科学者たちはどのようにして恐竜の化石から軟組織を見つけたのでしょうか?

化石化は現実世界のメデューサです。生き物を石に変えます。珪化木を例に挙げてみましょう。木が枯れて堆積物に埋もれると、堆積物が木を保護し、ミネラルを含んだ地下水が木を浸透させます。鉱物が徐々に木に取って代わり、後には岩の複製が残ります。

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動物のような、より複雑な生物が化石になるときにも、同じことが起こります。伸縮性のあるもの、ふにゃふにゃしたもの、水っぽいもの、ゴム状のものはすべて腐敗し、ミネラルが骨を強化して石に変えます。 「ミイラ化した」化石が見つかった場合でも、保存されていた皮膚や他の臓器はもはや柔らかくありません。このような化石では、軟組織が腐敗するよりも早く鉱物が置き換えられるほど、体が腐敗から保護されていました。軟組織自体は完全に消失しており、石だけが残っています。

少なくとも、それが社会通念です。しかし2005年、化石化の基本原理に最初の一文から疑問を呈する論文がサイエンス誌に掲載された。「軟組織はティラノサウルスの後肢要素内に保存されている」。この論文はさらに、血管、骨基質、弾性組織が、あるべきではない場所にあると説明しています。

化石化についての長年の見解によれば、化石中にそのようなタイプの組織が存在することは不可能です。この論文の主著者であるメアリー・ヒグビー・シュバイツァーは、型破りな方法で研究にアプローチすることで、この型破りな結論に達しました。彼女の発見は科学界で物議を醸しただけでなく、一部の宗教界にも影響を及ぼした。

それでは、彼女はどのようにして岩の骨の中に伸縮性のある組織を見つけたのでしょうか、そしてダチョウはそれとどのような関係があるのでしょうか? 6,500万年前の軟組織を発見したという彼女の主張は、どのような分析によって裏付けられるのでしょうか?次に、シュバイツァーがどのようにしてサンプルを公開したのか、そしてこの画期的な発見にどのような偶然があったのかを見ていきます。

恐竜の骨の軟組織

2000年、古生物学者のボブ・ハーモンは、モンタナ州東部の白亜紀の化石が豊富な地域であるヘル・クリーク層でティラノサウルス・レックスの標本を発見した。少なくともティラノサウルスの化石に関する限り、このティラノサウルスはそれほど大きくありませんでした。しかし、発掘され、輸送のために石膏で包まれると、待機しているヘリコプターで運ぶには重すぎた。研究チームは化石を2つに分割し、その過程で大腿骨の1つを骨折させた。大腿骨の破片がノースカロライナ州立大学のメアリー・シュバイツァー博士のもとに届けられた。

シュバイツァーは、ほとんどの古生物学者が標本に対して行っていることとは逆のことを行いました。彼女はそれを保存して保護する代わりに、弱酸に浸して破壊しました。もし化石全体が岩石でできていたら、完全に溶けてしまったでしょう。しかし、シュバイツァーの論文（ジェニファー・L・ホイットマイヤー、ジョン・R・ホーナー、ヤン・K・トポルスキーの共著）で使われている用語では、酸が標本を脱灰したという。 7 日後、脱灰プロセスにより、以下を含むいくつかの予期せぬ組織が明らかになりました。

シュバイツァーが化石で発見した血管は、体の血管と同じように中空で、柔軟で、枝分かれしていました。それらはまた、透明であり、「小さな丸い微細構造」で満ちていた。これらの微細構造は視覚的には赤血球に似ていましたが、その正確な性質はまだ不明です。シュバイツァーが発見した組織は繊維状で伸縮性があり、弾力性があり、引き伸ばされた後は通常の形状に戻りました。

現在普及している科学理論は進化論の観点から恐竜と鳥を結びつけているため、シュバイツァー氏と彼女のチームはサンプルを死んだダチョウの骨と比較しました。彼らはサンプルが類似していることを発見しました。走査型電子顕微鏡で見ると、恐竜の皮質骨、つまり骨の緻密な部分はダチョウのものとほとんど区別がつきませんでした。

ティラノサウルスの骨の特定の断片から得られた発見はこれだけではありません。その後の論文で、シュバイツァーとその共著者らは髄質骨を発見したと発表した。髄骨は、メスの鳥が卵の殻を作るためにカルシウムを貯蔵するために使用する骨の一種です。鳥は卵を産むときだけこの骨を持っています。つまり、ティラノサウルスはどうやらメスで、妊娠していて、ある意味鳥に似ていたようです。

髄骨は肉眼で見ることができましたが、後のサンプルからの発見ではそうではありませんでした。 2007 年、シュバイツァーと 6 人の共著者は、サンプルの分析により、骨と軟組織の主要成分であるタンパク質であるコラーゲンの存在が明らかになったと発表しました。研究チームは、磁場を用いて原子と粒子の質量を分析する装置である質量分析計を使用して、タンパク質の存在を確認した。

