Dinosaur Shocker
青いカプリ・パンツにノースリーブの上着、長い髪を肩に流し、薄暗い研究室で顕微鏡に向かうメアリー・シュヴァイツァーの顔は、細く分岐した血管のネットワークを示す輝くコンピュータ画面によってのみ照らし出されている。 そうです、血管です。 恐竜のものです。 「ホッホッホッ、ワクワクするわね」と彼女は笑う。 「
モンタナ州で発見されたティラノサウルス・レックスは、6800万年の地中生活の後、掘り起こされ、その足の骨を粉々に砕き、ローリーのノースカロライナ州立大学のシュバイツァーの研究室で酸でその断片を溶かしました。 「この種の観察で初めて、T.レックスの骨の中に血管や細胞全体のような構造を発見したとシュヴァイツァーが発表したのは、まさに昨年のビッグニュースでした。 この発見は、まだ柔らかい恐竜の組織が生き残るとは想像もしていなかった同僚たちを驚かせました。 教科書に載っているように、動物が死ぬと、血管、筋肉、皮膚などの軟組織は時間の経過とともに腐敗して消滅するが、骨などの硬組織は環境中のミネラルを徐々に獲得して化石となる可能性があるからだ。 シュバイツァーは、現代の細胞生物学のツールを使って恐竜を研究した最初の科学者の一人である。彼は、何千万年も前の岩のように硬い化石の中には、その内部に軟組織の残骸が隠されている可能性を示し、これまでの常識を覆したのである。 「今まで発見されなかったのは、まともな古生物学者ならメアリーがやったようなことを標本に対してやらないからです。 メリーランド大学の恐竜古生物学者トーマス・ホルツ・ジュニアは言う、「我々はこのようなものをわざわざ掘り出して、それを酸で破壊するようなことはしません」。 「これは素晴らしい科学です。 この観察は恐竜がどのように進化してきたか、筋肉や血管がどのように機能してきたかについて新しい光を当てる可能性があります。 また、この新しい発見は、恐竜が温血動物か冷血動物か、あるいはその両方かという、長年にわたる論争に決着をつける助けになるかもしれません。
一方、シュバイツァーの研究は、恐竜の軟組織が数百万年も生き残れるはずがないと主張する「若い地球」創造論者によってハイジャックされています。 彼らは、彼女の発見が、創世記の解釈に基づいて、地球が数千年しか経っていないという自分たちの信念を裏付けるものだと主張しているのです。 もちろん、古生物学者が創造論者と意見を異にすることは珍しいことではありません。 しかし、シュバイツァーさんは「完全なクリスチャン」である。 彼女のオフィスの棚には、旧約聖書の一節が記されたプレートがある。 主は「わたしはあなたがたのために立てた計画を知っている」と宣言され、「あなたがたを苦しめることなく繁栄させ、希望と未来を与える計画である」と述べています。 モンタナ州ヘレナで育った彼女は、多くの子供たちと同じように、恐竜に魅了された時期がありました。 5歳のとき、彼女は古生物学者になることを宣言した。 しかし、彼女はまず大学でコミュニケーション障害の学位を取得し、結婚して3人の子供をもうけ、一時的に高校生の補習用生物学を教えた。 大学を卒業して十数年後の1989年、モンタナ州立大学で古生物学者ジャック・ホーナー（現スミソニアン博物館付属ロッキー博物館）の授業を聴講することになった。 その講義を聞いて、恐竜への情熱が再燃した。 その後、ホーナーの研究室でボランティアとして働きながら、古生物学の博士号を取得することを目指したのです。 1991年、シュバイツァーは6500万年前のTレックスの薄切りの骨を研究しようとしていました。 1991年、シュバイツァーは6500万年前のT.レックスから採取した骨の薄片を研究しようとしていた。薄片をスライドグラスにくっつけるのに苦労していた彼女は、大学の分子生物学者に助けを求めた。 その分子生物学者のゲイル・カリスは、たまたまそのスライドを獣医学会に持って行き、そこで古代のサンプルを他の人に見てもらうためにセットアップしたのである。 その時、獣医の一人がカリスのところに行き、”あの骨の中に赤血球があるのを知っていますか？”と言った。 確かに、顕微鏡で見ると、骨には赤い円盤がびっしりと並んでいた。 後日、シュバイツァーはこう述懐している。「私はこれを見て、これはあり得ないと思ったんだ。 赤血球は保存されない」
