長さ40フィートのヘビであるチタノボアの発見方法| 科学| スミソニアン - 記事、科学、恐竜

カリブ海沿岸から60マイルのコロンビア北部の低地の熱帯地方では、Cerrejónは空っぽの、禁止された、一見果てしない地平線のほこりだらけの奥地であり、植生が取り除かれ、周囲15マイルの巨大なピットにつながる未舗装の道路に交差しています。ワシントンDCよりも広い地域をカバーし、約10, 000人の労働者を雇用する世界最大の石炭事業の1つです。炭鉱を運営している多国籍企業Carbones delCerrejónLimitedは、昨年だけで3150万トンの石炭を採掘しました。

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Titanoboaが登場します。実物大のレプリカは本物のボアと同じくらい大きくて悪いです。

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スミソニアンチャンネルの新しいドキュメンタリーでは、朝食にワニを食べて現代のアナコンダをガーターヘビのように見せてくれる獣について知っておくべきことをすべて説明します。

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それは捕食者の究極の戦いです-ティラノサウルスの巨大な咬傷に対するモンスターヘビの信じられないほどの力。彼らはさまざまな時代と場所に住んでいましたが、もし彼らに会ったら誰が勝つでしょうか？

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野生では、おそらくチタノボアは大きなワニ、魚、および他のヘビを食べましたが、今日国立動物園でチタノボアがいた場合、動物園の飼育係はそれを食べますか？

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スミソニアン熱帯研究所の古植物学者であるカルロス・ジャラミロにとって、化石を見つける興奮は決して古くならないようです。

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また、セレホンは恐竜が姿を消したばかりで新しい環境が出現した地質学的瞬間のユニークなスナップショットを科学者に提供する、世界で最も豊かで最も重要な化石堆積物の1つでもあります。「セレホンは、世界のどこにでもある完全な古代熱帯生態系の最高の、そしておそらく唯一の窓です」と、スミソニアン熱帯研究所の古生物学者であるカルロス・ジャラミロは言いました。「植物、動物、すべて。すべて揃っており、熱帯地方のどこにも見当たりません。」

5800万年前、恐竜のyears落から数百万年後のCerrejónは、すべてが今日よりも暑く、湿っており、より大きくなった巨大な湿地のジャングルでした。木はより広い葉で、現在のアマゾンの80インチと比較して、年間降水量が150インチを超える、より大きな降水量を示しています。平均気温は、華氏80年代半ばから高い華氏またはそれ以上で推移した可能性があります。北を流れる川からの深層水は、ヤシの木、広葉樹、時折の大地のハンモック、腐敗した植生の周りを渦巻いていました。 flood濫原からの泥は、数十フィートの厚さの腐った土の蒸し層で、枯れた葉、枝、動物の死体を定期的にコーティング、覆い、圧縮しました。

川の流域には、マンホールの蓋の2倍の大きさの殻と少なくとも3つの異なる種のワニの親類が数十フィート以上もいるカメがいました。また、現代のアマゾンのいとこの2〜3倍の大きさの7フィートの肺魚がいました。

このジャングルの主人は本当に壮観な生き物でした。長さ40フィート以上、体重1トン以上のヘビです。この巨大なヘビは、現代のボアの収縮体のように見えましたが、今日の水に生息するアナコンダのように振る舞いました。それは沼の住人であり、恐ろしい捕食者であり、目を引いたあらゆる動物を食べることができました。体の最も厚い部分は、男性の腰とほぼ同じ高さです。科学者はそれをTitanoboa cerrejonensisと呼んでいます。

それは史上最大のヘビであり、その驚異的なサイズだけでは最も日焼けした化石ハンターを眩惑させるのに十分ではない場合、その存在の事実は、地球上の生命の歴史を理解し、場合によっては将来を予測することにも影響を与える可能性があります。

チタノボアは、スミソニアン海峡で4月1日に初演された「チタノボア：モンスタースネーク」のスターになりました。ヘビとその環境に関する研究は継続しており、2011年のフィールドシーズン中にTitanoboaチームに追いつきました。

