中国で発見された羽毛恐竜、飛行能力は鳥類とは別の進化経路で獲得か

飛行の進化史を塗り替える全長57センチの化石

中国北東部の九仏堂層から見つかった羽毛恐竜が、鳥類とその近縁にあたる一部の恐竜が、飛行に関わる解剖学的特徴を異なる進化の順序で獲得したことを示す新たな証拠をもたらしている。Norellraptor barsboldi（ノレルラプトル・バルスボルディ）と命名されたこの標本は全長57センチで、羽毛の痕跡の一部をとどめた全身骨格が保存されている。

最も示唆に富む結果は、恐竜の系統樹全体との比較から得られた。研究チームは、ノレルラプトルが属するミクロラプトル亜科の系統で生じた194の解剖学的変化を復元した。このうち57は鳥類につながる系統にも見られた。割合にすると約29.4％で、研究成果の説明では30％に丸められている。ただし、類似した特徴が現れた順序は両グループで異なっていた。

ミクロラプトル亜科では、指の骨が短くなった後に、手首と手の骨の癒合や胸骨の伸長などの変化が起きた。一方、鳥類の系統では逆の順序で変化が進んだ。研究者らは、この違いは同じ飛行器官を受け継いだ、あるいは同一の発生パターンに導かれて進化したというより、飛行に関わる解剖学的特徴がそれぞれ独立して組み立てられたことを示すと論じている。

Wang Xuri氏らは、化石とその分析結果を、2026年9月29日付で発表された「Nature Communications」の研究論文で報告した。研究には中国地質科学院や河北地質大学の研究者のほか、イタリアやスロバキアの研究者を含む国際チームが参加した。

この結論が扱うのは、空中移動に関わる特徴が近縁グループの間でどのように進化したかだ。この個体が持続的な動力飛行を行えたと証明するものではない。この区別によって、骨に残された証拠と、より広い進化上の解釈とが分けられる。

農家の発見から新種の命名まで

地元の農家が遼寧省建昌県で化石を発見し、2023年に河北地質大学の博物館に寄贈した。論文では産地を遼寧省西部の喇嘛洞鎮と特定し、下部白亜系の九仏堂層に位置づけている。

化石を含む岩層は約1億2000万年前のものとされる。これは、発見についての一部の説明で使われている、約1億4500万年前から1億年前までという白亜紀前期の大まかな年代よりも詳しい。この広い年代幅は地質時代を示すもので、個々の化石の正確な年代測定値ではない。

標本には130108-MHGU-F4281の番号が付され、新種の定義の基準となるホロタイプ（模式標本）とされている。骨格はほぼ完全とする説明もあるが、論文では完全な骨格と記載され、肩帯と腰帯の周辺で骨のずれが中程度に見られるとしている。

確認されている経緯は、地質時代から近年の研究まで次の通りだ。

• 白亜紀前期：現在の遼寧省西部にあたる地域に生息し、遺骸は九仏堂層に保存された。
• 2023年：化石が河北地質大学の博物館に寄贈された。
• 2026年9月29日：ノレルラプトル・バルスボルディとその進化上の意義を記載した研究が「Nature Communications」に掲載された。

ノレルラプトルが独立した種とされる理由

学名は、鳥類と恐竜の近縁関係の確立に貢献した2人の古生物学者にちなんでいる。Norellraptorは米国の古生物学者マーク・アレン・ノレル氏に、barsboldiはモンゴルの古生物学者リンチェン・バルスボルド氏にちなむ。論文は、鳥類に似た解剖学的特徴を持つ恐竜の研究に対する両氏の卓越した貢献をたたえている。

分類の根拠は羽毛だけではなく、骨格上の特徴の組み合わせにある。具体的には、吻部にある通常より大きな開口部、下端に小さな突起を持つ緩やかに湾曲した恥骨、さらに歯や手首、足、四肢の比率に見られる特有の違いが挙げられる。

比較により、ノレルラプトルはミクロラプトル、チャンユラプトル、ウーロン、ジョンジアノサウルスなど複数のミクロラプトル亜科の恐竜と区別される。例えばジョンジアノサウルスと比べると、尾と胸骨が体の比率に対して短く、後肢に対する前肢も短く細いと論文は指摘している。

ミクロラプトル亜科が明かす空中移動の進化

ミクロラプトル亜科は、鳥類に近縁な小型の肉食恐竜だ。このグループの体重は約1キログラムと説明されるが、ノレルラプトル標本で実測された体重ではない。ミクロラプトル亜科の化石は数百点見つかっており、解剖学的特徴の比較に役立つ豊富な記録がある。

