Early Permian (Sakmarian) brachiopod fauna with Jilinmartinia shansiensis from Fukuji, Hida Gaien Belt, central Japan

本論文は、スピリフェリダ類の腕足類 **Jilinmartinia shansiensis (Chao, 1929)** が日本の中部、具体的には**岐阜県の飛騨外縁帯にある福地**で産出することの実態と意義を扱う。*J. shansiensis* は本来、**中国北西部および北部（新疆、甘粛、山西）の Moscovian–Asselian** から知られるため、日本での産出は、化石を含む地層の**地質年代**と、動物群の**古生物地理学的（palaeobiogeographic）関係**の両面に疑問を投げかける。著者らは、**水屋ヶ谷層（Mizuyagadani Formation）**の基底部から得られた腕足類群集（「**Mizuyagadani Fauna**」）を記載・資料化する。これは、同一産地に関する先行報告（例：Kamei, 1952）で腕足類が列挙されたものの、体系的な記載が行われていなかったことを踏まえたものである。本研究の目的は、(1) 採集した腕足類の分類学的記載を提示すること、(2) この動物群に基づいて水屋ヶ谷層基底部の**年代**と**古生物地理学的な類縁性**を論じることである。

著者らは、**8属9種**からなる腕足類群集を同定した：**Krotovia pustulata**, **Incisius incisus**, **Kutorginella sp.**, **Vediproductus punctatiformis**, **Linoproductus sp.**, **Acosarina dunbari**, **Acosarina sp.**, **Jilinmartinia shansiensis**, **Brachythyrina rectangula**。産出頻度としては、**Brachythyrina rectangula** が多産、**Kutorginella sp.** と **Jilinmartinia shansiensis** が普通産、その他は稀産とされる。構成タクサの層序学的レンジの整理に基づき、動物群全体は **Sakmarian** と解釈され、したがって**水屋ヶ谷層基底部**は Sakmarian に対比される。古生物地理学的には、この群集は**Boreal–Tethyan の混合**と解釈される。すなわち、広域的に分布する要素（例：*Krotovia*, *Linoproductus*, *Brachythyrina*）に加えて、Boreal 的とされる属（とくに **Jilinmartinia**）や、Tethyan あるいは Panthalassan の赤道域要素として扱われる属（**Vediproductus**, **Acosarina**）が共存する。**J. shansiensis** は、（福地を除けば）**中国北西部・北部**に限って知られる点が強調され、中国の動物群との類縁性を示す証拠であるとともに、**Sino-Mongolian–Japanese Province** への帰属を支持するものとされる。

野外調査および層序学的検討は、福地地域の**水屋ヶ谷層（Mizuyagadani Formation）**を対象とした。未公表の層序データ（Y. I.）を用いて、本層は **下部（68 m）・中部（127 m）・上部（47 m）**に区分され、総層厚は **242 m** とされる。水屋ヶ谷層は、下位の**一の谷層（Ichinotani Formation；upper Visean–Uralian）**と**断層接触**し、上位の**空山層（Sorayama Formation；Middle Permian）**に**不整合で覆われる**と記載される。腕足類は、水屋ヶ谷層の**基底部**に位置する、凝灰質砂岩と凝灰質頁岩の互層中の、**緑がかった灰色の凝灰質・一部石灰質の細粒砂岩**から採集された。地点は基底から約 **20 m** 上位の **MZD3（36°13'5"N, 137°30'35"E）**である。本研究は、(i) **systematic palaeontology**：主に殻（valve）の形態と装飾（しばしばモールド）に基づいて分類群を同定し、既刊のタイプ標本および参照標本と比較する、(ii) **biostratigraphic inference**：同定された種・属の既知の層序学的レンジを集成し、群集の年代を割り当てる、の2点を組み合わせている。標本は **NU-B2333–2362** として登録され、**新潟大学**に収蔵される。担当は明確に分担され、分類学的作業は **J. Tazawa** が主導し、層序研究と化石採集は **Y. Ibaraki** と **Y. Miyake** が担当した。