フロリダ大学古生物学者のジョナサン・ブロックとネブラスカ大学の古生物学者のジェイソン・ヘッドは、化石を発見したホルヘ・モレノ・ベルナルという名前のスミソニアン研究所のインターンと共に、 チタノボア遺跡のセットを調べる執 tropicalな熱帯の太陽の下で身をかがめました。数週間前。 3人全員に日焼け止めを塗り、重い水筒を運んでいました。彼らは長袖のシャツを着て、何年も前に機械によって地表が削られていた日陰のない月面の重いハイキングブーツで歩き回りました。

「おそらく30〜35フィートの範囲の動物だ」とBlochは新しい発見について語ったが、サイズは彼が考えていたものではなかった。この華麗なカリブ海の先見の明でブロッホの胃がひらひらしていたものは、5フィート離れた頁岩に横たわっていました。

「あなたはヘビの頭蓋骨を見つけることはありません。私たちはそれを持っています」とブロッホは言いました。ヘビの頭蓋骨は、あまりうまく融合していないいくつかの繊細な骨でできています。「動物が死ぬと、頭蓋骨はバラバラになります」とブロッホは説明した。「骨が失われます。」

Cerrejón頁岩の泥岩に抱かれたヘビの頭蓋骨は、Bloch、Head、および彼らの同僚が長年にわたって探し求めていたTitanoboaの一部でした。「これはまったく新しい特性を提供します」とBloch氏は述べています。頭蓋骨は、研究者がチタノボアを他のヘビと比較し、進化ツリーのどこに位置しているかを把握する能力を高めます。それは、そのサイズとそれが食べたものに関するさらなる情報を提供します。

さらに良いのは、頭を付け、足元にあるスケルトンを身振りで示すことです。「私たちの仮説は、頭蓋骨がスケルトンと一致するということです。 1匹の動物だと思います。」

巨大な鉱山の周辺を見ると、古代の荒野の証拠が至る所で見られます。足の厚い石炭の鉱脈がトラックで運び去られるたびに、泥岩の下層が残され、エキゾチックな葉や植物の化石やすばらしい生き物の骨に富んでいます。

「何か良いものを見つけたとき、それは生物学的反応です」とブロッホは言いました。「それは私の胃で始まります。」

Cerrejónは、Blochにそのような多くの瞬間を提供しました。

ale新世エポックの川の怪物の探索は、コロンビアの地質学者ヘンリー・ガルシアがなじみのない化石を発見した18年前に偶然にここから始まりました。彼はその標本を石炭会社の陳列ケースに入れ、「Petrified Branch」というラベルが付けられ、忘れられました。

9年後、ブカラマンガにあるコロンビアのサンタンデール工科大学の地質学部学生であるファビアニーヘレラは、フィールドツアーでセレホンを訪れました。炭鉱の炭田を歩き回って、彼は砂岩を拾い上げて裏返しました。化石の葉の印象がありました。彼は別の岩を拾いました。同じこと。そしてまた。

エレーラは、当時国営石油会社で働いていたジャラミロに発見を示し、セレジョンには興味深い岩や石炭層よりもはるかに多くのものを提供できると疑っていました。彼とヘレラは2003年に本格的なCerrejónへの遠征を組織し、スミソニアン国立自然史博物館の化石植物のキュレーターである古生物学者のスコットウイングを招待しました。

植物や動物のほとんどの化石は、温暖な気候か、砂漠や高地などの熱帯地方の孤立したニッチにあり、風が砂や石を吹き飛ばして古代遺跡を露出させます。赤道付近の他の化石は、数百万トンの土壌と植生の下に埋もれており、アクセスできません。セレホンでは、石炭の探求によってこの覆いが取り除かれました。

Herreraは他の研究者の助けを借りて、Cerrejónで4か月間過ごし、いくつかの異なる鉱山から2, 000を超える植物標本を収集しました。誰もセレジョンの年齢と場所のサイトを探索したことがなかったので、彼は何を期待するのか分からなかった。馴染みのない種で満たされた古代の森の代わりに、「植物はすべて、私たちが今日見つけたものの親類でした」とヘレラは言いました。「チョコレート、ココナッツ、バナナ、マメ科植物があります。今日ほど多様ではありませんが、現代の南アメリカの熱帯雨林の起源は突然そこにあります。」