前肢と後肢の両方に長い羽毛が保存された種もいる。この特徴から、滑空したのか、自力で飛行したのか、あるいは異なる形で空中を移動したのかを研究者らは調べてきた。論文は、グループ内のすべての種が同じ能力を持っていたとするのではなく、少なくとも一部の種に空中移動への適応があったと述べている。

ミクロラプトル亜科と鳥類は、鳥類とその最も近縁な恐竜を含む大きなグループ、パラヴェス類に属する。このグループの中で、ミクロラプトル亜科はドロマエオサウルス科の恐竜に含まれ、鳥類の系統はアヴィアラエと呼ばれる。近縁であるため類似点は重要な手掛かりとなるが、どの特徴が共通祖先から受け継がれ、どれが別々に進化したのかという難しい問いも生じる。

保存状態の良い化石は、この問いに取り組む手掛かりになる。他のミクロラプトル亜科の化石には羽毛の細部や、消化管内容物の痕跡まで残っている。ノレルラプトルは特に完全な骨格と骨組織の証拠をもたらし、進化上の位置づけと成長段階の両方を検討できる。

類似する特徴、異なる獲得順序

比較の結果、ミクロラプトル亜科の系統で復元された194の解剖学的変化のうち、57の特徴が鳥類と共通していた。研究を紹介する記事では、翼の羽毛、かぎ状の趾骨、上腕骨より長い前腕骨などが例に挙げられている。論文は、この約30％の共通性を、鳥類の系統と独立して獲得された類似形質として示している。

この数字の解釈には注意が必要だ。進化系統上の変化として復元された特徴の数であり、ノレルラプトルが飛行できたことを194通りに実証したわけではない。また、30％という数値は、この恐竜が鳥類の飛行システムのどれだけを備えていたかを示すものでもない。

中心となる検証点は、特徴を獲得した順序だった。早い段階で指が短くなり、後に手首と手の骨がまとまる経過は、先にそれらの構造が強化され、その後に指が短くなる経過とは異なる。研究者らは、飛行に関わる特徴が現れた順序に、ミクロラプトル亜科と鳥類の系統の間で一貫した違いがあることを確認した。

この化石の意義は、羽毛を持つ新たな種が化石記録に加わったことにとどまらない。進化の到達点が似ていても、その道筋は異なる場合がある。ミクロラプトル亜科の進化の中で後に分岐したグループにノレルラプトルを位置づけたことで、研究チームは、異なる進化史がどう進んだかを復元するための新たな比較対象を得た。

3つの仮説を検証

この研究では、ミクロラプトル亜科と鳥類の類似点について、3つの対立する仮説を検討している。1つ目は、初期のパラヴェス類の祖先がすでに初歩的な飛行能力を持っていたという説だ。この場合、鳥類とミクロラプトル亜科はその能力を受け継いで発達させ、他の近縁群は後に失ったことになる。

2つ目は、飛行能力が独立して生まれたという説だ。このモデルでは、空中移動に伴う類似の要求から、別々の系統で似た特徴が生じた。異なる系統で類似した形質が独立して進化する現象は、収斂進化と呼ばれる。近縁種は共通祖先から多くの特徴を受け継いでいる一方で、収斂進化による類似も示すことがある。

3つ目の仮説は、発生上の制約を共有していたというものだ。空中移動への適応が別々に生じたとしても、受け継がれた成長パターンが両系統を似た解剖学的特徴へと導き、同じ順序で変化が起きた可能性がある。その場合、両者の類似は、完成した飛行器官そのものを共有していたためというより、共通する発生過程の影響を部分的に受けたものとなる。

研究者らは、2つの系統で特徴が形成される順序が繰り返されたかどうかを調べ、この3つ目の可能性を検証した。復元結果によると、同じ順序ではなかった。骨の成長に関する証拠と合わせると、この結果は、異なる選択圧によって形づくられた別々の進化経路を支持する。鳥類とミクロラプトル亜科の共通祖先の存在を否定するものではなく、両者の類似を説明する特定の仮説に疑問を投げかけている。

骨の成長から年齢も推定

研究チームは年齢を推定するため、前腕の骨の一つである橈骨を調べた。骨組織には、骨の成長が遅くなったり一時的に止まったりした際に残る成長停止線が2本確認された。これらの線は成長周期の記録となるが、骨の内部が作り替えられる過程で、初期の記録が失われる場合もある。

