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| 古生物学 |
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脊椎動物古生物学は、化石の研究を通して絶滅した脊椎動物(脊椎動物とその子孫)の行動、繁殖、そして外観を解明しようとする古生物学の一分野です。また、進化のタイムラインを用いて、過去の動物と現代の近縁種との つながりを解明しようともしています。
化石記録は、初期の水生脊椎動物から現代の魚類、哺乳類、鳥類、爬虫類、両生類に至る曲がりくねった進化の道筋を示しており、多くの過渡的化石も含まれていますが、依然として大きな空白地帯があります。最も古い化石脊椎動物は、約 4 億 8500 万年前から 4 億 4440 万年前のオルドビス紀 (メガナム、百万年前)の岩石で発見された重装甲の魚類で、続くシルル紀 (4 億 4440 万年前から 4 億 1900 万年前)には板皮類や棘皮動物とともに顎のある脊椎動物が出現しました。デボン紀 (4 億 1900 万年前から 3 億 5900 万年前) には、原始的な空気呼吸の魚類が四肢を発達させて陸上を歩行できるようになり、これが最初の陸生脊椎動物である剣頭類となりました。
石炭紀前期(3億5900万~2億9900万年前)のローマーの空白期間には、初期の剣頭類はほとんど残らなかったが、陸上生活により適応した脊椎動物がその後繁栄することになった。石炭紀前期にはクラウングループの四肢動物が出現し、テムノスポンディル類が生態系を支配し、初の陸生脊椎動物大型動物となった。爬虫類の系統は、陸上での生活にのみ適した代謝と、水から解放される新しい生殖形態である羊膜卵を発達させ、石炭紀中期には完全な羊膜類が出現した。サメとその全頭類は海で繁栄し、河川では根歯類などの肉鰭類が優勢であった。
ペルム紀(2億9900万~2億5200万年前)には、有羊膜類の2大枝の1つである単弓類が繁栄し、中期には派生した獣弓類がその地位を奪った。大絶滅により単弓類の多様性のほとんどが消滅し、もう一方の竜弓類枝から出現した主竜類が三畳紀(2億5200万~2億100万年前)にそれらの多くに取って代わった。現代の両生類であるリサンフィビアンは、おそらくその頃にテムノスポンディルスから発生した。キノドン類獣弓類から派生した真の哺乳類は、主竜類の系統群から出現した恐竜とほぼ同時期の三畳紀中期に出現した。同時に、条鰭類が多様化し、硬骨魚類が海を支配するようになった。
始祖鳥[ 1 ]のような祖先鳥類(鳥類亜科)はジュラ紀に恐竜から進化し、王冠グループの鳥類(新鳥類)は1億年から6千万年前の白亜紀に出現した。 [ 2 ]
K -Pg期大量絶滅は、翼竜、プレシオサウルス、モササウルス、そしてほぼ全ての恐竜を含む多くの脊椎動物系統群を絶滅させ、多くの生態学的ニッチを未開のまま残しました。獣類哺乳類はジュラ紀後期にはすでに進化していましたが、大量絶滅後の古第三紀に台頭し、今日までその地位を維持しています。ただし、有鱗目動物と鳥類は依然として多様性において優位に立っています。
脊椎動物の進化の解明に貢献した人物の一人に、フランスの動物学者ジョルジュ・キュヴィエ(1769-1832)がいます。彼は、古い岩石層で発見された化石が、より新しい化石や現生動物とは大きく異なることに気づきました。彼は1812年にその研究結果を発表しました。進化論を断固として否定したにもかかわらず、彼の研究は(当時)異論の多かった種の絶滅説を証明するものでした。[ 3 ]
トーマス・ジェファーソンは、1797年にフィラデルフィアで開催されたアメリカ哲学協会で論文を発表し、アメリカ合衆国における脊椎動物古生物学の先駆者として高く評価されています。ジェファーソンはバージニア州西部の洞窟で発見されたナマケモノの化石骨を提示し、その属名をメガロニクス(Megalonyx)と命名しました。この種は最終的に、ジェファーソンに敬意を表してMegalonyx jeffersoniiと命名されました。 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]ジェファーソンはキュヴィエと文通し、アメリカマストドンとケナガマンモスの非常に貴重な骨を送付しました。[ 7 ]
古生物学が本格的に始まったのは、スイスの博物学者ルイ・アガシー(1807–1873)による『化石魚類の研究』 (1833–1843)の出版でした。彼は数百種に及ぶ化石魚類を研究、記載、列挙し、絶滅動物の生態に関する本格的な研究の幕開けとなりました。チャールズ・ダーウィンによる1859年の『種の起源』の出版により、古生物学は理論的枠組みを獲得しました。その後の研究の多くは、化石生物と現生生物の関係、そしてそれらの歴史を時系列で解明することに費やされました。
近代では、アルフレッド・ローマー(1894-1973)が、この分野の決定版ともいえる教科書『古脊椎動物学』を著した。[ 8 ]この本では、比較解剖学を通して、魚類、両生類、爬虫類の化石の進化の過程を示し、当時知られていたすべての化石脊椎動物の属のリストも含まれている。ローマーは1940年、共同創設者のハワード・チウとともに古脊椎動物学会の初代会長に就任した。ローマーからの伝統をほぼ引き継ぎ、この分野の決定版と多くの人に考えられている最新著書が、マギル大学のロバート・L・キャロルによる1988年の教科書『古脊椎動物学と進化』である。キャロルは1983年に古脊椎動物学会の会長を務めました。学会はニュースレターや『Journal of Vertebrate Paleontology』を通じて会員に最新の発見情報を提供しています。

「伝統的な」脊椎動物の分類体系は進化論的分類法を採用しており、記載されている分類群のいくつかは側系統的、つまり同じランクに位置付けられている別の分類群を生み出しています。例えば、鳥類は一般的に爬虫類(正確には竜盤類恐竜)の子孫と考えられていますが、この体系では両者は別々の綱として記載されています。系統命名法では、このような配置は受け入れられませんが、優れた概観を提供します。
この古典的な手法は、体系的な概観が不可欠な研究、例えば ベントン(1998)、ヒルデブランドとゴスロー(2001)、ノビルとニール(2006)などで今でも使われている。[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]主に一般的な研究で見られるが、フォーチュニーら(2011)のような専門的な研究でも今でも使われている。[ 12 ]
動物界
oVert(openVertebrate)テーマ別コレクションネットワーク(TCN)は、多様な脊椎動物の内部解剖学に関する高解像度のデジタル3次元データを生成・配布することを目的としたプロジェクトです。このプロジェクトでは、全米各地のデジタル化センターネットワークにおいて、現生脊椎動物属の80%以上に相当する2万点以上の体液保存標本をCTスキャンします。このデジタル画像と3次元ボリュームのコレクションは、閲覧、ダウンロード、そして新種の発見、解剖学的多様性と成長のパターンの記録、機能と進化に関する仮説の検証といった課題への活用に公開されます。[ 13 ]