オスとメスの違い（性的二型）が確認されている化石爬虫類として、研究グループは中国南部のラディン期（約2億4000万年前）の地層から大量に発見される爬虫類「ケイチョウサウルス」（学名：Keichousaurus hui）に注目しました。ケイチョウサウルスは成体で体長30cmほどの小さな海生爬虫類で、成体のオスとメスには腕の骨の形態に明らかな違いがあることが知られていました。

　研究グループは、この成熟オスのみにみられる上腕骨の特徴が成長のどの段階で現れたのかを明らかにするために、オス11個体、メス6個体、性別不明の幼体1個体の合計18個体のケイチョウサウルス化石標本から上腕骨の組織切片を作成し、その年輪（成長輪）を観察しました。

　その結果、成熟したオスにおいては年輪の１本目から２本目にかけて輪郭が円形（◯）から三角形（△）に変化していることが明らかになりました（図１）。この結果は、ケイチョウサウルスにおいては生後１年目から２年目にかけてという比較的早い時期に、性的二型が現れるということを示しています。

　さらに、成熟個体においては４〜８本の年輪が確認され、いずれの個体においても最初の2本年輪の間隔は大きく、その後年輪の間隔が急激に狭くなることから、ケイチョウサウルスは生後２年間で急激に成長し、その後はあまり成長しなかったことも明らかになりました。

　化石爬虫類を含む化石羊膜類（爬虫類・両生類・哺乳類などの化石）において性的二型が現れる時期、すなわち思春期（春機発動期）がいつかが明らかになったのは初めてのことで、絶滅動物の成長と繁殖、および進化を明らかにする上で重要な発見です。

　ケイチョウサウルスのオスにみられる三角形の断面は、筋肉の付着する稜（突起）の発達具合によるものです。腕の骨格や筋肉が思春期以降のオスでだけ変化するようになった原因については３つの仮説があります。まず１つ目は、オスとメスの相互作用です。現在のカエルやトカゲのように、繁殖の際にオスがメスのからだに抱きつく「抱接」という行動をしていたり、オスがメスに対して腕を使って自己アピールしていたとしたら、大きく力強い前足を持つオスほど子孫を残すことができたと考えられます。

　２つ目に、オス同士の相互作用です。たとえば雄間闘争で前足が使われていた可能性があります。オスが前足で繁殖の優先順位を決めていたとすれば、オスのみで前足の形が変化しても不思議はありません。３つ目は、繁殖や種内闘争とは直接関係のない行動、たとえば採餌などに前足が使われていたが、オスのほうがメスより活発に行動する傾向があったために雌雄差に反映されたというものです。

　ケイチョウサウルスの性的二型は、これらの仮説的な要因を含め、オスとメスの生態にみられる何らかの差異や相互作用、特に思春期に起こるできごとが、性ホルモンの分泌と相互に影響し合い、明確な性的二型を持つに至ったと結論づけられます（図２）。このことは、古生物の成長、繁殖、および進化について理解する上で画期的な第一歩であると言えます。