シュヴァイツァーはそのスライドをホーナーに見せました。 「彼女が最初に赤血球のような構造を見つけたとき、私は、ああ、これはそのように見えると言いました」と、彼女の指導教官は回想する。 彼は、これが赤血球である可能性もあると考えたが、彼女にある助言をした。 「そして、それが赤血球ではないことを示す証拠を見つけられるかどうか、やってみなさい」
その代わりに彼女が見つけたのは、骨にヘムがあるという証拠でした。 ヘムは、血液中で酸素を運搬し、赤血球に色をつけるタンパク質であるヘモグロビンの一部なのです。 「私は、例外的な保存方法について、とても興味を持ちました。 その1頭の恐竜の粒子が6500万年も残っていたのなら、化石化について教科書は間違っていたのかもしれません」
シュヴァイツァーは自虐的になる傾向があり、コンピューターや研究室での仕事、知らない人と話すことは苦手だと主張します。 しかし、同僚たちは彼女を賞賛する。彼女は決断力があり勤勉で、ほとんどの古生物学者の技術を超えた複雑な実験技術の数々をマスターしていると言うのだ。 そして、変わった質問をするのには、かなりの神経を使う。 「フロリダ州立大学の古生物学者であるグレゴリー・エリクソンは言う。「もし、あなたが彼女にある方向を示して、その方向には行くなと言うと、彼女は、どうして、と言うような人です。 コロラド大学の古生物学者であるカレン・チンは、シュバイツァーは危険を冒すと言う。 「その結果、大きな収穫を得ることもあれば、ただのほほんとした研究プロジェクトになることもあります」
2000年、ロッキー博物館の現場主任であるボブ・ハーモンは、モンタナの人里離れた渓谷で昼食をとっていたとき、見上げると岩壁から骨が突き出ているのを発見しました。 その骨は、世界で最も保存状態のよいT.レックスの一部であることが判明したのです。 その後3回の夏休みを経て、作業員はこの恐竜を崖の上から少しずつ取り除いていきました。 ハーモンにちなんでB.レックスと名付け、ボブというニックネームをつけた。 2001年には、恐竜の一部と周囲の土を石膏で包み、保護することに成功した。 重さは2,000ポンド以上あり、ヘリコプターの許容量を超えていたため、真っ二つにした。 B.レックスの脚の骨の1つは、2つの大きな破片といくつかの断片に分かれており、まさにシュバイツァーのマイクロスケール探査に必要なものでした。 シュヴァイツァーは、破片を見たとき、「これは女の子で、妊娠しています」と研究室の技術者に言ったと記憶しています。 大腿骨の内側のくぼみから、シュバイツァーは骨の断片を発見したのだが、その断片は、それを作った恐竜について驚くほど多くの情報を与えてくれた。 骨は石のように安定しているように見えますが、実は常に変化しているのです。 妊婦は自分の骨からカルシウムをとり、胎児の骨格を作る。 鳥類のメスは卵を産む前に、足の骨などの内側に髄質というカルシウムを多く含む組織を作り、繁殖期にはそれを使って卵の殻を作る。 シュバイツァーは鳥類を研究していたので、髄質骨について知っており、それがT.レックスの標本に見られるものだと考えたのです。
