オリゴーン-中新世の過渡期におけるサイの進化

オリゴシーン-中新世の遷移は地球の歴史において重要な時期で、二つの地質時代の間の移行を示してる。この遷移はあまり研究されてなくて、当時の動物にどう影響を与えたかがまだ完全にはわかってないんだ。他の時代、たとえば中新世の気候最適期はもっと注目されてるけど、後期オリゴシーンから早期中新世にも多くの重要な気候変動があった。

一つの大きな出来事は後期オリゴシーンの温暖化で、それに続いて南極で大きな氷河期が起こった、いわゆるミイベントと言われるやつだ。オリゴシーン-中新世の境界で起こったMi-1イベントは特に注目で、約20万年続いた冷却期を引き起こした。この冷却は動物の食物や生息地に大きな影響を与えたと考えられてるけど、その生態への影響はまだ研究されてないんだ。

#動物相の変化

オリゴシーン-中新世の遷移に関する過去の研究は、主に特定の動物群に焦点を当ててきた。たとえば、ヨーロッパの小型哺乳類の研究では、遷移中に彼らのコミュニティにほとんど変化が見られなかった。ただ、大型動物、特に偶蹄類に関しては、長い時間にわたって種の大きな変化が記録されてる。

注目すべきことに、古第三紀の有名な種の多くがこの時期に絶滅していて、特定のサイや他の大型草食動物も含まれてる。遷移後、現存するサイの家族であるサイ科（Rhinocerotidae）だけが残ったんだ。

サイ科は、古新世以降で300種以上の知られている長い系統を持つ。彼らはオリゴシーンの初めにヨーロッパに到着したけど、オリゴシーン-中新世の遷移後すぐに多様性が最高潮に達した。今のサイは、草を食べたり枝を食べることで知られてるけど、過去のサイ科の生態についてはあまり探求されてない。

#研究の概要

この研究は、オリゴシーン-中新世の遷移中に西ヨーロッパと中央ヨーロッパの15の地点に見られる10種のサイの生態を調べることを目的にしてる。研究者たちは、体重、食習慣、ストレスレベルの変化を見て、サイ科がどのように環境に適応したかを理解しようとしてる。このアプローチは、種間の競争のパターンを明らかにし、その時の気候や植生に関する新たな洞察を得ることを目指してる。

#材料と方法

研究では、オリゴシーン-中新世の遷移期間をカバーする15の地点からの10種のサイを分析した。主に焦点を当てたのは歯の材料で、約1800本の歯がさまざまな機関から集められた。

#体重推定

サイ科の体重を推定するために、研究者たちは彼らの歯を調べた。歯のサイズは最良の指標ではないけど、化石記録では骨よりもよく見つかる。歯のサイズと体重を結びつける古典的な方程式がこの目的に使われた。

#エナメル質の発育不全

歯のエナメル質の研究は、動物の生涯中のストレスを明らかにすることができる。エナメル質の低形成は、栄養的ストレス、病気、離乳などさまざまな原因に関連付けられる。研究者たちは、視覚的に歯を調べてこれらの欠陥を特定の基準に従って測定した。

#安定同位体分析

サイ科のエナメル質に含まれる炭素と酸素の同位体は、食習慣や環境条件に関する洞察を提供する。炭素同位体の分析は食事の好み（C3対C4植物）を特定するのに役立ち、酸素同位体は温度や降水量についての情報を提供する。

研究者たちは興味のある期間をカバーするために、いくつかの地点から歯をサンプリングした。彼らはエナメル質を注意深く抽出し、同位体分析のためにサンプルを準備した。

#歯の摩耗分析

歯の摩耗分析は、歯の表面を研究することを含む。二つの方法が使われた：メソウェアとマイクロウェアの分析。メソウェアは食事の長期的な視点を提供し、マイクロウェアは短期的な食習慣を示す。両方の分析は、サイ科が何を食べていたかの手がかりを与える。

#結果

#体重の変化

研究の結果、サイ科は異なる時期に異なる体重を示した。ある種は1000kgを超える体重に達した一方で、他の種はもっと小さかった。推定値は地域や種によって変動した。たとえば、ある大型種は1800-2400kgと推定されたが、他の種は650-750kg程度だった。

#エナメル質の発育不全の有病率

調べた歯のうち約14.75%がエナメル質の低形成の兆候を示した。有病率は種や地域によって異なった。オリゴシーンの地域からのサイ科は中新世のものに比べて低い発育不全率を示した。研究は、いくつかのサイ科が他よりも影響を受けやすく、特定の種が高い発育不全率を示していることを示唆している。

#同位体分析の結果

同位体分析では、研究に関与する全ての種が主にC3を食べていたことが明らかになった。炭素同位体の値は、後期オリゴシーンと早期中新世においてより開けた乾燥した条件へのシフトを示してる。この変化は、植生や気候の変化がサイ科の食事に影響を与えたことを示唆している。

酸素同位体は、異なる場所での温度や降水量の変動を明らかにした。いくつかの地点では温暖な気温が記録され、乾燥の兆候も見られた。

#メソウェアとマイクロウェアの所見

歯の摩耗分析は、調べられた種の食事に関するさらなる洞察を提供した。ほとんどの種は、柔らかい植物を主に食べる傾向があり、ブロウジングや混合食を好むことが示された。いくつかの種は食事の重複を示し、他の種はより明確な好みを示して、ニッチの分割があることを示唆している。

#議論

#サイ科の生態の変化

結果は、サイ科がオリゴシーン-中新世の遷移中に体重、食事の好み、ストレス反応に変化があったことを明確に示している。この発見は、大型種が環境の変化に対してより脆弱で、繁殖率が低く、生息地の変化に対して敏感だということを示唆している。

全体的に見て、低から中程度の発育不全の有病率は、この時期の条件が比較的良好だったことを示唆している、気候変動による課題にもかかわらず。

#ニッチ分割

研究は、異なるサイ科の種間のニッチ分割も強調している。食事の好みの変化を示すことで、研究は異なる種が異なる資源を利用するように適応したことを示唆して、競争を減らすことに寄与している。

#今後の研究への影響

この研究の結果は、サイ科の生態や変化する環境との関係についてさらなる研究が必要だということを強調している。他の分類群に対する同様の研究は、古代の気候が動物の進化にどのように影響を与えたかをより深く理解する手助けになるかもしれない。

#結論

オリゴシーン-中新世の遷移は、ヨーロッパのサイ科にとって重要な変化の時期を表している。この研究は、これらの動物が環境の変化にどう適応したかを明らかにし、先史時代の生態系のダイナミクスについて貴重な洞察を提供する。こうした歴史的なパターンを理解することは、現代の保全活動や変化する環境における生物多様性管理の文脈を提供するのに役立つ。