新たな腰部の化石の発見により、数十年にわたる論争に決着がついた。
これらの化石から、初期人類は類人猿のように上肢を使って登り、人間のように下肢を使って歩いていたことが分かる。古代の祖先について新たな知見が得られた。
今回の化石は、以前に発見された椎骨と合わせると、初期人類の化石記録の中でも最も完全な腰部の一つを構成する。
新たに見つかった腰部の化石は、数十年来の論争に決着をつける「ミッシングリンク」だ。初期人類が類人猿のように上肢で登り、人間のように下肢で歩いていたことを示している。
人類に近縁な種の一個体の腰部から新たな腰椎が回収され、アウストラロピテクス・セディバ、そして南アフリカのマラパで見つかった同じ雌個体の他の椎骨の一部が、以前に発見された椎骨とともに、初期人類の化石記録でこれまでに発見された中でも最も完全な腰部の一つを構成する。
研究者らは2015年、南アフリカのヨハネスブルグ北西に位置する「人類のゆりかご」世界遺産のマラパ遺跡に隣接する鉱山用道路の発掘調査中に化石を発見した。
マラパは、2008年にウィットウォーターズランド大学のリー・バーガーと当時9歳だった息子のマシューが、古代人類の近縁種の新種となる人類の最初の遺骸を発見した場所である。その種はアウストラロピテクス・セディバと名付けられた。
この遺跡の化石は、現在から約200万年前のものと年代測定されている。本研究で記載された椎骨は、角礫岩と呼ばれる、固結したセメント状の岩石の中から、ほぼ関節した状態で回収された。
化石を損傷する危険を避けるため、研究者らはウィットウォーターズランド大学のマイクロCTスキャナーで撮影した後、仮想的に化石を処理した。これにより、手作業で準備する際に、近接して並ぶ繊細な骨を傷つける危険を取り除いた。
仮想的な処理を終えた椎骨を、遺跡で以前の調査時に回収された化石と再び組み合わせたところ、化石骨格の脊柱にぴったりと合うことが確認された。この骨格は、2010年に初めて記載されたアウストラロピテクス・セディバの原初のタイプ標本の一つである。骨格の登録番号はMH 2だが、研究者らはこの雌の骨格を「守護者」を意味するスワヒリ語から「イッサ」と名付けた。この発見により、セディバも人間と同様に腰椎が5個だけだったことも明らかになった。セディバの腰椎は5個だけだった。
「腰部は、二足歩行の性質を理解し、最古の祖先がどれほど二足歩行に適応していたかを知るうえで重要です」と、ニューヨーク大学およびウィッツ大学の教授で、eLife掲載論文の筆頭著者であるスコット・ウィリアムズ氏は述べる。
「人類の化石記録では、連続した腰椎が見つかることは非常にまれです。アフリカの初期人類の化石記録全体を見ても、比較可能な下部脊柱はわずか3例しか知られていません。」
新たな標本の発見により、イッサは、同一個体の比較的完全な下部脊柱と歯列の両方が保存されている、初期人類の骨格としてわずか2例のうちの一つとなった。これにより、その脊柱がどの種に属するかを確実に特定できる。
「イッサはすでに、これまでに発見された古代人類の骨格の中でも最も完全なものの一つでしたが、今回の椎骨によって腰部はほぼ完全なものとなり、イッサの腰部は、これまでに発見された人類の腰部の中で最も保存状態が良いだけでなく、おそらく最良の状態にあるものとしても有力な候補になりました」と、本研究の共著者でマラパ・プロジェクトの責任者であるバーガー氏は述べる。
同氏はさらに、完全性と保存状態のこの組み合わせによって、研究チームはこの種の腰部の解剖学的構造を前例のないほど詳しく調べることができたと付け加える。
本研究に参加していない著者らによる、不完全な下部脊柱を対象とした先行研究では、セディバの脊柱は、現代人に典型的に見られる湾曲、すなわち前弯を伴わず、比較的まっすぐだったと仮説を立てていた。
さらに、イッサの脊柱は、絶滅したネアンデルタール人や、200万年以上前の、より原始的な他の古代人類の種に近かったとも推測していた。前弯とは腰椎の内側への湾曲で、一般に二足歩行への強い適応を示すものとされる。
しかし、より完全な脊柱と化石の優れた保存状態を踏まえた本研究では、セディバの前弯は、これまでに発見された他のどのアウストラロピテクスよりも実際には顕著であり、観察された脊柱の湾曲を上回るのは、ケニアで見つかった160万年前のトゥルカナ・ボーイ（ホモ・エレクトス）と一部の現代人だけだったことが分かった。
「前弯の存在や脊柱の他の特徴は、二足歩行への明確な適応を示しています。一方、大きく上向きに伸びた横突起などの特徴は、樹上での行動に関わる可能性のある、強力な体幹の筋肉を示唆しています」と、共著者でストーニーブルック大学教授のガブリエル・ルッソ氏は述べる。
上向きに伸びる強い横突起は、類人猿に見られるような、強力な体幹筋の存在を示すことが多い。肋骨の専門家で、本研究にも参加したヨハネスブルグ大学およびウィッツ大学の教授シャヘド・ナラ氏は、「胴体の解剖学的構造の他の部分と合わせると、セディバには登ることへの明確な適応が残っていたことが分かります」と述べる。
この古代種に関する先行研究では、骨格全体に見られるセディバの複合的な適応に注目し、人間のように歩く特徴と、登ることへの適応の間にある移行的な性質が示されてきた。こうした特徴は、上肢、骨盤、下肢で研究されている。
「脊柱がこれらすべてを結びつけています」と、古代人類の歩行や登攀の仕方を研究するテキサスA&M大学教授のコーディ・プラング氏は述べる。「地上を二足で歩くことと、木に効果的に登ることの両方への適応の可能性も含め、こうした形質の組み合わせが古代の祖先にどのように残ったのかは、人類の起源をめぐる大きな未解決問題の一つかもしれません。」
本研究は、セディバが古代人類の近縁種の移行形態であり、その脊柱の形状は現代人（およびネアンデルタール人）と大型類人猿の中間に明確に位置すると結論づけている。
「イッサは人間のように歩きながら、類人猿のように登ることができました」とバーガー氏は述べる。