現在ほとんどの古生物学者は、鳥類が恐竜の最も近い近縁種であるという意見に同意しています。 実際、鳥類は恐竜であり、カラフルで、驚くほど多様な、かわいい羽毛恐竜であると言われています。 ジュラ紀の森の獣脚類は、裏庭の餌箱を訪れる金魚や、熱帯地方のオオハシ、アフリカのサバンナを駆け回るダチョウの中に生きているのです。 2004年の夏、彼女はダチョウの飼育者数人にメスの骨を依頼しました。 数ヵ月後、ある農家から電話があった。 「まだダチョウの雌が必要なのか？ そのダチョウの死骸は、ノースカロライナの暑い中、農家のバックホウのバケツの中に数日間放置されていたのである。 シュバイツァーは2人の同僚とともに、その香ばしい死骸から足を採取し、ローリーまで車で送り返しました。 恐竜ボブは、死んだときに本当に髄質の骨を蓄えていたのです。 昨年6月にサイエンス誌に掲載された論文では、ダチョウとエミューの髄骨を恐竜の骨と並べた顕微鏡写真が紹介されており、ほぼ同じ特徴を持っていることがわかります。 2004年1月のある金曜日の夜、ウィットマイヤーさんはいつものようにラボにいた。 彼女は3日間酸に浸かっていた化石チップを取り出し、写真を撮るために顕微鏡にかけた。 「あまりに曲がっていて、ピントが合いませんでした」と、ウィットマイヤーさんは振り返る。 彼女は鉗子で平らにした。 「鉗子で平らにしたのですが、鉗子が中に入って少しへこみ、また曲がってしまったのです。 私は、もうやめてくれ！という感じでした。 苛立ちの中で、彼女はようやく、自分が持っているものが、恐竜の軟部組織の断片であり、周囲の鉱物の骨が溶けたときに残ったものであることに気づいたのです。 シュバイツァーとウィットマイヤーは、誰も見たことのないものを手に入れたのである。 ウィットマイヤーは、2週間ほどは毎日がクリスマスのようだったと言います。
研究室でウィットマイヤーは、6つの区画がある皿を取り出し、それぞれ透明な液体の中にある小さな茶色の組織の塊を入れ、顕微鏡レンズの下に置きました。 それは6800万年前に森を闊歩し、産卵の準備をしていたティラノサウルス・レックスの雌の組織である。 近くで見ると、T.レックスの血管とダチョウの血管は驚くほどよく似ている。 恐竜の血管の中には、シュヴァイツァー氏が科学的な警戒心から、学術論文の中で「丸い微小構造物」と呼んでいるものがありますが、それは赤くて丸いので、彼女や他の科学者は、それが赤血球ではないかと考えています。 ウィットマイヤーは、発見以来多くの報道陣と接してきた経験から、これを「ひどい質問」と呼んでいます。シュヴァイツァーの研究は、SFのジュラシック・パークの現実版、つまり琥珀に保存されたDNAから恐竜が再生される道を開くのかどうかということです。 しかし、動物の遺伝子をつかさどるDNAは、非常に壊れやすい分子である。 また、埋葬されている間や掘り起こされた後に、微生物や皮膚細胞などの現代の生物学的物質で簡単に汚染されてしまうので、研究するのがとんでもなく難しいのである。 シュバイツァー氏は、恐竜の組織サンプルを使ってタンパク質の検査を行っている。タンパク質はもう少し丈夫で、汚染物質と容易に区別できる。 具体的には、コラーゲン、エラスチン、ヘモグロビンを調べている。 コラーゲンは骨の足場の多くを構成し、エラスチンは血管に巻きつき、ヘモグロビンは赤血球内で酸素を運搬します。
タンパク質の化学構造は進化によって変化するため、科学者はタンパク質配列を調べることで、恐竜の進化をより詳しく知ることができます。 また、タンパク質は体内ですべての働きをしているため、タンパク質を研究することで、恐竜の筋肉や血管の働きなど、恐竜の生理学を理解できる日が来るかもしれません」
タンパク質は顕微鏡で見るにはあまりにも小さいものです。 シュヴァイツァー氏は、タンパク質の特定の部分を認識し結合する免疫系分子である抗体を用いて、タンパク質を探します。 シュバイツァー氏とウィットマイヤー氏は、ニワトリのコラーゲン、牛のエラスチン、ダチョウのヘモグロビンに対する抗体を使って、恐竜の組織から同様の分子を探している。 2005年10月の古生物学会議で、シュバイツァーは、標本から本物の恐竜のタンパク質を検出したという予備的な証拠を発表しました。
