私たちの骨は、体内の奥深くで始まったわけではない。最初の複雑な動物が形を成してから間もなく、皮膚の中で始まった——なぜなら、簡単な方法を選べるのに、わざわざ奇妙な方法を選ぶのが進化というものだから。
それ以来、皮膚骨は進化の繰り返し現れるモチーフであり、カメ、ワニ、トカゲ、ヘビ、さらには恐竜にも現れている。それにもかかわらず、私たちはそれらについて驚くほどほとんど知らない。なぜ彼らは繰り返し現れるのか？すべての皮膚骨の起源となる単一の祖先がいたのだろうか？
『Biological Journal of the Linnean Society』に掲載された新しい研究で、研究者たちは化石証拠と最新の計算ツールを組み合わせ、3億2000万年にわたる爬虫類の皮膚骨の進化を再構築した。彼らが見つけたものは、数世紀にわたる議論に終止符を打つものである：皮膚骨は確かに複数のトカゲ系統で独立して進化してきた。その過程で、彼らは最も象徴的なグループの一つであるゴアンナ（オーストラリアオオトカゲ）におけるユニークな進化的カムバックも追跡した。
化石記録における最古の皮膚骨は4億7500万年前に遡る可能性があり、その頃、初期の脊椎動物の一部が精巧な骨格外骨格を進化させた。これは直感に反するように思える。なぜなら脊椎動物は文字通り背骨を持つことで定義されるが、骨格内骨格は5000万年後にしか進化しなかったからだ。優先順位の問題らしい。
進化の歴史を通じて、皮膚が骨組織を形成する能力は何度も再浮上してきた——例えば魚の鱗や、陸生動物の皮膚骨である皮骨板（オステオダーム）など。水中を離れた後、皮骨板は動物が陸上生活に適応するのを助けたかもしれない。それ以上は、状況はあまり明確ではない。皮骨板はほとんどの系統で消滅したが、特に爬虫類では繰り返し再出現した。
これがどのように起こったかを理解するために、研究者たちは複雑な進化のパズルを組み立てた——まるで銀行強盗が起こったずっと後に現場に到着するかのように。彼らの証人は643の現生種と絶滅種であり、それぞれが独自の視点を提供した。彼らは物語が収束し始めるまで調査を続けた。
彼らは、ほとんどのトカゲが最初に皮骨板を進化させたのは、1億年以上前のジュラ紀後期から白亜紀初期であり、ブラキオサウルス、アロサウルス、ステゴサウルスなどの恐竜が闊歩していた時代であることを発見した。鎧はトカゲが捕食者から生き延び、過酷な環境に対処し、新しい生息地に移動するのに役立ったかもしれない。これらの初期の爆発的な進化の後、ペースは鈍化し、ほとんどのグループはそれ以来皮膚骨を保持し続けた。
オオトカゲの祖先——オーストラリアではゴアンナとして知られる——は皮骨板を完全に失った。おそらく、その活動的な生活様式と効率的な体は、余分な重りなしでよりうまく機能したからだ。しかし、その子孫が約2000万年前にオーストラリアに到達したとき、驚くべきことが起こった：彼らは皮骨板を再び成長させたのだ。研究者たちはこの再進化を、オーストラリアの気候が乾燥化していた中新世の時期に特定している。皮膚骨は水分喪失を減らし、開けた乾燥した景観での保護を提供した可能性がある。
驚くべきことに、ゴアンナは皮骨板を失った後に再獲得したことが知られている唯一のトカゲ系統である。これは、複雑な形質が一度失われると再進化できないとするドロの法則に挑戦する。20世紀初頭、研究者たちはトカゲが共通の祖先から皮骨板を受け継いだと考えていた。その後、その見解は、これらの骨板が選択されたグループ間で独立して進化したという考えに取って代わられた。進化のメカニズムに関する議論が続いたが、それらは皮骨板の起源を明確なタイムラインに固定することなく先走っていた。
この研究はその基盤を提供する——チャールズ・ダーウィンが初めて画期的なアイデアを発表したのと同じジャーナルに掲載された。化石証拠は長年の疑問を解決するのに役立ったが、現代のコンピューティングにより、何千もの進化シナリオを単一の首尾一貫した物語に絞り込むことが可能になった。証拠は明らかである：皮骨板は、数億年にわたって異なるトカゲ系統で複数回、独立して進化した。
トカゲの中で、ゴアンナはこの鎧を失った後、再び獲得したことが知られている唯一の系統として際立っている。