊性の幼生の中には一生を海水中で過ごすものもあれば、砂の中で成長して定着したり、海洋の上層部を泳ぐ種に成長し続けるものもある。これらの幼生は、古生物学のブラックウォーターダイビングにおける真の宝石です。

私が最も感銘を受けたブラックウォーター化石は、シルル紀後期のオオカブトガニ（Pterygotus macrophthalmus）の幼生でした。

見つけたときは、体長がわずか数センチで、自分よりずっと小さいコノドントの幼生を捕食していました。その数センチの体は、弱肉強食という不変の真実を伝えていました。

シルル紀後期に撮影されたコノドントを食べる Pterygotus macrophthalmus の幼生 (画像出典: 筆者による描画)

体長2メートルを超える成体のカブトガニに比べ、幼生のカブトガニの方が美しい。半透明の体は空の青い光を反射し、薄い殻を通してオレンジがかった黄色の内臓がはっきりと見えます。

翼突類カブトガニの幼生の特徴のほとんど（体よりも大きい目と付属肢）は、他のいくつかの特徴と同様に、ユーリプトプス類カブトガニの幼生にも見られます。

カブトガニの幼生は成体よりも大きい単眼を持っています。複眼が出現する前の初期段階では、単眼はカブトガニが好奇心を持って世界を見るのに役立ちます。そして、後に成長する複眼も、成体の複眼よりも比例して大きくなり、側面に近い位置にあります。

さらに、頭胸部が比較的大きいです。甲羅の中央部分が突出し、甲羅の背面に棘が発達することがあり、体全体が三裂形に近くなり、カブトガニの「三裂幼生」に似ています。これはまた、鋏角類と三葉虫の間に関係があることを示唆しています。

しかし、現代の同族であるカブトガニとは異なり、カブトガニの幼生には腹部の節が 9 つしかなく、脱皮のたびに 1 つずつ節が追加されます。成長過程において、カブトガニの幼生はまず後腹部に 6 つの節を発達させ、次に前腹部の節を完成します。カブトガニは完全な体節を持って生まれます。

彼らは現代の海に生息するエビやカニにも似ており、小さな爪（鋏角）を持ち、機敏な遊泳姿勢のバランスをとるために花びらが多く、尾の扇が大きい。

その獲物であるコノドントは、オルドビス紀、シルル紀、そして三畳紀に絶滅するまで、海洋プランクトンの重要な構成要素でした。これらは、現在までに知られている海洋動物の化石の中で最も豊富かつ広く分布しており、後期カンブリア紀から後期三畳紀（5億2000万年前から2億500万年前）にかけての地球規模の海洋生層序学において最も分類が明確な生物門の1つでもあります。

オルドビス紀から三畳紀初期に撮影された、口を閉じたコノドント、オザルコディナ（画像出典：著者による描画）

私が撮影したオルドビス紀から三畳紀初期のコノドント、オザルコディナは、現生の「コノドント担い手」（分類学がまだ完全には解明されていないこれらの動物の最も正確な名前）として知られており、頭部にコノドントを持つ細長い虫のような生き物です。

ナメクジウオに似て、体の両側に交互に並んだ V 字型の筋肉節を持っています。ヤツメウナギ、ヌタウナギ、さらには最古の化石魚類を含む他の脊椎動物の筋節は「W」字型です。現生動物の中では、ナメクジウオだけがこの形状の筋節を持っていますが、コノドントの筋繊維は絶滅した無顎魚の筋繊維に似ています。

魚のように見えますが、魚ではありません。先端に尾びれがあります。背中には棒状の脊索があり、頭の両側には軟骨で覆われた一対の大きな球状の目があります。これらの証拠は、この魚が無顎魚類と切っても切れない関係にあることを証明しています。

写真が撮影されたとき、コノドントは大きな目でオレンジがかった赤い光を反射してじっと見つめ、尾びれを振りながら前方に泳いでいた。突然、口を大きく開けて、琥珀色の牙を露わにしました...

