| パキケファロサウルス | |
|---|---|
| 「サンディ」標本の鋳造物、ロイヤル・オンタリオ博物館 | |
| 科学的分類 | |
| 王国: | 動物界 |
| 門: | 脊索動物 |
| クラス: | 爬虫類 |
| クレード: | 恐竜 |
| クレード: | †鳥盤類 |
| クレード: | †パキケファロサウルス類 |
| 家族: | †パキケファロサウルス科 |
| 部族: | †パキケファロサウルス類 |
| 属: | †パキケファロサウルスブラウン&シュライキエル、1943 |
| タイプ種 | |
| †パキケファロサウルス・グランジェリ Brown & Schlaikjer, 1943 (P. wyomingensisのジュニアシノニム) | |
| 種 | |
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| 同義語 | |
パキケファロサウルス( / ˌ p æ k ɪ ˌ s ɛ f əl ə ˈ s ɔː r ə s / ; [ 2 ]「頭の厚いトカゲ」の意、ギリシア語のpachys / παχύς「厚さ」、 kephalon / κεφαλή「頭」 、 sauros / σαῦρος「トカゲ」に由来) [ 3 ]は、パキケファロサウルス科鳥盤類恐竜の属の一つである。タイプ種であるP. wyomingensisが唯一知られている決定的な種である。おそらく同義の分類群であるスティギモロクは、異なる属あるいは2番目の種であるP. spiniferを表す可能性がある。パキケファロサウルスは、白亜紀後期のマーストリヒチアン期に、現在の北アメリカ西部に生息していました。化石はモンタナ州、サウスダコタ州、ワイオミング州、アルバータ州で発掘されています。パキケファロサウルスは主に単一の頭骨と、厚さ22cm(8.7インチ)の非常に厚い頭骨屋根がいくつか発見されており、体長は4.5m(15フィート)、体重は370~450kg(820~990ポンド)に達したと推定されています。その後数年にわたり、より完全な化石が発見されました。
他の堅頭竜類と同様に、パキケファロサウルスは二足歩行の草食動物で、長く強靭な脚と、5本指の手を持つやや小型の腕を持っていました。パキケファロサウルスは、知られている中で最大の堅頭竜であり、非常に厚く、わずかにドーム状の頭蓋を持つことで知られています。視覚的に、頭蓋の構造は、生前「破城槌」のような機能を有していたことを示唆しており、これは防御機構や種内戦闘のために進化したものであり、今日のビッグホーンシープやジャコウウシに見られるもの(オスが優位性を争うために日常的に突進し、頭突きをする)に似ています。この仮説は近年異論が出ています。
パキケファロサウルスは、白亜紀-古第三紀の絶滅以前、地球上で最後の非鳥類恐竜種の一つでした。近年の研究では、ティロステウス属、スティギモロク属、ドラコレックス属がパキケファロサウルスのシノニムとされています。[ 4 ] [ 5 ]
パキケファロサウルスの記載と命名の71年前、アメリカの古生物学者ジョセフ・ライディは、爬虫類の装甲と解釈された骨片にちなんで、この新種をティロステウス・オルナトゥスと命名しました。ライディが1872年に命名した標本は、フェルディナンド・ヴァンデヴィア・ヘイデンによって「ミズーリ川源流」で採集されたことが示され、翌年には白亜紀と推定されました。 [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]ライディは最初この骨を爬虫類の皮膚の鎧であると特定したが、 1902年にオリバー・ペリー・ヘイによって恐竜であると疑わしい特定がなされ、その後1928年にチャールズ・ホイットニー・ギルモアによってより明確に恐竜であると特定された。 [ 9 ] [ 10 ]ティロステウスは、1979年にアメリカの古生物学者ドナルド・ベアードによる研究で、発見場所の再特定と属の分類上の同一性の調査が行われるまで、再び取り上げられることはなかった。ベアードとジョン・R・ホーナーは独立して、フィラデルフィア自然科学アカデミーのコレクションでティロステウスのホロタイプANSP 8568を発見し、それがモンタナ州、ワイオミング州、サウスダコタ州のランス層とヘルクリーク層でのみ知られているパキケファロサウルスの頭骨の鱗状骨であると結論付けた。[ 8 ]
ANSP 8568の発見を示す元の記録では、場所が「ブラックフットの土地」とのみ記述されており、ミズーリ川源流であるとの言及は、おそらくライディとの個人的なやり取りによるものと思われる。標本は1867年より前にヘイデンから収集された可能性が高い。その時点以降、ヘイデンは米国地質調査所に雇用され、すべての標本はスミソニアン協会に送られたからである。ベアードは、当時でもジェファーソン川とマディソン川の合流点を指すことが一般的に受け入れられていたミズーリ川源流をライディが特定したのは、その場所がブラックフットの土地からかなり離れていたため、誤解の結果であると示唆した。代わりに、1859年から1860年にかけてのヘイデンの探検で重要な立ち寄り場所であったリトルミズーリ川源流の起源の方がより可能性の高い場所である。元の産地は特定できていないが、ヘイデンの探検ルートはリトルミズーリ川とリトルパウダー川の間、ヘルクリーク層の堆積物を横切って、ティロステウスの起源と思われる場所につながっていた。これはパキケファロサウルス・グランジェリの模式地から南に約45マイル (72 km) 、 P.ワイオミングエンシスの模式地から北に140マイル (230 km) の地点で、どちらも解剖学的には区別がつかない。[ 8 ]ティロステウスは最初に命名されて以来、実質的に使われていなかったため、ベアードはパキケファロサウルスを保存し、ティロステウス・オルナトゥスを廃名(nomen oblitum)にすることを提唱し、この主張は1986年に国際動物命名委員会によって支持され、ティロステウスは却下名 (nomen refusetum ) 、パキケファロサウルスは保存名(nomen conservandum)となった。[ 11 ]ティロステウスと一緒に発見され、1873年にライディによって暫定的に言及された有爪動物は、エドモントサウルス由来であると再同定された。[ 8 ]