ウィングが炭鉱に到着したとき、彼は石炭会社の陳列ケースを見て、「石化した枝」は見た目ではなく、植物がセレホンの唯一の魅力ではないと判断しました。「私はポイントアンドシュートカメラを持っていました」とウィングは回想します。「訪問の初期に、会社はキャビネットを開けられるかどうか尋ねましたが、誰も鍵を見つけることができませんでした。」ウィングはガラス越しに写真を撮り、アメリカ合衆国に戻り、ゲインズビルのフロリダ大学のブロッホに電子メールを送りました。、無関係なプロジェクトの共同作業者。

「飛び出しました」とブロッホは言った。彼は陸生動物の化石の顎骨の一部を見ていました。その年齢の陸生脊椎動物は、南アメリカの熱帯緯度では見られませんでした。顎骨は、現在は絶滅している非常に大きなワニのような生き物であるジロサウルスから来ました。化石は、おそらく他の脊椎動物の発見がなされることを示した。

ブロッホとウィングはすぐに別の旅行の計画を立て、セレホンでエレーラとジャラミロに会いました。ウイングは、ブロッホに陳列ケースを見せ、錠をくねらせ始めました。ガラスが割れた。翼が届き、ジロサウルス標本を摘み取り、その背後に隠された2つ目の骨を見つけました。これは「骨盤のように見えた」とウィングは回想します。そうだった。

ガルシアは、拡張されたウェストピットとして知られる鉱山で化石を発見したと説明しました。彼はそこに訪問者を連れて行った。石炭の層が表面から取り除かれ、熱帯の太陽の下で焼かれた裸の泥岩の広大な領域が残った。「それは亀の甲羅で覆われていました」とヘレラは回想します。彼らは白く漂白され、熱できらめきました。

チームは化石を収集し、ゲインズビルに戻りました。次の数か月間、米国とコロンビアの学生は他のCerrejónのサイトを探索し、Blochに写真をメールで送りました。 6, 000ヘクタールのセレホンのノースゾーンをカバーする巨大なオープンピットであるラプエンテカットは、最も有望であるように見えました。

「私は非常に興奮していました」とブロッホは回想します。「信じられないようなものがそこにあると確信していました。」

ラプエンテは、雨水と地下水で満たされた湖に下り坂を導くガリーによって切断された、柔らかい泥岩の禁止された裸の表面です。唯一の植生は、たるんだしがみついた茂みです。ピットは華氏90度を超える温度で光り、時速25マイルの突風で熱風が絶えず吹きます。メタンは湖の向こう側の裸の崖から定期的に噴火します。巨大なトラックが遠くに発見され、爆破後に大量の石炭がすくい上げられます。

泥岩は古生物学の有料汚れでした。「どこを歩いていても、骨を見つけることができました」と、最初の旅行の素晴らしさを思い出しながら、ブロッホは言いました。

その遠征中、2004年に、研究者は見たものすべてをつかみ、すべてが大きかった：rib骨、脊椎、骨盤の一部、肩甲骨、5フィート以上の亀の甲羅。彼らはいたるところにジロサウルスとカメを発見しましたが、他の動物も同様に発見しましたが、チームはすぐにすべてを分類できませんでした。彼らはできることをビニール袋に入れてから、穴を掘り、大きな断片を石膏でキャストしました。

「それは探査のようなものです」とBloch氏は言いました。ブラシやピンセット、そして目が地面に焦点を合わせた状態で、必要なものが見つかるまで歩きます。ビニール袋に少し入れて、ラベルを付けます。 GPSデバイスで大きなピースをマークし、石膏と防水シートで翌日戻ってきます。あまりにも長い間待つと、GPSの読み取り値は役に立たなくなります。雨は呪いであり、斜面をすべて洗い流し、二度と見られません。しかし、雨は祝福でもあります。雨が止むと、まったく新しい化石のフィールドが探検できるようになります。

