スコットランドの石炭紀から発見された四肢動物Eoherpeton watsoni Panchen, 1975の頭骨の解剖学的記載と三次元復元

AIによる要旨翻訳

　初期の四肢動物Eoherpeton watsoniは、スコットランドの中期から後期石炭紀（後期ビゼーアンからナムリアン期、約346-313 Ma）の地層から知られる。ホロタイプ標本はほぼ完全だが圧縮された頭骨と断片的な後体骨格からなる。Eoherpetonの頭骨の解剖学は40年以上前に詳細に記載されたが、標本の変形により内部の骨面、口蓋骨と歯列、および縫合の形態などの多くの細部が不明瞭であった。2多くの系統分析では、Eoherpetonをエンボロメア類または爬虫類型四肢動物として、有羊膜類動物への系統に位置付けており、魚類-四肢動物移行における解剖学的変化を理解する上で重要な分類群である。本論文では、ホロタイプ標本をマイクロCTスキャンし、デジタル的に処理した。これらのデータに基づいて、以前の記載を補完・修正する頭骨の改訂記載を行う。新たに明らかになった解剖学的所見には、以前に不明であった歯を持つ口蓋骨の存在、基蝶形骨突起と顎関節の形態に関する追加情報、翼状骨の全体像の確認、および顎骨列の配置の確認などがある。また、口蓋骨の翼状突起の大きさも以前に記載されたものよりも大きいことが分かった。口蓋骨の翼状突起は有羊膜類動物の特徴とされ、その起源部位である内側翼状骨筋の発達を示していると考えられる。内側翼状骨筋の分化と出現は、有羊膜類動物における静的圧力咬みと呼ばれる摂食機構の発達に関係しており、これにより咬合力が増大し、摂食範囲が広がったと推測される。したがって、Eoherpetonにおける口蓋骨の翼状突起の存在と大きさは、この特徴（および摂食機構の変化）が以前に考えられていたよりも早期に進化したことを示唆している。最後に、標本をデジタル的に修復・変形除去して、Eoherpetonの頭骨の新たな仮想的な三次元復元を作成した。

論文オープン

Porro, L. B. et al. 2024

Descriptive anatomy and three-dimensional reconstruction of the skull of the tetrapod Eoherpeton watsoni Panchen, 1975 from the Carboniferous of Scotland

AIによる論文要約

この論文は、スコットランドの石炭紀から発見された初期四肢動物 Eoherpeton watsoni の頭骨の詳細な解剖と三次元再構成について報告したものです。各章の要約は以下の通りです。

 

Abstract（要旨）: Eoherpeton watsoni は、水陸移行に伴う頭骨の変化を理解するための重要な分岐点に位置する四肢動物です。本研究では、ミクロCTを用いてタイプ標本をデジタル的に調査し、新たな解剖学的情報を得ました。特に、歯を持つ前口骨、上顎骨と翼状骨の接触、顎関節の形状などが明らかになりました。また、頭骨の変形を修正して、Eoherpeton watsoni の頭骨の三次元モデルを作成しました。

 

Material and methods（材料と方法）: Eoherpeton watsoni のタイプ標本は、ロンドン自然史博物館のマイクロCTスキャナーで撮影し、Avizo/AmiraとBlenderというソフトウェアで処理しました。個々の骨や歯を分離し、縫合や接触を確認しました。頭骨の再構成は、主に右側と中央の骨を基にし、左側の骨は反転して使用しました。骨の破損や穴は補間して修復しました。最終的な三次元モデルは、MorphoSourceというウェブサイトで公開しました。

 

Anatomical description（解剖学的記載）: 本章では、CTスキャンで得られた新たな解剖学的情報に焦点を当てて、Eoherpeton watsoni の頭骨の各部位を詳細に記述しました。顔面骨や頬骨、頭頂骨、眼窩骨、口蓋骨、脳函骨、下顎骨などの形状や歯の数や配置、骨同士の接触や縫合などを説明しました。また、以前の研究で不明確だった部分や誤解されていた部分についても言及しました。

Three-dimensional reconstruction of the skull of Eoherpeton watsoni（Eoherpeton watsoni の頭骨の三次元再構成）: 本章では、CTスキャンから作成した三次元モデルを用いて、Eoherpeton watsoni の頭骨の形状と変形を考察しました。頭骨は、右側と中央の骨を基にして再構成し、左側の骨は反転して使用しました。頭骨の変形は、主に簡単な破断ではなく、プラスチック変形によるものでした。特に、口蓋と前方の右下顎は、変形を除去するために複数の断片に分割しました。再構成した頭骨は、外鼻孔が三角形で大きく、口蓋が上方に湾曲していることが特徴的でした。

 

Discussion（考察）: 本章では、Eoherpeton watsoni の頭骨の特徴を他の初期四肢動物と比較し、その系統的位置や生態的意義について議論しました。Eoherpeton watsoni は、他のエンボロメアや爬虫類型四肢動物と多くの共通点を持ちながらも、独自の進化を遂げたことが示唆されました。特に、口蓋の上方湾曲や翼状骨の大きさは、咬合力の向上や食性の多様化に関係している可能性がありました。また、外鼻孔の形状や位置は、呼吸や嗅覚に影響していたかもしれません。

 

 

Conclusions（結論）: 本研究では、Eoherpeton watsoni の頭骨の詳細な解剖と三次元再構成を行い、新たな知見を得ました。Eoherpeton watsoni は、水陸移行に伴う頭骨の変化を理解するための重要な分岐点に位置する四肢動物であり、その特徴は他の初期四肢動物と比較しても独自の進化を反映している可能性があります。今後は、より高解像度のスキャンや他の標本の調査、生物力学的な解析などによって、Eoherpeton watsoni の頭骨の機能や生態についてさらに明らかにしていきたいと考えています。

 

要約：

著者らは、スコットランドの石炭紀に生息していた初期四肢動物の一種であるEoherpeton watsoniの頭骨の解剖学的記述と三次元復元を行った。

マイクロCTスキャンとデジタル処理によって、これまでに見過ごされていた骨の接合や歯の配置などの特徴を明らかにした。

骨格の歪みを修正して頭骨の三次元モデルを作成し、Eoherpeton watsoniの頭骨の形状と構造を再構築した。

 

Eoherpeton watsoniの頭骨の特徴は、吸引摂食と咬みつき摂食の中間的な機構を持っていた可能性があることを示唆している。