1930年、アメリカの古生物学者ジョージ・フライヤー・スターンバーグは、ワイオミング州ニオブララ郡のランス層(ウォーレン郵便局から南西約9マイル(14キロメートル)、バック・クリーク沿い)で部分的な頭蓋骨を発見しました。この標本(USNM 12031)は、1931年にギルモアによって新種トロオドン・ワイオミングエンシス(Troödon wyomingensis)のホロタイプとして記載され、ランス層にトロオドン属が存在していたことをより明確に示唆しました。それ以前にも、この地域から単離された歯はトロオドンのものであると示唆されていました。[ 12 ]トロオドン自体は1856年にライディによってモンタナ州のジュディスリバー層からトカゲとして初めて記載されたが、1924年にアルバータ州のベリーリバー層群からほぼ完全な頭骨と部分的な骨格が記載され、ギルモアはトロオドンが既存の鳥盤類の属ステゴケラスと同一であることを見出した。[ 13 ] T. wyomingensis は、後者は歯しか保存していないため、トロオドンの模式種である T. formosus と比較することはできないが、大きさ、上側頭窓、および年齢の大きな違いにより、T. wyomingensisとT. validus (以前はステゴケラス)を区別することができ、 T. wyomingensisに新しい属名が必要になる可能性もある。ギルモアはUSNM 12031に加え、USNM 7806と8795の標本もT. wyomingensisと関連付けた。[ 12 ]

