先端年代測定とベイズ因子は、白亜紀末の大量絶滅におけるクラウン鳥類・クレードの分岐に関する洞察を与える。

解説

　この論文は、現代の鳥類の起源と進化について調べています。現代の鳥類は、約6600万年前に大量絶滅が起きた時期に分化したと考えられていますが、その時期や過程にはまだ不明な点が多くあります。この論文では、化石や形態のデータを使って、鳥類の系統樹と分岐年代を推定する方法を提案しています。この方法は、ベイズ因子という統計的な手法を使って、他の研究で提案された分岐年代の仮説を比較して、どれがもっともデータに合っているかを判断します。この論文の結果では、現代の鳥類の祖先は、白亜紀前期から後期にかけて分化したという仮説がもっとも支持されました。また、現代の鳥類の大きなグループである新顎類は、大量絶滅の直前か直後に分化したという仮説も支持されました。

この論文の意義は、化石や形態のデータを使って、鳥類の進化の歴史を明らかにすることです。また、ベイズ因子という手法を使って、分岐年代の仮説を客観的に評価することです。これによって、鳥類の進化に大量絶滅がどのように影響したかを理解することができます。

要旨

　クラウン鳥類（Neornithes今鳥亜綱　以下今鳥類とします）の起源については、別のデータ源から得られた相反する分岐時間仮説のために、論争が続いている。化石の記録は、中生代後期における今鳥類の多様化は限定的であり、白亜紀-古第三紀（K-Pg）大量絶滅の後、約6600万年前にかなりの放散があったことを示唆している。しかしながら、分子時計研究からは、今鳥類の起源について、白亜紀前期（1億3000万年前）から白亜紀後期の最後の1000万年未満前までの推定値が得られている。われわれはベイズ係数を用いて、独立した形態学的データセットと異なる分子時計研究によるノード年代の適合性を比較した。その結果、白亜紀初期に今鳥類が誕生したというシナリオは否定され、白亜紀の最後の10000万年の間に今鳥類が誕生したというシナリオも否定された。本研究で最も支持されたシナリオは、今鳥類が白亜紀前期から後期の間（約1億年前）に起源を持つというものであり、一方、主要な新鳥類クレードにおける多くの分岐は、K-Pgにまたがるか、もしくはK-Pg以降に起こるというものであった。本研究は、現生鳥類の多様化におけるK-Pgの重要性を確認するとともに、「岩石か時計か」という難解な論争を照らし出す、複合証拠による先端年代分析の可能性を示すものである。

論文オープン

Brocklehurst Neil and Field Daniel J. 2024

Tip dating and Bayes factors provide insight into the divergences of crown bird clades across the end-Cretaceous mass extinction

Proc. R. Soc. B.2912023261820232618 http://doi.org/10.1098/rspb.2023.2618

論文要約

　この論文は、現生鳥類の起源と白亜紀末の大量絶滅の影響について、分子時計と化石記録の間の矛盾を解決するために、ベイズ因子を用いた先端年代推定法を適用したものです。以下は各章の要約です。

●Introduction（序論）: 現生鳥類は1万以上の種を含む多様な分類群であるが、その進化の初期段階については不明な点が多い。分子時計と化石記録は、鳥類の冠群（Neornithes）の起源の時期について異なる仮説を提唱しており、白亜紀末の大量絶滅が鳥類の生存と多様化にどのような影響を与えたかについても議論がある。本研究では、形態学的データと化石出現データを統合した先端年代推定法を用いて、分子時計の結果に基づくノード年代の事前分布を比較し、最も適合する分化シナリオを探る。

●Material and methods（材料と方法）: 分析には、Field et al. (2021)の形態学的データセットを用いた。これには、現生鳥類のすべての主要な分類群と、白亜紀末の化石鳥類の代表的な標本が含まれる。また、鳥類の冠群の起源を制約するために、白亜紀の非冠群の鳥類の系統群も追加した。MrBayes 3.2.6を用いて、化石化した誕生死滅（FBD）モデルに基づくベイズ先端年代推定法を実行した。ノード年代の事前分布は、異なる分子時計の研究から得られた年代を用いた。ベイズ因子を計算して、事前分布の間の比較を行った。

●Results and discussion（結果と議論）: ベイズ因子の比較は、Jarvis et al. (2014)の年代を用いた事前分布が最も適合することを示した。これは、鳥類の冠群が白亜紀後期に起源し、その後の分化が白亜紀末の大量絶滅の前後に起こったというシナリオである。Brown et al. (2008)の年代を用いた事前分布は、鳥類の冠群が白亜紀前期に起源し、白亜紀を通じて多様化したというシナリオであるが、これは強く棄却された。Prum et al. (2015)の年代を用いた事前分布は、鳥類の冠群が白亜紀末に起源し、そのほとんどの分化が古第三紀に起こったというシナリオであるが、これも棄却された。本研究の結果は、白亜紀末の大量絶滅が現生鳥類の多様化に重要な役割を果たしたことを支持し、分子データと形態学的データの間の矛盾を解決するための先端年代推定法の有用性を示す。

●Conclusion（結論）: 現生鳥類の起源と白亜紀末の大量絶滅の影響については、分子時計と化石記録の間に矛盾があるとされてきた。本研究では、形態学的データと化石出現データを統合した先端年代推定法を用いて、分子時計の結果に基づくノード年代の事前分布を比較し、最も適合する分化シナリオを探った。その結果、鳥類の冠群が白亜紀後期に起源し、その後の分化が白亜紀末の大量絶滅の前後に起こったというシナリオが最も支持された。これは、白亜紀末の大量絶滅が現生鳥類の多様化に重要な役割を果たしたことを示唆する。先端年代推定法は、分子データと形態学的データの間の矛盾を解決するための有力な手法であると考えられる。