トゥゾイア (またはツゾイア 、チュゾイア 、学名 :Tuzoia [ 2] )は、約5億年前のカンブリア紀 の海 に生息した化石 節足動物 Hymenocarina 類の一属 。半円形に折り曲げた大きな甲羅 を持つ。複数の古大陸 から十数の種 が発見されている[ 1] 。
Mount Tuzo 学名 「Tuzoia 」は、模式種 を含む発見地であるカナダ ブリティッシュコロンビア州 のバージェス頁岩 付近にある山Mount Tuzo に由来する[ 3] 。
体長がおおよそ10cmから20cmに及ぶ大型節足動物 である。体の大部分が背甲 に覆われており、前後両端のみはみ出している。なお、ほとんどの種類は背甲のみ知られ、その下にある体の詳細はバージェス動物群 の種類のみ判明している[ 1] 。
Tuzoia canadensis の左半分の背甲背甲 (carapace) はタコス のような半円形に折りたたみ、体の背面と左右を覆う。背甲全面に網目状の構造があり、正中線の前後両端がやや突出している。正中線背面と縁辺部の棘は種によって異なり、縁辺部の棘は後方の方が発達する傾向にある。正中線と縁辺部の間(側面)には更に1本の隆起線が前後に走り、ここにも棘が生えている[ 4] [ 1] 。
体は長大な紡錘形 で十数の体節 からなるが、体節の境目は不明のため付属肢 (関節肢 )等の構造のみに示されており、その形態を基に頭胸部 (cephalothorax) と胴部 (trunk) という2つの合体節 に分化したとされる[ 1] 。
頭胸部は先頭のみ背甲から露出し、その背面中央には1枚の丸い構造体がある。不確実だが、これは他のHymenocarina 類における先頭の甲皮 (anterior sclerite) に該当する部分と思われる。その左右には短い眼柄 で飛び出した1対の眼 があり、眼と甲皮の間には更に1対の短い葉状の突起物 (peduncular lobe) がある。また、頭胸部の腹面中央にはハイポストーマ (hypostome) に類する1枚板状の構造体がある[ 1] 。
対になる付属肢は前から順に1対の触角 、1対の短い付属肢、および2対の脚 が知られている。触角 は眼の2倍ほど長く、関節などの詳細は不明。短い付属肢は3節で剛毛 が生えており、大顎髭 (mandibular palp、大顎 の先端節部分) もしくは小顎 (maxilla) と思われる。脚は長大な1節の原節 (basipod) と短い7節の内肢 (endopod) からなる。原節には数本の強大な内突起 (endite) が、内肢の前6節にはそれぞれ1から数本の短い棘が生えている。内肢の先端節は鉤爪状。外肢 (exopod) の有無は不明[ 1] 。
胴部のほとんどが背甲に覆われている。数多くの同型の脚は全ての胴節に備え、すなわち胴部は胸部と腹部の区分はなかったとされる。脚の総数は不明だが、おおよそ10対があったと推測される。基本形は頭胸部の脚と共通だが、突起物はほとんどなく、原節先端、その次の内肢1節、および先端1個前の節の3箇所のみ短い棘をもつ。外肢は平たい楕円形だが、細部の特徴は不明[ 1] 。
背甲末端から飛び出した細い最終体節は尾扇 (tail fan) に覆われている。尾扇は2対の尾叉 (caudal rami) に構成されているが、背面で左右融合し、後方の1対が前方に1対に覆われている。尾叉は三角形で、先端が尖っている[ 1] 。
従来の復元ではイソキシス と似た背甲を基に、トゥゾイアは主に外洋 で活動する遊泳性 動物と考えられたが[ 4] 、2022年で判明した本体の特徴によると、むしろ底生性 の性質も兼ねる遊泳底生性 (nektobenthic) と見直される。食性は捕食 または腐肉食 で、内肢は歩行に適した形態をもち、特に頭胸部の棘と内突起が発達した前脚は、セミエビ 等の歩脚 や他の甲殻類 の顎脚 のように、採餌と歩行の両方に用いられた推測される。一方で、脚の長い原節・パドル状の外肢・尾扇・背甲側面の隆起線は活発な遊泳生活に適している。背甲は脚より幅広く、折り畳まれる際に脚は接地できなくなるが、背甲は左右が単離した状態で保存されることが多いため、その正中線は柔軟に関節し左右に開閉できたと考えられる。これにより、トゥゾイアは歩行の際に背甲を開き地面との干渉を避け、脚を接地させることができたと推測される[ 1] 。
