1億2000万年前の化石から生体高分子キチンを検出 ―白亜紀の野火に伴う「初期珪化作用」が拓く分子古生物学の新展開―

2026-10-09 東京大学

東京大学大学院理学系研究科などの研究チームは、福井県勝山市の約1億2,000万年前の地層から出土した淡水二枚貝の化石から、生体高分子であるβ-キチンが良好に保存されていることを発見した。対象は前期白亜紀の二枚貝 Nakamuranaia soni の殻皮で、電子顕微鏡観察、蛍光染色、フーリエ変換赤外分光分析(FT-IR)によって、現生種に似た微細構造とキチン特有の化学的特徴を確認した。さらに、白亜紀の野火で生じた灰に由来するシリカに富む地下水が、貝の死後早期に殻表面を薄いシリカ膜で覆い、微生物や分解酵素から有機物を保護したと推定した。この防護機構は「タフォノミック・シールド」と呼ばれる。微生物による分解が活発な淡水環境で、長期間にわたり生体分子が保存された仕組みを示す成果であり、化石の保存過程の理解や分子古生物学の発展に貢献する。

1億2000万年前の化石から生体高分子キチンを検出 ―白亜紀の野火に伴う「初期珪化作用」が拓く分子古生物学の新展開―
恐竜化石層から産出した白亜紀の淡水生二枚貝化石と貝殻の微細構造模式図

<関連情報>

中生代の淡水環境における初期段階の珪化作用によってもたらされた、キチン質の驚異的な保存 Exceptional Chitin Preservation Driven by Early-Stage Silicification in Mesozoic Freshwater Environments

Taro Yoshimura, Kentaro Nakayama, Kaito Asato, Yoshikazu Noda, Takenori Sasaki
Geobiology  Published: 08 October 2026
DOI:https://doi.org/10.1111/gbi.70067

ABSTRACT

Chitin is a fundamental structural biopolymer, yet its fossil record is predominantly biased towards marine Lagerstätten or specific stagnant non-marine settings, leaving its stability in dynamic continental environments poorly understood. Here, we report the molecular preservation of indigenous chitin within the shells of the bivalve Nakamuranaia soni from the Lower Cretaceous Kitadani Formation, Japan—a renowned dinosaur-bearing fluvial succession. While Paleozoic and Jurassic records of chitin exist for arthropods and brackish gastropods, our findings represent one of the earliest direct records of chitinous biopolymers within a strictly freshwater fluvial Lophotrochozoan. High-resolution FE-SEM and histochemical staining (Calcofluor White and Congo Red) revealed exceptionally preserved periostracal honeycomb-like templates, morphologically and chemically congruent with extant unionids. FT-IR spectroscopy confirmed diagnostic polysaccharide backbone linkages and amide modes matching reference β-chitin, while host-rock analysis (negative control) established the indigenous nature of these organics. Decalcification experiments yielded a rigid silica–chitin hybrid framework, suggesting that early-stage silicification acted as a ‘taphonomic shield’. We propose that rapid mineralisation, driven by volcaniclastic-rich hydrochemistry, encapsulated the microfibrils, providing both steric hindrance, and chemical stabilisation. This discovery demonstrates that authigenic silicification can mitigate the degradative effects of freshwater diagenesis, significantly expanding the spatial and molecular boundaries of the terrestrial fossil record.

1703地質
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