ゼロショット学習AIによるデジタル化石採掘で発見された白亜紀の最古のセピオイド頭足類

古代の海に残された手がかり

クジラやイルカが現れるずっと前、海はイカやコウイカに似た生き物が支配していました。しかし、これらの多くは軟体部が化石になりにくいため、その歴史は読み取りにくいものです。本研究は最先端の人工知能と精密な岩石撮影を組み合わせ、小さくとも強力な手がかりを明らかにしました。それは現生のコウイカやボブテイル・イカを含む群に属する、これまでで最古の既知化石です。生物の主要な系統がどのように生じ多様化するかに興味を持つ人にとって、この研究は新しいデジタルツールがかつて失われたと考えられていた進化の章を書き換えうることを示しています。

小さな嘴が重要な理由

現代の海には「セピオイド」と呼ばれる十本腕のイカ類の近縁が多く生息し、コウイカやボブテイル・イカが含まれます。彼らは豊富で生態学的に重要な捕食者であり、大型生物の主要な餌でもあります。しかしその深い進化の歴史は意外に不透明です。アンモナイトのような古典的な化石は硬い外殻を残しますが、生きているセピオイドは内部に支持構造を持つかほとんど軟体であるため、岩石に痕跡を残しにくいのです。例外の一つが嘴です。嘴は丈夫なキチン質の口器で、他の部分よりも化石化しやすい。これらの微小な顎に注目することで、他の痕跡が消えてしまった古代の頭足類のグループを同定できるのです。

デジタルの眼で岩石を採掘する

本研究では、南ダコタの白亜紀後期の炭酸塩コンクリーションを調べました。これらは約7400万〜6700万年前に、西部内海と呼ばれた北米を二分していた広大な内海で形成されました。研究者たちは目に見える化石を探して岩を割る代わりに「研削トモグラフィー」を用い、各コンクリーションを何千枚もの超薄片に削り、全てのスライスを高解像度・フルカラーで撮影しました。得られた膨大な画像スタックは、Segment Anything Modelを基盤に構築されたDEVAというゼロショット学習AIシステムに送られました。既知の形状で訓練する従来の機械学習ツールとは異なり、このAIはこれまで見られたことのない物体であっても、見つけた任意の明瞭な対象を輪郭抽出できます。実質的に、著者らは大規模なデータセットをくまなく調べ、個々の体構造らしきものをすべて検出できるデジタル化石採掘機を構築したのです。

中間的なセピオイド、ウルキアラに出会う

AIが強調した対象の中から、研究チームは長さ数ミリの非常に小さな三次元の嘴を二つ再構築しました。現生および化石の頭足類の嘴との綿密な比較により、これらの顎はこれまで知られていなかった動物に由来することが明らかになり、研究者らはそれをUluciala rotundataと命名しました。下顎は特徴的な混合形質を示します：大きな丸いフックと前方に掃くような顎縁は現生のコウイカを思わせますが、一方で直線的な腹縁や三角形の窪みはボブテイル・イカに類似しています。160種以上の現生種にわたる嘴の全体形状を統計的に解析した結果、Ulucialaは二つの群のいずれかに明確にまとまるのではなく、「形態空間（モーフォスペース）」で両者の間に位置することが確認されました。

コウイカとボブテイル・イカの系統物語を書き換える

これらの化石は形態的に中間的であるだけでなく、古い時代のものでもあります。1標本は約7400万年（後期カンパニアン）の地層から、もう1標本は約6700万年（後期マーストリヒチアン）頃の地層から採取され、いずれも白亜紀後期に属します。本発見以前、最古のコウイカ様化石はおよそ7000万年前と推定されており、ボブテイル・イカは確かな化石記録を欠いていました。両時期におけるUlucialaの存在は、セピオイドが白亜紀後期には既に多様化していたこと、そしてコウイカとボブテイルの系統分岐はその直後に起きた可能性が高いことを示しています。言い換えれば、現代の群に特有の嘴形状は、より長い、かつて見えなかった進化の実験の帰結なのです。

生命の隠れた記録が示すもの

専門外の人にとっての主要なメッセージは、最も小さな化石片でさえ、先進的なイメージングとAIを組み合わせれば進化観を一変させうるという点です。岩石に封じられた繊細な嘴だけから知られるUluciala rotundataは、現代の二つの成功した頭足類群を結び付け、彼らの共通の歴史をさらに古い時代へ押し戻します。この種を明らかにしたデジタル化石採掘法は、原理的には軟体部がほとんど痕跡を残さなかった多くの「失われた」種を発見できる可能性があります。これらのツールが広まるにつれ、長年研究されてきた岩石から無数の隠れた化石が浮かび上がり、生物の系統樹の隙間を埋め、今日の海洋生態系がどのように形成されたかを明らかにしてくれるでしょう。

引用: Sugiura, K., Ikegami, S., Takeda, Y. et al. The oldest sepioid cephalopod from the Cretaceous discovered by Digital fossil-mining with zero-shot learning AI. Commun Biol 9, 301 (2026). https://doi.org/10.1038/s42003-026-09519-9

キーワード: 頭足類の進化, コウイカ, 化石の嘴, 古生物学AI, 白亜紀後期