本論文は、Mizuyagadani Fauna を構成する腕足類の層序学的レンジを総合した結果として、福地における水屋ヶ谷層基底部の年代が **Sakmarian** であると結論づける。著者らは、この Sakmarian という解釈が、同じ概略層準から別の化石群により独立に導かれていた先行の年代解釈、すなわち **四放サンゴ（rugose corals；Igo, 1959）**および**放散虫（radiolarians；Niko et al., 1987）**に基づく見解と整合すると強調する。一方で、基底部について **Kurihara and Kametaka (2008)** が放散虫証拠に基づき **Asselian–Sakmarian** を提案していることにも言及し、産地とデータセットによっては層基底の年代に不確実性が残ることを示唆する。古生物地理学的には、この動物群は**Boreal–Tethyan の混合群集**と解釈され、とりわけ日本での **Jilinmartinia shansiensis** の産出は、**中国北西部・北部**との結びつきを示すうえで診断的（particularly diagnostic）なものとして扱われる。これらを根拠に、本動物群は **Sino-Mongolian–Japanese Province** に属していたと論じられる。この Province は、引用文献での枠組みによれば、ペルム紀において North China Block の北方に広がる広域で、Boreal 要素と Tethyan 要素の腕足類が共存することを特徴とする。

本論文は独立した将来研究計画を明示してはいないが、追加研究が有用であることを示す点を挙げている。第一に、**Kutorginella sp.**, **Linoproductus sp.**, **Acosarina sp.** など一部の分類群は、**保存不良**または不完全標本のため種レベルまで同定できなかったとされ、同一層準からより保存の良い追加資料が得られれば分類の精度が高まり、レンジに基づく年代制約も強化されうる。第二に、基底層準の年代について、（腕足類、Igo のサンゴ、Niko et al. の放散虫による）**Sakmarian** と、（Kurihara and Kametaka の放散虫による）**Asselian–Sakmarian** の見積もりの差が記録されており、水屋ヶ谷層最下部が一様に Sakmarian なのか、Asselian–Sakmarian 境界をまたぐのかを解決するには、基底区間および層内の複数地点にわたる統合的サンプリングが有用であることが示唆される。第三に、古生物地理学的解釈は Boreal 要素と Tethyan 要素の混在、とりわけ **Jilinmartinia** の地理的意義と、**J. shansiensis** の（日本域外での）分布が限られる点に大きく依存しているため、周辺地域からの、体系的に比較可能な動物群の資料化を拡充することで、**Sino-Mongolian–Japanese Province** の枠組みの中で提案された **中国北西部・北部**との類縁性を、さらに検証し制約できるとされる。

この研究は、日本の中部（岐阜県の福地）にある飛騨外縁帯(日本の中部にある地質学的な地域区分の1つです。いろいろな時代の地層や岩石が集まっていて、古い海の生物化石が見つかることがあります。)の地層から、腕足類(貝に似た殻をもつ海の動物の仲間です。二枚の殻をもつ点は二枚貝に似ていますが、体のつくりは別のグループです。化石として多く見つかり、地層の年代や当時の海の環境を考える手がかりになります。)という貝のような化石の一種である Jilinmartinia shansiensis が見つかったことを調べたものです。
この化石は本来、中国の北西部や北部の地層で知られていたため、日本で見つかると、その地層がいつの時代のものか、また当時の生き物がどの地域とつながりがあったのかが問題になります。
そこで研究者たちは、水屋ヶ谷層(岐阜県福地周辺に分布する地層で、腕足類などの化石が含まれます。地層の上下関係や年代を調べることで、その地域の地史を考える材料になります。)のいちばん下の部分から出た腕足類の化石の集まり（Mizuyagadani Fauna(水屋ヶ谷層の基底部から見つかった化石の生物の集まりに付けられた名前です。同じ場所・同じ層準から出る化石をまとめて扱うことで、年代や地域的な特徴を考えやすくなります。)）を、きちんと整理して記録し、化石の種類を詳しく調べました。目的は、集めた腕足類を分類して説明することと、その結果から水屋ヶ谷層の年代や、他地域とのつながりを考えることです。

水屋ヶ谷層(岐阜県福地周辺に分布する地層で、腕足類などの化石が含まれます。地層の上下関係や年代を調べることで、その地域の地史を考える材料になります。)の基底部から、8属9種の腕足類(貝に似た殻をもつ海の動物の仲間です。二枚の殻をもつ点は二枚貝に似ていますが、体のつくりは別のグループです。化石として多く見つかり、地層の年代や当時の海の環境を考える手がかりになります。)が見つかりました。中でも Brachythyrina rectangula が特に多く、Kutorginella sp. と Jilinmartinia shansiensis は普通に見られ、ほかは数が少ない化石でした。
見つかった種や属が、世界のどの時代の地層から知られているかを整理した結果、この化石群はサクマリアン期(ペルム紀前半の地質年代区分の1つです。この時代の化石が見つかると、その地層がペルム紀前半にできた可能性が高いと判断できます。)のものだと考えられ、水屋ヶ谷層の基底部もその時代に当たると判断されました。
また、この化石群は、寒冷寄りの地域に多い要素と、赤道付近に多い要素が混ざった集まりだと考えられました。特に Jilinmartinia shansiensis は、日本以外では主に中国北西部・北部に限って知られているため、中国の動物群との近さを示す重要な手がかりだとされました。