1890年、オスニエル・チャールズ・マーシュとエドワード・ドリンカー・コープの間で骨戦争が起こっていた際、マーシュの収集家の一人であるジョン・ベル・ハッチャーが、ワイオミング州ランス・クリーク近くのランス層で、後にスティギモロク・スピニファーと呼ばれることになる部分的な左鱗状骨 ( YPM VP 335) を収集した。 [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]マーシュは1892年に、鱗状骨がステゴサウルスのプレートに似たスパイクであると信じ、デンバーサウルスの皮膚装甲と共に鱗状骨をトリケラトプスの胴体装甲として記述した。[ 16 ]鱗状骨のスパイクは、コープの角竜類アガタウマスを描いたチャールズ・ナイトの絵画にも描かれているが、これはおそらくマーシュの仮説に基づいていると思われる。[ 15 ]マーシュはまた、1892年にハッチャーがランスで採集した一本の歯(YPM 4810)に基づいて、現在では正体不明のアンキロサウルス類の種をパレオシンカス(Palaeoscincus)と命名した。 [ 17 ]この歯はパレオシンス・ラトゥス(Palaeoscinus latus )と命名されたが、 1990年にクームズがこの歯がパキケファロサウルス科のものであり、おそらくパキケファロサウルスそのもののものであることを発見した。[ 18 ]ハッチャーはマーシュの下で働いていたときに、さらにいくつかの歯と頭蓋骨の破片も採集したが、これらはまだ記載されていない。[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]
パキケファロサウルスのタイプ種であり、現在唯一有効な種であるP. wyomingensis は、1931年にチャールズ・W・ギルモアによって命名された。彼は、ワイオミング州ニオブララ郡のランス層から発見された部分的な頭骨USNM 12031にこの名前をつけた。ギルモアは、この新種をトロオドンにT. wyomingensisとして割り当てた。[ 22 ]当時、古生物学者は、歯しか知られていなかったトロオドンは、歯が似ているステゴケラスと同一であると考えていた。そのため、現在パキケファロサウルス科として知られるものはトロオドン科に分類されたが、この誤解は1945年にチャールズ・M・スターンバーグによって訂正されるまでなかった。[ 23 ]

1943年、バーナム・ブラウンとエリック・マレン・シュライキエルは、より新しく完全な標本を用いてパキケファロサウルス属を確立した。彼らは2つの種、すなわち新属の模式種であるパキケファロサウルス・グランデリと、パキケファロサウルス・ラインハイメリを命名した。P . グランデリは、モンタナ州カーター郡エカラカのヘルクリーク層から発見されたAMNH 1696というほぼ完全な頭骨に基づいていた。P . ラインハイメリは、サウスダコタ州コーソン郡ランス層から発見されたドームといくつかの付随要素である現在のDMNS 469に基づいていた。[ 24 ]彼らはまた、より古い種である"Troodon" wyomingensisを新属に帰属させた。 1983年以来、この2つの新種はP. wyomingensisのシノニムであると考えられている。[ 25 ]
2015年、アルバータ州のスコラード層でパキケファロサウルス科の化石とパキケファロサウルスに帰属するドーム状の頭頂骨が発見され、この時代恐竜が世界中に分布し、明確な動物相を持っていなかったことが示唆された。[ 26 ] 2025年、ウォロブレフスキーはフェリス層から部分的な鱗状骨(UW 26525)と2本の歯(UW 26611とUW 26526)を スティギモロク・スピニファーとして記載し、これがその最南端の記録となるであろう。[ 27 ]

パキケファロサウルス自体の解剖学的構造はほとんど分かっておらず、頭骨の化石しか発見されていない。[ 28 ]パキケファロサウルスは、頭骨の上部に最大25cm(10インチ)の厚さの大きな骨質のドームを持ち、脳を安全に保護していたことで知られている。ドームの後面は骨質の突起で縁取られ、吻部からは短い骨質のスパイクが上方に突出していた。しかし、スパイクは鋭利ではなく、おそらく鈍角だったと考えられる。[ 29 ]
頭骨は短く、前方を向いた大きく丸い眼窩を有していたことから、両眼視力を持っていたことが示唆される。パキケファロサウルスは小さな鼻先を持ち、その先には尖った嘴があった。歯は小さく、葉のような冠を持っていた。頭部はS字型またはU字型の首で支えられていた。[ 29 ]パキケファロサウルスの若い個体は、より平らな頭骨と、頭蓋骨の後部から突き出た大きな角を持っていた可能性がある。成長するにつれて、角は縮小し、ドームが大きくなるにつれて丸くなっていった。[ 4 ] [ 5 ]