この1年のさらなる発見により、B. レックスの軟組織の発見が単なる偶然ではないことがわかりました。 シュヴァイツァーとウィットマイヤーは現在、別の T. レックス、アルゼンチンの獣脚類、30万年前のマンモス化石から、血管、骨形成細胞、結合組織の可能性を発見しています。 シュヴァイツァーの研究は、「我々が腐敗を本当に理解していないことを示しています」とホルツ氏は言う。 「自然界には、人々が思い込んでいるだけで本当に基本的なことがたくさんある」
若い地球の創造論者も、シュヴァイツァーの研究を革命的だと考えていますが、まったく別の意味でそう考えています。 彼らは、1997年に彼女が人気科学雑誌『アース』に、恐竜の標本に赤血球の可能性があるという記事を書いた後、最初にシュバイツァーの研究を取り上げた。 雑誌「クリエーション」は、シュバイツァーの研究を「恐竜が数百万年前に生きていたという考えに対する強力な証言だ」と主張した。 そして、聖書が語る最近の天地創造を雄弁に物語るものである」
これがシュバイツァーを狂わせた。 B.レックスが発見されたヘル・クリーク層は6800万年前のものであり、そこに埋まっている骨も同様であることが地質学者によって立証されています。 しかし、そのデータの真意を隠蔽していると非難するキリスト教徒がいることに、彼女は慄然としている。 「彼らはあなたをとても邪険にします。 “彼らはあなたの言葉を捻じ曲げ、あなたのデータを操作します。” 彼女にとって、科学と宗教は世界を見る2つの異なる方法を表しています。自然現象を説明するために神の手を呼び起こすことは、科学のルールを破ることになるのです。 結局のところ、神が求めているのは信仰であり、証拠ではない、と彼女は言う。 「神が存在するという証拠と証明があれば、信仰は必要ないのです。 神は、私たちが神の存在を証明できないように設計しているのだと思います。 そして、それは本当にクールなことだと思います」
定義によれば、科学の要点は未知を探求することなので、科学者が知らないことはたくさんあります。 科学者がすべてを説明したわけではないことを明確にすることで、シュバイツァーは他の説明の余地を残しているのです。 「しかし、分子や細胞の長期保存に対するシュヴァイツァーの関心には、別世界の次元があります。彼女はNASAの科学者と協力して、火星や土星の衛星タイタン、その他の天体に過去の生命が存在した可能性を示す証拠を探しています。 (例えば、この春、土星の小さな衛星エンケラドスには、生命の前提条件である液体の水が存在する可能性が高いと発表された。)
宇宙生物学は、生物学のより奇妙な分野の1つで、存在するかどうかわからない生命や、認識可能な形をとるかどうかわからないものを扱います。 「NASAで働くほとんどの人にとって、宇宙生物学の問題に取り組むことは、まさに天国です」と、シュバイツァーは言います。 彼女のNASAでの研究は、抗体を使って予想外の場所にある生命の痕跡を探ることである。 「私にとっては、目的を達成するための手段なのです。 そのために、シュバイツァーはウィットマイヤーとともに、暗い部屋の中で何時間も顕微鏡の前に座っている。 モンタナ州出身の4世にとって、比較的のんびりしたローリー地区も大都会である。 モンタナで馬に乗りながらフィールドを探したことを懐かしく思い出している。 「顕微鏡で見る古生物学は面白くないわ」と彼女は言う。 「顕微鏡の接眼レンズを通して光る容器や塊を何時間も見つめた後、シュバイツァーは「私の眼球は完全に焼けています」と言う。 それは、彼女が典型的でないために支払う代償と言えるかもしれません」
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