調査は福地地域の水屋ヶ谷層(岐阜県福地周辺に分布する地層で、腕足類などの化石が含まれます。地層の上下関係や年代を調べることで、その地域の地史を考える材料になります。)を対象に行われました。水屋ヶ谷層は全体で約242mの厚さがあり、下部・中部・上部に分けられます。下の地層（一の谷層）とは断層で接し、上の地層（空山層）には不整合(古い地層が削られたあとに新しい地層が重なるなど、地層の連続が途中で切れている関係です。地史の中で「時間の空白」があることを示します。)で覆われています。
腕足類(貝に似た殻をもつ海の動物の仲間です。二枚の殻をもつ点は二枚貝に似ていますが、体のつくりは別のグループです。化石として多く見つかり、地層の年代や当時の海の環境を考える手がかりになります。)化石は、水屋ヶ谷層のいちばん下の方で、基底から約20m上の地点（MZD3）にある、火山灰を多く含む細かい砂岩などから採集されました。
研究では、化石の殻の形や表面の模様を詳しく見て種類を決め、過去に報告されている標本と比べました。そして、それぞれの種や属が知られている時代の範囲をまとめて、この地層の年代を推定しました。標本は新潟大学に保管されています。

この研究は、水屋ヶ谷層(岐阜県福地周辺に分布する地層で、腕足類などの化石が含まれます。地層の上下関係や年代を調べることで、その地域の地史を考える材料になります。)の基底部がサクマリアン期(ペルム紀前半の地質年代区分の1つです。この時代の化石が見つかると、その地層がペルム紀前半にできた可能性が高いと判断できます。)だと結論づけました。この考えは、別の化石（四放サンゴ(昔のサンゴの仲間で、骨格の特徴から分類される化石群です。特定の時代に多い種類がいるため、地層の年代を考える材料になります。)や放散虫(海にすむ小さな生物で、ガラス質の殻をもつものが多く、化石として残ります。広い海に分布し、進化の変化もはっきりしているため、地層の年代決定によく使われます。)）から示されていた年代とも大筋で合います。
ただし、放散虫の研究によっては、アッセリアン期(ペルム紀の最初の方に当たる地質年代区分です。サクマリアン期の1つ前の時代で、境界付近は年代の決定が難しいことがあります。)からサクマリアン期にかけての可能性も示されており、場所や資料によっては年代にまだ不確かな部分が残るとされました。
古生物地理(昔の生物が地球上のどこに分布していたかを、化石から考える分野です。大陸の位置や海流、気候の違いなどを推定するのに役立ちます。)の面では、この化石群が寒冷寄りの要素と赤道寄りの要素の混合であること、そして Jilinmartinia shansiensis の産出が中国北西部・北部との強い関係を示すことが重要だとされました。これらをもとに、この地域の化石群は Sino-Mongolian–Japanese Province(ペルム紀に、北中国の北側から日本付近までの広い範囲に想定される生物分布の区分です。寒冷寄りの要素と赤道寄りの要素が混ざった腕足類が見られることが特徴とされ、地域間のつながりを議論する枠組みになります。) という生物分布の区分に属していた可能性が高いと考えられました。

今後の課題として、まず保存状態が悪くて種まで決められなかった化石について、より良い標本が集まれば分類が正確になり、年代の判断もさらに確かになると考えられます。
次に、水屋ヶ谷層(岐阜県福地周辺に分布する地層で、腕足類などの化石が含まれます。地層の上下関係や年代を調べることで、その地域の地史を考える材料になります。)の基底部が本当にサクマリアン期(ペルム紀前半の地質年代区分の1つです。この時代の化石が見つかると、その地層がペルム紀前半にできた可能性が高いと判断できます。)だけなのか、それともアッセリアン期(ペルム紀の最初の方に当たる地質年代区分です。サクマリアン期の1つ前の時代で、境界付近は年代の決定が難しいことがあります。)とサクマリアン期の境界をまたぐのかをはっきりさせるため、基底付近の複数地点でまとめて化石を集めて比べることが必要です。
また、Jilinmartinia の地理的な意味をより確実にするために、周辺地域の化石群も同じ基準で整理し、比較できる資料を増やすことが求められます。