次の5年間、ブロッホとジャラミロは、ケレホンへの遠足をリードし、脊椎動物の化石の安定した流れをゲインズビルに送りました。遺跡の多くは、現代の動物のものと少し似ていましたが、はるかに大きいだけでした。カメの1つの新種は、1.5フィート長で、今日の最大のアマゾン川カメよりも67％大きくなりました。

化石と比較できる現代のジロサウルスはありませんが、フロリダ大学の大学院生であるアレックス・ヘイスティングスは3つの新しい種について説明しました。そのうちの1つは15〜22フィートの長さでした。別の獣は「食事のゼネラリスト」であり、「大きな亀を食べることができた」とヘイスティングスは言った。それは、巨大な顎と、その端から1.5フィートのシェルを貫通することができる「死のかみ傷」を持っていた。「これらは大きな動物です。」

2007年、ヘイスティングスは「ワニ」とラベル付けされた化石の出荷を検査し、奇妙な、そして非常に大きな椎骨に気づきました。彼の訓練された目では、明らかに「ワニからではない」。彼はそれを仲間の大学院生ジェイソン・バーク、化石保護主義者および爬虫類の専門家に見せた。

「それはヘビだ」とブールは言った。彼は大学の爬虫類コレクションを掘り下げ、アナコンダの椎骨を思いついた。それは小さかったが、化石にかなり似ている。ブロッホ、ヘイスティングス、その他のチームは、セレホンの標本の略奪を開始しました。新たな遠征隊がラプエンテを訪れ、化石ヘビのさらなる断片を探しました。最終的に、チームは28種類の動物から100匹のヘビの脊椎を収集しました。

「何年もの間、それらのいくつかを持っていました」と、ブロッホは言いました。「それらを認識しない唯一の言い訳は、以前に蛇の脊椎を拾ったことです。そして、私は言った、「これらは蛇の脊椎にはなり得ない」。誰かが私にサイほどの大きさのネズミの頭蓋骨を渡して、「それはネズミだ」と言ったようなものです。不可能です。」

明らかに、そうではなかった。「ヘビの大きさを知る必要があったので、私に話すことができる世界で唯一の男に電話しました」とブロッホは言いました。それがジェイソンヘッドで、トロント大学で働いていました。彼らは、Blochがミシガン大学の大学院生で、Headが学部生だった1990年代初頭に出会いました。

ブロッホは「大量の」骨サンプルを収集し、彼のオフィスに運び、コンピューターiChatのヘッドを呼びました。頭が見えるように、彼は椎骨を持ち上げた。これはヘビですか？

「今夜チケットを購入する」とヘッドは言った。

頭はゲインソンビルでセレホンの研究者と数日間過ごしました。彼らは2つの異なる化石ヘビからの脊椎に焦点を合わせました。頭はすぐに、その生き物にはT字型の脊椎があり、骨には「ボイド」ヘビに特有の多くの特徴があり、ボアの収縮体とアナコンダを含む血統であることに気付きました。

現在、南アメリカでは両方の種が一般的です。ボアの長さは最大14フィート、重さは最大100ポンドです。アナコンダは20フィートを超え、体重が500ポンドを超えることがあります。 Cerrejónのヘビの骨は、ボアと密接な関係があることを示唆していましたが、Cerrejónの環境は、現代の南アメリカのアナコンダのようなライフスタイルを提供しました。アナコンダは、動きの速い川と沼の両方で快適です。そして、アナコンダが大きいにもかかわらず、これらのヘビははるかに大きかった。

どれくらい大きい？古代のヘビの大きさの問題は、きちんと連結された列に背骨全体が決してないことです。あなたは個々の骨を手に入れます。多分ペアで、時には3つ一緒に。そして、脊椎に沿った正しい位置に個々の椎骨を配置できない限り、動物の長さを知ることはできません。

インディアナ大学の古生物学者P.デビッドポリーは、2年間、生物種に基づいたヘビの脊柱の数学モデルを構築してきました。ポリーが説明したように、ヘビの脊椎は「美しくて複雑で、すべてのヘビに共通するいくつかの特徴があります」。