生きている状態では、コノドント保有者のリン酸歯は通常、明るい琥珀色で、半透明で、わずかに白っぽい色をしています。さらに、コノドントは、顎を持つ動物である「顎口類」ではなく、「胃口類」に属する可能性がある。現代のヤツメウナギやヌタウナギのように、口を閉じることができたはずだ。この撮影セッション中、私は幸運にも、彼らが口を開けたり閉じたりしながら、可愛らしさと恐怖をシームレスに切り替える奇妙な姿を撮影することができました。

オザルコディナが口を開けると、淡い琥珀色のコノドント（リン酸塩でできた「歯」）が現れます。オルドビス紀から三畳紀初期に撮影（画像出典：著者による描画）

もう一人のエルフは三葉虫の中では異端で、プロエティダ目のテレフィニダエ科に属します。

彼らは、頭の両側（頬の自由部分）の大部分を占める巨大な目を持つ珍しいプランクトン性三葉虫で、前後、左右、さらには上下を見ることができます。また、流線型の体と小さな尾を持ち、活動的で視覚的に優位な動物プランクトンです。体の重さは主に頭にかかるため、この小さな生き物はお腹を上にして逆さまに泳ぐことがあります。

見つけたときは、水中で逆さまに飛んでいました。体の両側にある長い頬棘は両側とも背中まで伸びており、透明で白い触手は水の流れとともに後ろ向きに揺れます。巨大な目が光り、長い尾が体の後ろに伸び、体の中央軸にある内臓が炭酸カルシウムでできた薄い殻を通してオレンジがかった黄色の光を反射しています...

海産プランクトン節足動物である硬骨魚類は、オキアミのように隠れた暗い海の中で明るく輝きます。そして、それらはオルドビス紀のオキアミです。

オルドビス紀に撮影された、テレフィニダエ科の美しい浮遊三葉虫（画像出典：著者による描画）

過去の黄金時代: 中生代のブラックウォーターの生物

ブラックウォーター写真撮影は非常に深い水域で行われますが、それは単に水が深いということであり、写真家が被写体を見つけるために深く潜る必要があるということではありません。多くの場合、写真撮影は水面近くで行われ、被写体が水面に波紋を映し出し、別のこの世の美しさの感覚を加えるからです。

水面近くの最も典型的な生物は、中生代に繁栄したプランクトン性のウミユリです。彼らはウミユリの歴史の中で最も活発な章です。現代のウミユリ類はすべて底生の濾過摂食動物ですが、セイロクリヌス、トラウマトクリヌス、メロクリヌスなどの一部の化石ウミユリ類は浮遊性の「疑似プランクトン」です。

なぜ「偽プランクトン」と呼ばれるのでしょうか?

流木にしがみつき、長いロープのような茎と大きく開いたままの触手を持つため、受動的な濾過摂食生活を送っており、食べることと飲むことに関して非常に「仏教的」である。

しかし、流木に生息する他のウミユリは腕と巻きひげが短くて強く、活発な濾過摂食者であることを示しています。一部のウミユリは浮袋を持っており、境界層の速度勾配を利用して水中で自立して浮かんでいます。

海中の流木に生息する「能動的」濾過摂食者であるペンタクリナイト・ブリアレウスの幼生（画像出典：著者による描画）

この赤いウミユリ（Pentacrinites briareus）の幼生は流木にしがみついています。

直径は約30センチ、茎の長さは20センチでした。茎と萼は、茎全体を覆う円筒形の巻き毛で密に覆われており、水に餌を流し込むことができた。これは、現代のウミユリ類のような受動的な濾過摂食者ではなく、二枚貝やフジツボのような能動的な濾過摂食者に進化したことを示している。

ユインタクリヌスは現代のウミユリ類とさらに異なっており、非常に大きな球形の萼を持ち、それが浮袋として機能していた。ユインタウミユリは風船に変形して海底の上に浮かび、長い腕で泥底の表面で餌を探すことができます。

表面は、有名な「フットボールレーン」と同じように、多数の小さな五角形または六角形のプレートで構成されています。これは、構造強度を高めるのに適した方法です。

海底近くで幽霊のように浮かぶウインタクリヌスウミユリは、萼を浮力袋に変えて水中に半浮遊状態になる。白亜紀に撮影された（画像出典：著者による描画）

白亜紀の海における魚類の幼生と頭足動物の驚くべき旅

白亜紀末期への旅の途中で、私は幸運にもバナノギウスの幼体を捕獲することができました。彼らはツルファティフォルメ目に属し、ラテン語名は「バナナの背びれ」を意味し、背びれが高くて珍しい形をしていることを意味します。