パキケファロサウルスは二足歩行で、おそらく全てのパキケファロサウルス科の中で最大のものだった。 [ 30 ]パキケファロサウルスの体長は約4.5メートル(14.8フィート)、体重は約370~450キログラム(820~990ポンド)と推定されている。[ 31 ] [ 32 ]他のパキケファロサウルス科を参考にすると、かなり短く太い首、短い腕、ずんぐりとした体、長い脚、そして骨化した腱で固く支えられていたと思われる重い尾を持っていたと考えられる。[ 33 ]

パキケファロサウルスは、白亜紀後期の北米とアジアに生息していた草食鳥盤類恐竜の系統群であるパキケファロサウルス類の名に由来する。パキケファロサウルスは辺縁頭亜科に属し、鳥脚類よりも角竜類に近いと考えられている。[ 34 ]
パキケファロサウルスは、パキケファロサウルス亜科の中で最も有名な種ですが、保存状態が最も良い種ではありません。この系統群には、ステノペリクス、ワナノサウルス、ゴヨケファレ、ステゴケラス、ホマロケファレ、ティロケファレ、スファエロトルス、プレノケファレが含まれます。パキケファロサウルス族の中で、パキケファロサウルスはアラスカケファレに最も近縁です。ドラコレックスとスティギモロクもパキケファロサウルスのシノニムとされています。[ 35 ] [ 4 ]

2010年、グレゴリー・S・ポールはスティギモロクとドラコレックスはパキケファロサウルスの異なる成長段階を表す可能性があるが、スティギモロクは別の種であるP. spiniferを表す可能性があると提唱した。[ 31 ]ファウラーは2017年の論文の補足資料で、スティギモロクはパキケファロサウルスよりも新しい岩石層からしか知られていないため、ドラコレックスはいずれかの分類群の同義語として含まれていたものの、暫定的に両者を別個に分類したと述べている。 [ 36 ]エヴァンスらによる2021年の系統解析では、ファウラー(2017)と同じ理由に基づいてスティギモロク属の妥当性が受け入れられたが、ドラコレックスは別個の分類群ではなく、スティギモロクかパキケファロサウルスのどちらかの個体形質を表すというコンセンサスに同意した。[ 37 ] 2025年にWroblewskiはスティギモロクを別の属として扱い、フェリス層から発見された3つの標本をこの属に帰属させ、この分類群が最上部マーストリヒチアンに限定されていたというさらなる証拠を提供したが、ドラコレックスが形態的にはスティギモロク(またはパキケファロサウルス)と同一であるというコンセンサスには同意した。[ 27 ]
エヴァンスらによる系統解析はパキケファロサウルス科内の関係を解明するために用いられ、パキケファロサウルスはステゴケラスよりもプレノケファレやスファエロトルスに近い、最も派生的な分類群の一つであることが一貫して判明している。[ 38 ]ウッドラフらが2023年に発表した解析のバージョンは以下の通りである。[ 39 ]