2008 年までに、チームはサンプルからアミノ酸配列を単離し、それらを生体と比較しました。彼らがティラノサウルスの骨から発見したものは、今日のニワトリに似ていた。今回はクリス・L・オーガンが率いる研究者らは、マストドンの化石に同じ技術を使用し、それが今日のゾウに似ていることを発見した。

断片化されたアミノ酸鎖の一部を分離した後、研究チームはそれらを生きた動物のアミノ酸と比較しました。彼らは、ニワトリに見られる鎖に類似した鎖を 3 本、イモリやカエルに相当する鎖を 2 本発見しました 。

シュバイツァー氏とその同僚らは、他の化石でも同じ技術を試し続け、同様の結果が得られた。しかし、彼女の作品は依然として物議を醸している。彼女の研究に対する批評家や支持者の反応については、以下を読んでみてください。

若い地球の創造論と恐竜の組織

科学者たちは、メアリー・シュバイツァーの研究の一側面について同意しています。少なくとも化石化の基本概念によれば、彼女が発見した組織はそこにあるべきではなかった。このため、批評家はシュバイツァーが実際に発見したのは汚染されたサンプルであり、画期的な発見ではないと主張している。 6,500 万年以上も経てば、他の生命体が恐竜の骨を汚染する時間は十分にあります。化石は発掘中に人間や他の組織と接触することもあります。これは、細胞、組織サンプル、またはDNA鎖が特定の絶滅した動物に由来するものであることを証明しようとする研究者にとって課題となります。

シュバイツァーの最初の論文がサイエンス誌に掲載された後、一部の批評家は彼女が十分な分析を行う前に論文を発表したのではないかと示唆した。シュバイツァー氏はこの主張に少なくとも部分的には同意した。彼女は、チームがその後の研究のための資金を確保するためのステップとして調査結果を公表したと説明した。

シュバイツァーの2007年の論文（タンパク質の存在を報告した論文）に対する回答では、汚染の可能性を含め、調査結果に関するいくつかの疑問が指摘されている。マイク・バックリーと多くの共著者によって書かれたコメントでは、次のように述べられています。

コメントへの返答の中で、ジョン・M・アサラとシュバイツァーは、バックリーと彼の共著者がデータを誤解したと主張している。

タンパク質配列を記述したシュバイツァーの2008年の論文は、その組織がティラノサウルスに属し、無関係な汚染物質ではないという考えにある程度の重みを加えている。しかし、一部の批評家は依然として納得していない。たとえば、研究者のクリスティーナ・ニールセン＝マーシュ氏は、記述されたシーケンスは「全く意味をなさない」と述べたとナショナル・ジオグラフィックに引用された。多くの人は、ティラノサウルスほど古い標本にペプチドが存在するなどあり得ないと考えています。これは、タンパク質が別の供給源から得られたものであるという唯一の選択肢があることを意味します。

2008 年 7 月 20 日にジャーナル PLoS One に掲載された記事の中で、研究者のトーマス G. ケイ、ゲイリー ゴーグラー、ズビグニュー サヴロヴィッチはまさにそのことを主張しています。このチームは、さまざまな恐竜の化石に対して 200 時間以上の走査型電子顕微鏡分析を実施しました。シュバイツァーのサンプルにはフランボイドが含まれており、見かけの軟組織は本質的に池のカスであるという結論に達しました。研究チームは炭素年代測定を通じて、この物質が先史時代のものではなく現代のものであることも判明した。

しかし、別のグループにとって、シュバイツァーの発見は完全に理にかなっています。若い地球創造論者の見解では、軟組織は化石が科学者が報告しているほど古くないことの証拠だという。結局のところ、科学的推定によると、ティラノサウルスの化石は6,500万年前のものです。軟組織とアミノ酸はその時間のほんの一部しか持続しないはずです。地球の誕生が1万年未満であると信じる人は、シュバイツァーの発見を、化石化の性質を再検討するきっかけというよりは、地球が若いという説得力のある証拠と見るかもしれない。しかし、放射年代測定法（科学者が化石の年齢を決定するために使用する方法）を使用した分析は、1万年前の地球という考えと矛盾します。

シュバイツァーはインタビューの中で、彼女の発見はキリスト教の信仰と矛盾するのではなく、むしろ豊かなものになったとコメントしている。シュバイツァーは、組織がどのようにしてこれほど長く存続できたのかについての仮説を提示しています。 1 つは、高密度に石灰化した骨が、まだ発見されていない地質学的または環境的プロセスと組み合わされて、内部の構造を保護したということです 。そして、古生物学者コミュニティが最終的に問題の組織を受け入れるか反駁するかに関係なく、今回の発見により、以前は不可能だったアイデアが単なるありそうもないものになったようです。

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