バージェス頁岩 のトゥゾイアLinyi Lagerstätte のトゥゾイアSpence Shale のトゥゾイアトゥゾイアは最も広域に分布したカンブリア紀 の節足動物 の1属である。バージェス頁岩 をはじめとして、化石 標本 は北アメリカ 、オーストラリア 、中国 、シベリア 、ヨーロッパ のそれぞれのカンブリア紀のラーゲルシュテッテン (保存状態の良い化石を産する堆積 層 )から発見されており、次の通りに挙げられる[ 4] [ 5] [ 1] 。種類や地域によってはそこそこ繁栄しており、例えばバージェス頁岩のTuzoia burgessensis は160点以上の化石標本によって知られている[ 3] 。
カンブリア紀第四期 (約5億1,400万 - 5億900万年前)ウリューアン 期(約5億900万 - 5億450万年前)ドラミアン 期(約5億450万 - 5億50万年前)Knight (1942) によるバージェス動物群 の生態復元図。右上のトゥゾイアからはみ出した胴部はアノマロカリス の前部付属肢である。 多くのバージェス動物群 の節足動物 と同様、トゥゾイアは1912年にチャールズ・ウォルコット によって甲殻類 として記載されており、その中でトゥゾイアは所属不明の軟甲類 として分類されていた[ 2] 。しかし長い間、トゥゾイアは背甲 のみによって知られ、体の部分はほぼ不明であった。Henriksen (1928) では、当時甲殻類の胴部と考えられたアノマロカリス の前部付属肢がトゥゾイアの胴部と解釈されており[ 23] [ 24] 、Rolfe (1969) ではトゥゾイアがコノハエビ類 に分類されていた[ 21] 。これらの解釈は後に否定され、2000年代から2010年代にかけて眼[ 25] [ 8] ・触角[ 9] [ 25] ・脚[ 26] [ 27] [ 11] が発見されているが、どれも断片的で、詳しい特徴や位置までには判明できなかった。背甲の類似を元にイソキシス 等に近縁と推測されてはいるが、情報が少ないため、節足動物における系統位置は依然として不明確であった[ 8] 。
Izquierdo-López & Caron (2022) では、今までほぼ不明だった体や付属肢が見られる11点の化石標本により、トゥゾイアの上記の形質が判明した。これらの特徴に基づいた系統解析 では、トゥゾイアはイソキシス類 に類縁でなく、むしろカナダスピス やワプティア 、オダライア などと同じHymenocarina 類に属する大顎類 であることが支持されている[ 1] [ 22] 。Hymenocarina類の中で、トゥゾイアは基盤的 な大顎類[ 1] 、もしくはペルスピカリス などに近縁とされる[ 22] 。また、トゥゾイアのいくつかの性質(未分化で節の少ない胴部・1節の原節・7節の内肢など)は、他のHymenocarina類や大顎類(体節が複数の合体節に分化または著しく増加した胴部・複数節の原節・十数以上の節をもつ内肢など)に対して祖先的だと考えられる[ 1] 。
ドゥプラペクス (眼柄と背甲の形は懐疑的)トゥゾイアと同じトゥゾイア科 (Tuzoiidae ) に分類される近縁属としてドゥプラペクス (Duplapex ) が知られている。この属は上下に平たく、縁辺部が内側に折り返した背甲と環節に分かれた眼柄を基にトゥゾイアと区別されていた[ 28] 。しかしこれらの特徴は単に背甲が上下に押しつぶされた状態で化石化した故のアーティファクトであり、本来の性質ではなかったことが後に指摘されている(同じ状態で保存されたトゥゾイアの化石標本も知られており、「環節に分かれた眼柄」に見える部分は押しつぶされた背甲の縁辺部でできた皺である)[ 1] 。
