砂利ではなく草の仮説は、特に新世界哺乳類における歯冠の高い歯の進化を説明する進化論的仮説である。この仮説は、これまで考えられていたように、草のシリカが豊富な組成ではなく、砂利の多い土壌の摂取が歯冠の高い歯の発達の主な要因であるというものである。[ 1 ]
歯冠高原歯の形態はより研磨性の高い食餌に適しているため、歯冠高原歯は草原の拡大と同時に進化してきたと考えられています。白亜紀(1億4500万年前~6600万年前)には、グレートプレーンズは西部内陸海路と呼ばれる浅い内海に覆われていましたが、白亜紀後期から暁新世(6500万年前~5500万年前)にかけて後退し始め、厚い海洋堆積物と比較的平坦な地形を残しました。中新世と鮮新世(2500万年前)には、大陸性気候が草原の進化に好都合になりました。既存の森林バイオームは衰退し、草原ははるかに広範囲に広がりました。草原は、多くの有蹄類が木の葉を食べる食餌から草を食べる食餌に切り替えたなど、哺乳類に新たなニッチを提供しました。草にはシリカを豊富に含む植物珪酸体(研磨顆粒)が含まれており、歯の組織をより早く摩耗させます。つまり、草原の拡大は草食動物の歯冠の高い(高冠歯)歯の発達と関連していた。[ 2 ]
2006年、ストロンバーグは、北米の初代から中期中新世にかけてのいくつかの有蹄類系統(ラクダ科、ウマ科、サイなど)における高冠臼歯(高歯冠)の独立した獲得を調査した。これは従来、草原の拡大と関連付けられてきた。彼女は、 C3草(寒冷地草)が優占する生息地が、ウマ科における高歯冠の出現より少なくとも400万年前のアリカリアン後期初期(2190万年以上前)までに中央大平原に確立されたことを示した。[ 3 ] 2008年、メンドーサとパルムクヴィストは、偶蹄類と奇蹄類の134種のデータセットを使用して、高歯冠歯の発達における草の摂取と開けた生息地での採食の相対的な重要性を決定した。結果は、高冠歯は食性の好みではなく、特定の摂食環境に適応していることを示していることを示唆した。[ 4 ]
最近の哺乳類の歯の調査では、食性の変化に関係しているのは草そのものではなく、開けた砂利の多い生息地であることが示唆されている。[ 1 ] [ 4 ] [ 5 ]ボリビアの後期漸新世サラ層の高冠歯ノトウンギュラ類の歯の微細摩耗パターンの分析では、剪断運動は必ずしも草ではなく、硬い植物を豊富に含む食性と関連していることが示された。したがって、高冠歯の哺乳類と化石記録における歯の摩耗源との関係は単純ではない可能性があり、伝統的にノトウンギュラ類の高冠歯の発達と関連付けられていた南米の草原の拡大は疑問視されている。[ 5 ]
最も重要なのは、新生代哺乳類の歯冠高化の発達が、北アメリカと南アメリカの両方で草原が繁栄した時期と同期していないことが証拠によって示されていることです。草原は1000万年も前に広がっていました。[ 1 ] [ 5 ]草原の拡大と哺乳類の歯冠高化の発達との間のこの時間的不連続性の観察は、恐竜の歯冠高化の以前の証拠によっても裏付けられています。たとえば、草食恐竜のグループであるハドロサウルスは、低い植生を食べていたと考えられ、微細摩耗パターンは、彼らの食事に砂やシリカなどの研磨物質が含まれていたことを示しています。草は白亜紀後期までに進化していましたが、特に一般的ではなかったため、この研究は、草がハドロサウルスの食事の主要な構成要素ではなかった可能性が高いと結論付けました。[ 6 ]
歯冠高冠は化石記録と現代の両方で観察されています。これは大きな系統群(ウマ科)の特徴であり、亜種レベルの特殊化でもあります。たとえば、スマトラサイとジャワサイはどちらも短歯で隆起した頬歯を持っていますが、インドサイは歯冠高冠を持っています。哺乳類は臼歯のみ歯冠高冠を持つ場合もあれば、歯列が混在している場合もあります。歯冠高冠の特徴は次のとおりです。[ 7 ] [ 8 ]
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