パキケファロサウルス 以外にも、アメリカ北西部の白亜紀後期から2種のパキケファロサウルス類が記載されている。スティギモロク・スピニファー(「ステュクスの棘のあるモロク」)とドラコレックス・ホグワーツィア(「ホグワーツの竜王」)である。前者は縮小したドームと大きなスパイクを持つ幼体の頭骨のみが知られており、後者も幼体の頭骨のみが知られており、短い角を持つ平らな頭部を有していた。その独特な頭部装飾のため、長年にわたり別種とみなされていた。しかし、2007年に、これらはパキケファロサウルスの幼体または雌の形態であると提唱された。その年の古脊椎動物学会で、[ 40 ]モンタナ州立大学のジャック・ホーナーはドラコレックス標本の頭骨分析から、それがスティギモロクの幼年期である可能性があるという証拠を提示した。これに加えて、彼はスティギモロクとドラコレックスは両方ともパキケファロサウルスの幼年期である可能性があることを示すデータを提示した。ホーナーとMBグッドウィンは2009年に彼らの研究結果を発表し、3つの「種」すべてのスパイクと頭蓋骨が極端な可塑性を示し、ドラコレックスとスティギモロクは両方とも幼年期の標本でしか知られておらず、パキケファロサウルスは成体標本でしか知られていないことを示した。これらの観察結果と、3つの形態がすべて同じ時間と場所に生息していたという事実から、ドラコレックスとスティギモロクは単にパキケファロサウルスの幼体であり、成長するにつれてスパイクを失いドームが成長したという結論に至った。[ 41 ]ニック・ロングリッチと同僚による2010年の研究でも、平らな頭蓋骨を持つパキケファロサウルス類の種はすべて、ゴヨケファレやホマロケファレなどのドーム頭の成体の幼体であるという仮説が支持された。[ 42 ]

2016年にヘルクリーク層の2つの異なる骨層から発見された、パキケファロサウルスに割り当てられた幼児の頭蓋骨は、この仮説を裏付ける更なる証拠として提示されました。デイビッド・エヴァンスとマーク・グッドウィンらによって記載されたこれらの化石は、頭蓋骨のしわのある突起の配置において、想定される3つの属すべてと一致しており、スティギモロクとドラコレックスの独特な特徴は、パキケファロサウルスの成長曲線において形態学的に一貫した特徴となっています。[ 5 ]
スティギモロクとパキケファロサウルスの形態的差異は、地層のわずかな違いに起因する可能性も指摘されている。信頼できる地層学的データを持つスティギモロクの標本は数少なく、すべてヘルクリーク層の上部から採取されたのに対し、パキケファロサウルスの形態はすべて下部から採取された。[ 36 ]このことから、スティギモロクは独自の種であるP. spinifer [ 31 ]、あるいは別の属である可能性も示唆されている。[ 37 ] [ 27 ]

パキケファロサウルスとその近縁種は、古代の二足歩行動物で、ビッグホーンシープやジャコウウシに相当すると考えられてきました。オスは互いに頭を突き合わせて衝突し、衝突時に頭部、首、そして体を水平に伸ばすことでストレスを伝達していたと考えられています。しかし、パキケファロサウルス類がドームをこのように使用することはあり得なかったという説も提唱されています。
頭突きに反対する主な論拠は、頭蓋骨が体当たりに伴う衝撃を十分に受けなかった可能性があること、そしてパキケファロサウルスの頭蓋骨の化石に傷跡やその他の損傷の決定的な証拠が欠けているというものである。しかしながら、近年の分析により、そのような損傷が発見されている(下記参照)。[ 43 ] [ 44 ]さらに、頸椎と前背椎は、首が真っ直ぐではなくS字型またはU字型の曲線を描いていたことを示し、直接的な頭突きによるストレスを伝達するには不向きだった可能性がある。最後に、頭蓋骨の丸みを帯びた形状は、頭突きの際に接触面積を減少させ、結果としてかすめ打となる可能性がある。[ 29 ]

あるいは、パキケファロサウルスをはじめとするパキケファロサウルス科の動物は、種内戦闘において側面突撃を行っていた可能性もある。この場合、個体はほぼ平行に、あるいは敵と正面から向き合い、威嚇行動によって敵を威嚇したと考えられる。威嚇が失敗した場合、パキケファロサウルスは頭部を下方および横に曲げ、敵の側面を攻撃した。この仮説は、ほとんどのパキケファロサウルスが比較的幅広の胴体を有していたことから裏付けられており、この胴体は重要な臓器を外傷から守っていたと考えられる。側面突撃説は1978年にスースによって初めて提唱され、 1997年にケン・カーペンターによって拡張された。[ 29 ]