トゥゾイア各種の背甲の同定形質[ 注釈 1] A:Tuzoia australis B:Tuzoia bispinosa C:Tuzoia burgessensis D:Tuzoia canadensis E:Tuzoia guntheri F:Tuzoia jianheensis G:Tuzoia lazizhaiensis H:Tuzoia manchuriensis I:Tuzoia multispinosa J:Tuzoia polleni K:Tuzoia retifera L:Tuzoia sinensis トゥゾイア(トゥゾイア属 Tuzoia )には次の13種が認められ、背甲の形態を基に区別されている(Izquierdo-López & Caron (2022) に基づく)[ 1] 。
Tuzoia australis Glaessner, 1979 Tuzoia bispinosa Yuan & Zhao, 1999 Tuzoia burgessensis Resser, 1929 Tuzoia canadensis Resser, 1929 Tuzoia guntheri Robison & Richards, 1981 Tuzoia jianheensis Chen et al., 2017 Tuzoia lazizhaiensis Wen et al., 2019 Tuzoia manchuriensis Resser & Endo, 1937 (in Endo & Resser, 1937) Tuzoia multispinosa Zhao , 2015 Tuzoia polleni Resser, 1929 Tuzoia retifera Walcott, 1912 Tuzoia sinensis Pan, 1957 Tuzoia tylodesa Luo & Hu 2006 懐疑的または否定的な種は次の通り(Vannier et al. 2007 に基づく)[ 4] 。
Tuzoia ?dunbari Resser, 1929 (おそらくウロコディア の頭部)?Tuzoia getzi Resser, 1929 (=Tuzoia polleni ) Tuzoia limba Shu, 1990 (別属)Tuzoia magna Yuan & Zhao, 1999 (=Tuzoia bispinosa )?Tuzoia nitida Resser & Howell, 1938 (=Tuzoia polleni ) Tuzoia nodosa Resser, 1929 (=Tuzoia polleni )Tuzoia ?parva (Walcott, 1912) (おそらく既存種の幼生)Tuzoia ?peterseni Robison & Richards, 1981 (おそらく別属)Tuzoia praemorsa Resser, 1929 (=Tuzoia canadensis )Tuzoia vermontensis Resser, 1929 (=Tuzoia polleni )^a b c (a): 全身腹面、(b): 脚側面と尾扇背面、(c): 全身側面、(d): 全身正面、acp: 背面正中線前方の突起、an: 触角、ann: 背甲前方のくぼみ、c.a.:大顎 髭/小顎 らしき構造、ca: 背面、ce: 頭胸部の脚、cf: 背甲の圧縮された部分の皺、crp: 尾扇の尖り、cr1-2: 第1と第2尾扇、ds: 背甲正中線背面の棘、en: 内肢、ex: 外肢、ey: 眼、he: 頭部、le: 脚、mas: 背甲縁辺部前方中央の棘、mps: 背甲縁辺部後方中央の棘、ot: 先頭の甲皮らしき構造、p1-7: 内肢の肢節、pcp: 背甲正中線後方の突起、pl: 眼柄の葉状突起、pms: mpsとpvsの間の棘、pvs: 背甲縁辺部後方腹面の棘、s.p.:ハイポストーマ らしき構造、sms: 背甲縁辺部のその他の小棘、tr: 胴部、ts: 最終体節、un: 不明 ^a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v Izquierdo-López, Alejandro; Caron, Jean-Bernard (2022-12). “The problematic Cambrian arthropodTuzoia and the origin of mandibulates revisited” . 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