これらの関節、尾根、およびノブを調べ、個々の脊椎をグラフ上の座標点のセットとして記述することにより、Head and Pollyはすべてのヘビのテンプレートを作成しました。進化の過程で「より多くの脊椎を追加することでヘビが大きくなります」とヘッドは言い、現代のパイソン、ボアまたはアナコンダの脊柱には最大300個の脊椎がある可能性があります。「しかし、大きなものはある点までしか脊椎が増えず、それから脊椎は大きくなります。」

個々のTitanoboa椎骨の座標を開発した後、Head and Pollyはモデルを使用して正しい脊椎位置に配置し、 Titanoboaの長さを決定しました。チームは、 Titanoboaが42フィートから49フィートの間であると、 Natureで最初の結果を発表しました長く、平均重量は2, 500ポンドです。 Cerrejónの椎骨は、異なる動物のものであるにもかかわらず、すべて同等のサイズでした。 Titanoboaでは、例外ではなく巨大なルールがありました。

Cerrejónチームは、本物の原始モンスターと思われるものを発見しました。 チタノボアはスクールバスと同じくらい長く、小さなサイと同じくらいの重さでした。しかし、ボイドスタイルの椎骨を除けば、それは最初はその生物について言えることすべてでした。

昨年のチタノボアの頭蓋骨の発見は、研究を進めるための鍵でした。「それは美しくはありませんが、それは蛇の頭蓋骨であり、それらの多くはありません」とブロッホは言いました。「私たちがセレホンに行ったとき、「空にパイ、 チタノボアの頭蓋骨が見つかるだろう」と考えました。」

「—そしてそれからやった」とヘッドは付け加えた。

彼らはBlochのGainesvilleオフィスの2つの顕微鏡の前に並んで座っていました。 チタノボアのような化石から新しい骨を評価するプロセスは退屈で反復的です。彼らは、個々の頭蓋骨の輪郭を、大学のヘビのコレクションから絶妙に保存された現代のボア、アナコンダ、パイソンの頭蓋骨と比較していました。

BlochとHeadは、最初の分析（ Titanoboaはanacondaよりもボアである）が持続するかどうかを判断したかったのです。顎骨の断片は、 チタノボアの口と頭全体が2フィート以上の長さであった可能性を示唆しています。下顎を頭蓋骨に接続するヒンジ骨である四辺形により、下顎の背部がTitanoboaの脳の後ろに伸びました。その口は「大きく開き、広く開く」可能性がある、とヘッドは言った。

ただし、少なくとも1つの矛盾がありました。顎骨の破片の穴の数を調べることで、ブロッホとヘッドは、 チタノボアは現代のボアよりも歯が密に詰まっていると結論付けました。「それはより専門的な魚食いですか？」と頭は尋ねました。「歯がたくさんあると、滑りやすいうろこ状の魚をつかむのが簡単になります。」

しかし、 ティタノボアに関する限り、それはおそらく重要ではなかったでしょう。クロックスとカメは間違いなく魚を食べましたが、 チタノボアは食物連鎖の頂点にいました。魚を食べることもできましたが、クロックスとカメを食べることもできました。「一部のヘビ、特にアナコンダは、ワニを食べることができ、実際に食べます」とヘッドは言いました。「それでも、怪物の代わりに、泳いでいる魚をつかむ底に座っているただの大きな怠zyなヘビだとしたら、奇妙ではないでしょうか？」

ブロッホは笑った。「私はそうは思わない。」

最終的に、彼らはチタノボアの頭蓋骨が他のボアの頭蓋骨とは異なることに同意しましたが、絶滅した動物がボアまたはアナコンダとより密接に関連していたかどうかを判断できませんでした。

ヘビの大きさは、それがどのように大きくなるのか、そして生き残るために何が必要なのか、すぐに疑問を投げかけました。 Cerrejónチームは2009年に、 チタノボアは平均気温が華氏86〜93度で、今日の熱帯林で最も暑い平均である82度よりもかなり高い気候に住んでいなければならないと結論付けました。

その主張は、「非常に物議を醸していた」とヘッドは認めた。

過去数年間、 チタノボアの研究者や他の専門家は、巨大なヘビが住んでいた気候の理解とモデル化を試みてきました。5800万年前の気温の最適な推定方法については、いくつかの意見の相違がありました。