2012年の研究で、 P. wyomingensis の標本の頭蓋病変は、おそらく闘争行動によるものであることが示された。また、他のパキケファロサウルス類の標本に見られる同様の損傷(これまでは化石化遺物や骨吸収として説明されていた)も、そのような行動によるものである可能性が提唱された。[ 44 ] Peterson ら (2013) は、パキケファロサウルス科の頭蓋病変を研究し、検査した全ドームのうち 22% に骨髄炎と一致する病変があることを発見した。骨髄炎は、貫通外傷または頭蓋骨を覆う組織への外傷から生じる骨の感染症で、骨組織の感染症につながる。この高い病変発生率は、パキケファロサウルス類のドームが種内戦闘に使用されていたという仮説をさらに裏付けている。[ 45 ]パキケファロサウルス・ワイオミンゲンシス標本 BMR P2001.4.5 では前頭骨に 23 箇所の損傷が観察され、 P. ワイオミンゲンシス標本 DMNS 469 では 5 箇所の損傷が観察された。パキケファロサウルス科の異なる属間では、ドームの大きさや構造が異なり、また、異なる地質時代に生息していたという事実があるにもかかわらず、外傷の頻度は同程度であった。[ 45 ]これらの発見は、病理が見られなかった比較的頭が平らなパキケファロサウルス科の分析結果とは全く対照的であった。これは、これらの個体がメスか幼体であるという仮説を支持するものであり、[ 46 ]種内戦闘行動は予想されない。
組織学的検査により、パキケファロサウルス科の頭蓋骨は、創傷治癒に重要な役割を果たし、リモデリング中に急速に骨を堆積させることができる線維芽細胞を含む、独特の形態の線維層骨[ 47 ] で構成されていることが明らかになりました。[ 48 ] Petersonら( 2013 ) は、病変分布の頻度と前頭頭頂ドームの骨構造を総合すると、パキケファロサウルス科が独特の頭蓋構造を攻撃行動に使用したという仮説を強く裏付けると結論付けました。[ 45 ]ステゴケラス・バリダム、プレノセファレ・プレネス、およびいくつかの頭部打撃偶蹄類の頭蓋骨の CT スキャン比較も、パキケファロサウルス科が頭突きによく備えていたことを裏付けています。[ 49 ] cf. Foraminacephale brevisとして同定されたパキケファロサウルス科の標本のマイクロCTスキャンも、パキケファロサウルス科が頭突きを行っていた可能性が高いことを裏付けています。[ 50 ]
科学者たちは、これらの恐竜が何を食べていたのかまだ分かっていません。非常に小さく隆起した歯を持っていたため、同時代の他の恐竜のように、花の咲く低木のような硬くて繊維質な植物を効率的に噛むことはできなかったでしょう。パキケファロサウルスは、葉、種子、果実を混ぜた食事をしていたと考えられています。[ 51 ]鋭く鋸歯状の歯は、植物を細かく切り刻むのに非常に効果的だったでしょう。[ 52 ] [ 53 ]また、肉も食事に含まれていた可能性も疑われています。最も完全な顎の化石は、肉食獣脚類の歯を彷彿とさせる鋸歯状の刃のような前歯を持っていたことを示しています。[ 54 ]

パキケファロサウルスの化石はほぼ全てアメリカ北西部のランス層とヘルクリーク層から発見されている。 [ 28 ]パキケファロサウルスはスファエロトルス属の他のパキケファロサウルス類と共存していた可能性がある。同じ時代と場所に生息していた他の恐竜としては、テスケロサウルス、ハドロサウルス科のエドモントサウルス、おそらくパラサウロロフス、角竜のトリケラトプス、トロサウルス、ネドケラトプス、タタンカケラトプス、レプトケラトプス、アンキロサウルス科のアンキロサウルス、ノドサウルス科のデンヴェルサウルスとエドモントニア、獣脚類のアケロラプトル、ダコタラプトル、オルニトミムス、ストルティオミムス、アンズー、レプトリンコス、ペクティノドン、パロニコドン、リカルドエステシア、ティラノサウルスなどが挙げられる。[ 55 ]