5,000万年前の立体的に保存されたコウモリの頭蓋骨が、現代のエコロケーションの初期の起源を裏付ける

A 50-million-year-old, three-dimensionally preserved bat skull supports an early origin for modern echolocation.

抄録

コウモリは哺乳類の中で最も知名度が高く、数が多く、広く生息している。しかし、その化石記録の多くは欠落しており、コウモリの起源も、初期コウモリと現代コウモリの関係も、ほとんど解明されていない。ここでは、古代の幹コウモリと1,460種を超える現生コウモリの多様性の架け橋となる、始新世初期の新しいコウモリについて述べる。フランス南西部のケルシー燐灰岩の約5,000万年前の洞窟堆積物から発見されたビエラシア・シゲイの遺骸は、ほぼ完全で3次元的に保存された頭蓋を含み、これは未だ発見されていない最古の未破砕コウモリ頭蓋である。36.8kbのDNA塩基配列データの有無にかかわらず、2,665の頭蓋歯列特徴行列を用いた系統学的解析の結果、ビエラシアは現代コウモリの外側に位置し、全証拠の先端年代測定によりクラウンクレードの姉妹種に位置づけられた。ビエラシアは始新世のコウモリに典型的な古風な歯列と骨格の特徴を保持しているが、その内耳は現代の反響定位コウモリに見られる特殊化を示している。これらの特徴には、基本頭蓋にゆるく付着しただけの肛門、基本頭蓋幅の約25％を占める拡大した蝸牛、長い脳底膜などが含まれ、これらの特徴を総合すると、現生コウモリの多くが用いる喉頭エコロケーションは、クラウン放射期より前のものであることが示唆される。V.sigeiの少なくとも23個体が石灰岩の洞窟堆積物に一緒に保存されていることから、洞窟でのねぐら行動が始新世の終わりまでにコウモリで進化したことがわかる。

Bats are among the most recognizable, numerous, and widespread of all mammals. But much of their fossil record is missing, and bat origins remain poorly understood, as do the relationships of early to modern bats. Here, we describe a new early Eocene bat that helps bridge the gap between archaic stem bats and the hyperdiverse modern bat radiation of more than 1,460 living species. Recovered from ∼50 million-year-old cave sediments in the Quercy Phosphorites of southwestern France, Vielasia sigei's remains include a near-complete, three-dimensionally preserved skull-the oldest uncrushed bat cranium yet found. Phylogenetic analyses of a 2,665 craniodental character matrix, with and without 36.8 kb of DNA sequence data, place Vielasia outside modern bats, with total evidence tip-dating placing it sister to the crown clade. Vielasia retains the archaic dentition and skeletal features typical of early Eocene bats, but its inner ear shows specializations found in modern echolocating bats. These features, which include a petrosal only loosely attached to the basicranium, an expanded cochlea representing ∼25% basicranial width, and a long basilar membrane, collectively suggest that the kind of laryngeal echolocation used by most modern bats predates the crown radiation. At least 23 individuals of V. sigei are preserved together in a limestone cave deposit, indicating that cave roosting behavior had evolved in bats by the end of the early Eocene; this period saw the beginning of significant global climate cooling that may have been an evolutionary driver for bats to first congregate in caves.