チタノボアは体温が生息地の温度に依存する冷血な動物でした。爬虫類は、温暖な気候ではより大きく成長することができ、必要な代謝率を維持するのに十分なエネルギーを吸収することができます。それが昆虫、爬虫類、両生類が温帯よりも熱帯で大きくなる傾向がある理由です。この見方では、異常な熱がヘビを巨人にしたものです。同じ原理は、セレホンの古代のカメと肺魚が、チタノボアのように、現代の親thanよりもはるかに大きい理由を説明するでしょう。

冷血体重と周囲温度との関係は、ロシアのサンクトペテルブルクにある核物理研究所の研究者による2005年の研究の主題でした。さまざまな異なる周囲温度で種のサイズを調べることで、Anastassia Makarievaらは、化石を使用して遠い過去の温度を推定する方法を計算しました。

ヘッドとブロッホは、ロシアのデータに加えて、今日のアナコンダとアマゾンの生息地に関する情報を使用して、 チタノボアが古代セレホンで生き残るために驚くほど暖かい温度を必要としていたと結論付けました。

しかし、何人かの研究者は彼らの結論に同意しません。オーストラリアのメルボルン大学の古気候学者ケール・スナイダーマンは、マカリエバのアプローチに懐疑的です。彼は、温暖なオーストラリアの古代のトカゲが少なくとも16.5フィートの長さに成長したことに注目しました。モデルをその化石に適用すると、現在熱帯地域に住んでいるトカゲは33フィートに到達できるはずだと予測されます。別の批評では、バイオメカニクスの専門家であるスタンフォードのマーク・デニーは、 チタノボアの研究者はそれを後回しにしていると言います：ヘビは非常に大きく、周囲の温度がチームの推定値よりも4から6度冷やされていたに違いないほど大量の代謝熱を生成していた、またはヘビが過熱したでしょう。

ヘッド、ブロッホ、ポリー、およびジャラミロはチームのアプローチを擁護しましたが、彼らは当初の見積もりが少し高かったかもしれないことを認めています。近くの海洋コアサンプルから得られた最近のデータは、温度が82〜88度に近いことを示唆しています。それでも、彼らは、 チタノボアの森は今日の熱帯林よりもはるかに暖かいと言った。

その森林から化石化した葉の分析は、それがうねったという考えを支持します。ジャラミロとヘレラは、葉の炭素同位体と水を出し入れする細孔の密度を研究しました。彼らは、大気中の二酸化炭素のレベルは今日よりも50パーセント高いと計算しました。これは、平均気温が少なくとも82.5度であり、おそらくかなり高いという他の手法の推定値に適合します。

温度は、熱帯で種がどのように生き延びたか、そして気候が変化したときにどのように生き残るかについての意味を持っています。二酸化炭素などの温室効果ガスによる地球大気の急速な汚染は、地球温暖化を引き起こしています。これは、チェックしなければ、熱に対処できない種の大規模な枯渇を引き起こす可能性があります。

温度が上昇すると、ある時点で植物は適切に光合成できなくなるはずです。「異なる植物グループが最大になる時期を把握するのは難しい質問です」とウィングは言いました。「植物が熱を発散できないと、最終的には死にます。」

チタノボアの時代、「大量のバイオマスを含む非常に生産的な森林が見つかります」とジャラミロは言いました。 チタノボアとその緑豊かな生態系が高温で調和していれば、地球温暖化は生態学的な大惨事につながりません。いくつかの植物。「おそらく現代の植物には対処能力がある」とジャラミロは言った。

しかし、JaramilloとTitanoboaチームの他のメンバーは、温暖化の傾向に何百万年も適応できれば、気候変動への対処がはるかに簡単になると指摘しています。気候学者が今日の温室効果、あるいは2, 000年のペースを特徴づけているように、200年で調整を行うことはまったく別の問題です。

古生物学者は今年、セレホンに戻り、5800万年前の赤道付近で世界がどのようなものであったかについて、より多くの化石、種、および証拠を探します。

「過去について知るのが最も難しいことは、それがどれほど異なっていたかです」とウィングは言いました。