彼らは大型の魚で、成魚の体長は約1.2〜1.8メートル、体高は体長の約3分の1〜半分になります。彼らは平らな顎と円盤状の顎骨を持ち、おそらく軟体動物を餌としている。彼らは白亜紀後期から新生代初期にかけて西部内海域に生息していました。

若いバナーマンフィッシュは成魚ほど雄大ではありませんが、その種は一目で識別できます。現代のミノカサゴと同様に、若いバナーマンフィッシュのひれは鮮やかな色ではありませんが、相対的な比率は成魚のひれよりもはるかに大きいです。光に引き寄せられて、そびえ立つ背びれと尻びれを立て、その美しさを私に見せてくれました。

大きな背びれと臀びれを持つ、白亜紀後期のバナナオオカミウオの幼生（画像提供：著者のイラスト）

アンモナイトは白亜紀には非常に一般的でしたが、アンモナイトの産卵の場面は珍しく、これまでにアンモナイトの卵の化石はあまり発見されていません。中生代を通じて繁栄したアンモナイトは、海藻や海底に卵を産むイカのような種や、現代の海洋イカのようなプランクトン卵など、さまざまな生殖戦略を持っていました。しかし、これまで発見されたアンモナイトの卵の化石のほとんどはイカのような形で密集しており、この白亜紀後期のコスマティケラス・デンシコスタトゥスも例外ではないはずだ。

一般に信じられていることとは反対に、今日の海底森林を形成する大型の褐藻類は、地質学的に見ると実はかなり新しいものです。白亜紀後期まで出現せず、新生代に大量に繁殖しました。

ホンダワラ類に少し似たこの白亜紀の褐藻（ジュレスクラネイア）の上に、卵を守っているアンモナイトの母親の姿を見ました。しかし、これらの卵は孵化が難しいかもしれない。結局のところ、当時は白亜紀の終わりであり、地球に衝突したばかりの小惑星がすぐに海洋の酸性化を引き起こし、成長にカルシウムを必要とするこれらの小さなアンモナイトを死滅させるだろうからだ。

メスのコスマティケラス・デンシコスタトゥスが、白亜紀後期の褐藻類ジュレスクラネイアに卵を産みます。白亜紀後期に撮影（画像出典：著者による描画）

もちろん、今日の海では、孵化したアンモナイトの幼生はまだしばらく生き残ることができます。この若いアンモナイトは孵化したばかりのようで、非常に薄い殻が光の下で半透明に見え、内部の複雑な縫合線が見えます。

そして、殻の柔らかい部分では、ちらつく色素細胞がホタルの光で点在し、神秘的で優雅ですが、この素晴らしさは長くは続きません。小惑星の衝突による大量絶滅で、すべてのアンモナイトが消滅してしまうのです。

幼生アンモナイトの殻は非常に薄く（0.1 mm 未満）、光の下では半透明に見え、細かい縫合線が見える。白亜紀後期に撮影（画像出典：著者による描画）

さて、今回はここまでです。私のブラックウォーター古生物学写真撮影の旅は終わりに近づいています。しかし、私にはもう一つ言いたいことがあります。現代の海は地質学的時間のほんの一部に過ぎませんが、過去の時代においては、広大で隠れた海は地球の巨大で重要な部分でした。

かつてここにはたくさんの美しい生き物が住んでいました。たとえ時空を移動できるカメラを持っていたとしても、広大な海に浮かぶ小さな船しか撮影できないでしょう。

現代の海の世界は色鮮やかで華やかです。古代の海洋生物が元気に泳いでいた頃は、今日発見された灰色でざらざらした化石のような姿をしていたのだろうか？

彼らもまた、血と肉を持った生き物です。もし私たちが当時の海でそれらを見ることができたら、これらの古代の生き物は現代の海洋生物と同じくらい美しく、活発で、賢く、精巧なものだったでしょう。

そのため、私はこの職業を選びました。時間と空間を旅してこれらの古代の生き物を撮影し、彼らの生活の美しさを捉え、最も優雅な形と最も透明な半透明の色で、最も生き生きとした外観を描くことです。

これらの写真を撮影したとき、私は人々にこれまで触れたことのない世界を見せ、古代の生命もまたとても素晴らしいものであることを気づかせました。

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