2本の線が残り、さらに次の成長帯の始まりが確認されたことから、孵化後少なくとも2年が経過していたと考えられる。ただし、内部の大きな空洞を取り囲む外側の骨が比較的薄いことから、初期の成長帯が完全に消失した可能性が高く、研究者らはこの推定を過小評価と判断した。そのため、年齢は最低3歳と推定された。

この標本は死んだ時点でも成長を続けていた。一方、下腿や足の骨が癒合していたことや、長骨の表面が滑らかだったことは、幼齢期を過ぎた段階にあったことを示している。成熟度の指標として体の大きさだけを使うのは信頼性に欠けることが、こうした観察から分かる。

ノレルラプトルの年齢は、比較対象となった他の標本の中間に位置する。未成熟なウーロン・ボハイエンシスのホロタイプとシノルニトサウルスの標本は2歳未満と推定される一方、成体のチャンユラプトル・ヤンギのホロタイプは少なくとも5歳とされる。これらは各種の寿命を示すものではなく、それぞれの化石標本の年齢だ。年齢を考慮することで、成熟度の違いを進化上の違いと取り違えるのを避けられる。

他の研究者はどう評価したか

香港中文大学の古生物学者、マイケル・ピットマン氏は、この研究結果について、羽毛恐竜の間で飛行能力が別々に生まれたという見方をさらに裏づける証拠だと評価した。

この研究は、羽毛恐竜の間で飛行が複数回進化したという仮説をさらに支持する重要な新証拠を示している。ミクロラプトル亜科で少なくとも1回、鳥類で少なくとも1回、飛行が進化したことを示唆している

この評価は、1つの化石が論争に決着をつけたとみなすのではなく、飛行能力の起源が複数あったとする議論の広がりの中に研究結果を位置づけるものだ。研究者らが復元するのは、解剖学的特徴と系統関係から推定した進化の順序であり、絶滅した動物が飛ぶ様子を直接観察したわけではないため、この区別は重要となる。

サウサンプトン大学の進化発生生物学者ニール・ゴスリング氏は、ミクロラプトル亜科の系統で生じた変化のうち、鳥類と共通しない特徴が多い点に注目した。これらの動物がたどった多様な進化経路について、同氏は多くの種が次のように述べた。

可能性のある道をあらゆる方向に探っていた

同氏の見解は、類似点とともに相違点にも目を向けている。共通する57の形質は両グループを比較する根拠となる一方、残る変化や特徴が現れた順序の違いは、どちらか一方をもう一方の単純な代替とみなすべきでないことを示唆している。

化石だけではまだ分からないこと

ノレルラプトルは、ミクロラプトル亜科が鳥類とは別に空中移動への適応を獲得したという見方を強める。ただし、この個体が実際にどのように空中を移動したのか、どれほどの距離を飛べたのか、あるいは持続的な動力飛行が可能だったのかを直接証明するものではない。一部の羽毛と詳細な骨格が保存されていても、飛行能力の問題は進化分析とは別に検討する必要がある。

異なる選択圧が作用したという見方も、各系統にかかった環境上の要求を正確に測定した結果ではなく、あくまで解釈にとどまる。鳥類に近縁な恐竜全体に復元されたパターンがどの程度当てはまるのかを検証するには、さらなる化石や骨格の成長に関する証拠が必要だ。追加研究や新たな化石分析の具体的な時期は発表されていない。

最大の貢献は、化石の正確な同定、骨組織に基づく年齢推定、そして解剖学的変化が現れた順序の比較という複数の証拠を組み合わせたことにある。これらを合わせると、似た構造を持っているだけでは、2つのグループが同じ進化過程を経てその構造を獲得したとは言えないことが分かる。

要点

• ノレルラプトル・バルスボルディは、中国遼寧省西部の九仏堂層から見つかった全長57センチの骨格で知られる羽毛恐竜。
• 地元の農家が化石を発見し、2023年に河北地質大学に寄贈した。
• 研究は2026年9月29日、「Nature Communications」に掲載された。
• 研究者らはミクロラプトル亜科の系統で194の解剖学的変化を復元し、そのうち57、約30％が鳥類の系統にも見られるとした。
• 飛行に関わる特徴が現れた順序はミクロラプトル亜科と鳥類で異なり、進化の過程で独立して組み立てられたことを支持している。
• 骨組織から、この標本は少なくとも3歳で、死んだ時点でも成長を続けていたと考えられる。
• この研究結果は、ノレルラプトル自身の正確な飛行能力を明らかにするものではない。