翼竜頸部の関節学的復元と安静時の頸部位置の意味

解説

　この論文は、絶滅した飛行爬虫類である翼竜の首の構造と動きについて調べたものです。翼竜は鳥や恐竜とは別の系統の動物で、現生の動物には近縁なものがいません。また、翼竜の首の関節や靭帯などの軟部組織は化石に残らず、その形や機能は不明な点が多かったのです。

この論文では、アンハングエラ、アズダルコ、ランフォリンクスという３種類の翼竜の首の骨をCTスキャンや3Dモデルで詳しく分析し、その関節面や突起などの形状から、軟部組織の存在を推測しました。また、現生のワニや鳥の首の解剖学的なデータを参考にして、翼竜の首の関節や靭帯の配置や機能を再構成しました。その結果、以下のようなことがわかりました。

●翼竜の首の関節には、滑らかな軟骨や滑液があり、首の動きをスムーズにしていたと考えられます。

●翼竜の首の靭帯は、関節を安定させたり、首の姿勢を保ったり、弾力性を持たせたりする役割を果たしていたと考えられます。

●翼竜の首は、休息時にはやや曲がった形をしていたと考えられます。また、首の前半部は比較的自由に動かせたが、後半部はあまり動かせなかったと考えられます。

このように、翼竜の首の構造と動きに関する新しい知見を提供し、翼竜の生態や行動についての理解を深めることに貢献しています。

要旨

　翼竜の現生子孫が一頭もいないため、頸部のバイオメカニクスを含むこのグループの生物学的知識にギャップが生じ、その姿勢や生活習慣を理解するとが難しくなっている。この問題の一部を軽減するために、我々は3種の翼竜の頸部骨格と関節を復元し、安静時の頸部の位置について推測できるようにした。Anhanguera piscator、Azhdarcho lancicollis、Rhamphorhynchus muensteri の3次元的に保存された連続した頸椎のスキャンを復元に使用し、異なる系統を表現した。靭帯、関節軟骨、関節突起の重なりレベルの認識には、現生する様々な鳥類とCaiman latirostris に基づくExtant Phylogenetic Bracket法を適用した。翼竜の椎間関節は、おそらく薄い滑膜軟骨の層で覆われており、その厚さは頸部に沿って変化し、後方ほど厚くなることが推測された。この軟骨を無視すると、復元に影響を与える可能性がある。椎骨の角度によると、安静時の頸部はわずかに曲がりくねっていた。私たちの分析から、翼竜には分節性および超分節性の関節頚靭帯があり、これらの靭帯は安定化をもたらし、頚部に受動的な力をかけ、弾性エネルギーを蓄えることができることがわかった。

論文　Buchmann R, Rodrigues T. 2024. Arthrological reconstructions of the pterosaur neck and their implications for the cervical position at rest. PeerJ 12:e16884 https://doi.org/10.7717/peerj.16884

要約

Introduction: 翼竜は鳥類と同様に飛行に適応した古生物で、首の機能解剖学はその生態や行動に影響していたと考えられる。しかし、翼竜の首の関節学や安静時の姿勢はまだ十分に研究されておらず、その復元には現生の鳥類やワニのデータが必要である。本研究では、三次元的に保存された三種類の翼竜（Anhanguera piscator, Azhdarcho lancicollis, Rhamphorhynchus muensteri）の頸椎をCTスキャンや3Dモデリングで再構成し、その関節学と安静時の姿勢を推定することを目的とする。

Materials & Methods: 翼竜の頸椎は、日本（Anhanguera 科博）、ロシア、デンマークの博物館に所蔵されている標本を用いた。それらの標本はCTスキャンやレーザースキャンでデジタル化され、Blender 3Dソフトウェアで欠損部分を補完した。関節軟骨や靭帯などの軟組織は、現生の鳥類やワニの解剖データをもとに、Extant Phylogenetic Bracket法に従って推定した。頸椎の長さ、高さ、幅や関節間の角度や距離などの測定値も記録した。

Results: 翼竜の頸椎は、鳥類やワニと同様に、関節面の縁に粗い部分や凹みがあり、そこに関節軟骨が存在したと推定される。また、椎骨の形状や関節間の角度から、翼竜の首は安静時にはやや曲がっており、中央部で上方に湾曲し、後方部で直線的になっていたと推定される。翼竜の首には、鳥類やワニと同様に、椎骨の突起や溝に付着するいくつかの靭帯が存在したと推定される。これらの靭帯は、首の安定性や可動性に影響していたと考えられる。

Discussion: 翼竜の首の関節学や安静時の姿勢は、その生態や行動に関する情報を提供する。例えば、首の曲がり具合は、翼竜の飛行や地上での歩行に影響していた可能性がある。また、首の可動性は、翼竜の採食や捕食に関係していた可能性がある。翼竜の首の関節学や姿勢は、種によって異なる特徴を持っていたと考えられるが、その詳細な比較にはより多くの標本やデータが必要である。

Conclusions: 本研究では、三種類の翼竜の頸椎を三次元的に再構成し、その関節学と安静時の姿勢を推定した。その結果、翼竜の首は、鳥類やワニと同様に、関節軟骨や靭帯などの軟組織によって支持されており、やや曲がった形状をしていたことが示された。これらの特徴は、翼竜の飛行や採食などの生物学的機能に関係していたと考えられる。今後は、より多くの翼竜の標本を分析し、種間の比較や生物力学的な解析を行うことで、翼竜の首の機能解剖学についてさらに理解を深めることが望まれる。