線形測定を使用してスピノサウルスの生態学的生息地を診断する

要旨

　スピノサウルスをめぐる生態学的議論の多くは、定性的な議論が中心となっている。本研究では、頭骨の大きさを調整した線形測定値を用いた定量的な多変量データ解析アプローチを用いて、様々な竜弓類クレードと3つの生態学的領域（陸生、半水生、水生）における頭骨形状のパターンを検討する。クラスター分析を利用して、頭骨形状の特性と生態学的領域の占有を関連付けるデータの出現特性を同定した。その結果、陸生生態系は半水生生態系および完全水生生態系と有意に異なることが明らかになった。スピノサウルス類（スピノサウルスを含む）は、形態空間において獣脚類から離れ、海生分類群や渉禽類の近くにプロットされた。鼻孔の位置と吻端の伸長度が分類に最も大きな影響を与えた。教師ありクラスタリング（k-means）と教師なしクラスタリング（unsupervised clustering）の比較から、分類群を3つのグループ（生態学的領域）に分類することは不適切であることが示され、その代わりに、水生食物と陸上食物の摂食に対する形態学的適応に基づいてクラスタ分けが行われることが示唆された。長吻種における鼻孔の相対的な位置は、頭蓋のどの骨が伸長しているかと関連している。吻部の伸長は、上顎骨と前上顎骨の伸長、あるいは上顎骨のみの伸長によって観察される。その結果、鼻孔はそれぞれ眼窩の方に、あるいは吻部の前端に位置することになり、利用可能な摂食方法に影響を与える。スピノサウルス類、特にスピノサウルスは、上顎骨と前上顎骨の複合体の伸長を示し、鳥類、特に大型の魚食性分類群に見られる前上顎骨の伸長と同様の機能的結果を達成している。このような頭骨構造は、水棲の獲物を「立って待つ」捕食を、他の提案されている捕食方法よりも、より強力にサポートするだろう。

　この研究は、スピノサウルスの生態を頭骨形態の線形測定を通じて解析するものです。スピノサウルスは半水生の生態を持つ可能性があり、その生態を明らかにするために、頭骨形態のデータを用いて分析が行われました。

研究では、サウロプシド（竜弓類）クレードのさまざまなクレードから99の分類群を対象にし、陸生、半水生、水生の生態領域に分類しました。頭骨の線形測定データを取得し、クラスター分析を使用して生態領域と頭骨形状の関連性を調査しました。その結果、陸生の生態は半水生と完全水生の生態とは明確に異なり、スピノサウルス科は他の恐竜から離れ、海洋生物や水辺の鳥に近い位置にプロットされました。

特に、頭骨形状の変数の中で、鼻孔の位置が頭骨形態の分類に大きな影響を与えることが示されました（スピノサウルスの場合、鼻孔が前方上方に位置しており、吻部が伸長していることが特徴的）。しかし、水生生物との形態的収斂があるため、不確かな生態を持つ分類群の特定は難しいとされています。スピノサウルスの捕食行動に関しては、スピノサウルス科の他の獣脚類と比較して、前上顎骨の伸長が「待ち伏せ」捕食戦略に非常に有益であることが示唆されています。

研究は、頭蓋骨の線形測定を通じて生態領域を診断する手法の有用性を探る初期研究であり、今後の研究のための枠組みを提供しています。今後の研究では、後体データや系統解析、歯列、餌食階層などを考慮することが重要であると強調されています。研究は、スピノサウルスの生態を理解するための貴重な情報を提供し、生態領域と頭蓋骨形状の関連性を探る新たな方向性を示しています。

これは、スピノサウルスの生態を理解するための重要な一歩であり、頭蓋骨形状の線形測定を通じて生態領域の診断に新たな可能性を示しています。

※chatpdfで高校生向けに要約したものを一部修正しました

Smart S, Sakamoto M. 2024. Using linear measurements to diagnose the ecological habitat of Spinosaurus. PeerJ 12:e17544 https://doi.org/10.7717/peerj.17544