古代の無顎魚が進化の飛躍の鍵を示す(Ancient fossil fish reveals key step before evolutionary boom)

2025-08-12 シカゴ大学(UChicago)

国際研究チームは、指先ほどの小さな化石から「Norselaspis glacialis」と名付けられた400万年前の顎無し魚の脳・心臓・鰭・耳など内部構造を、高精細X線断層撮影で再構築しました。結果、これまで顎を獲得した後に発達したと考えられていた鋭敏な感覚器(大型内耳)、強力な循環系(巨大な心臓と血管網)、高機動性を支える鰭などが、顎獲得より先に進化していたことが判明しました。つまり、これらの「捕食者としての基盤」は、顎進化のずっと前に始まっていたのです。研究は従来の「顎が先」という仮説を覆すものであり、顎獲得という進化の瞬発的変化は、すでに高度な運動・感覚システムの上に乗ったものであることを示しています。この発見は、脊椎動物進化の初期段階における重要な変化の順序を新たに示すものであり、ジェネンティックに変わるかつてない“進化の再解釈”をもたらしています。(『Nature』8月6日掲載)

古代の無顎魚が進化の飛躍の鍵を示す(Ancient fossil fish reveals key step before evolutionary boom)
Digital 3D image of the Norselaspis skull showing the brain and inner ear.Image courtesy of Michael Coates

<関連情報>

顎を有する脊椎動物の姉妹群における頭部と体幹の接合部の新規な組み立て Novel assembly of a head–trunk interface in the sister group of jawed vertebrates

Tetsuto Miyashita,Philippe Janvier,Kristen Tietjen,Felisa Berenguer,Sebastian Schöder,Federica Marone,Pierre Gueriau & Michael I. Coates
Nature  Published:06 August 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-025-09329-9

Abstract

The standard scenario for the origin of jawed vertebrates depicts a transition from benthic grazers to nektonic predators1,2,3, facilitated by a suite of anatomical innovations, including elaborate sensory systems, a high-flow heart and the integration of jaw-opening muscles with the craniothoracic hinge4,5,6,7. However, the lamprey-like internal anatomy8,9,10,11,12,13 reconstructed for osteostracans, the sister group of jawed vertebrates, seem to lack these gnathostome traits, implying a morphological gap despite phylogenetic proximity. Here, using synchrotron-based X-ray microtomography on the model osteostracan Norselaspis glacialis, we reveal derived gnathostome traits straddling a uniquely ossified head–trunk interface in this jawless fish. The inner ear of Norselaspis shows sensory elaborations (enlarged pars inferior and sinus superior) acquired well before the origin of jaws. As in crown gnathostomes, paired venous drainage channels blood into a high-volume cardiac tract. We also confirm a feature not yet demonstrated in any other vertebrate, to our knowledge: the most anterior trunk nerve extends its single trunk to the pectoral fin. In this respect, our reconstruction challenges the hypotheses14,15,16 that the gnathostome shoulder evolved from the gill apparatus. Our observations highlight Norselaspis as a prelude to the intercalation of the muscular neck and throat that would power the early jaw apparatus. Therefore, the vertebrate jaw—often considered the functional driver for ‘gnathostome’ innovations1,2,3—evolved instead as a follower to the sensory enhancement, increased cardiac output and greater locomotory control now inferred in the jawless sister group.

1702地球物理及び地球化学
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