複雑な生命動物、植物、そして大量絶滅

カンブリア爆発、陸上への進出、大量絶滅、恐竜:複雑な生命が出来事ごとにどう進化したかを、鍵となる化石とともに紹介する。

宇宙カレンダーでは:12月15日に開始6億4000万 – 600万年前カレンダー全体を見る

複雑な生命の時代は6億4000万年前、細胞が役割分担を始めたときに始まります。まず、やわらかい葉状の生物が現れました。次にカンブリア爆発で、目、殻、捕食者が一気に登場します。そのあと脊椎動物、陸に上がる植物、四肢動物が続き、途中で2回の大量絶滅が割り込みました。この時代は600万年前まで続き、13の重要な出来事があります。

13の出来事

  • 6億4000万年前・多細胞生物:細胞が専門化し始める。
  • 5億7000万年前・エディアカラ生物群:やわらかい葉状の生物。
  • 5億4000万年前・カンブリア爆発:目、殻、捕食者。
  • 5億3000万年前・脊椎動物:脊索が背骨になる。
  • 4億7000万年前・植物の陸上進出:コケが岩に這い上がる。
  • 3億7000万年前・四肢動物:ひれが手足になる。
  • 3億1000万年前・羊膜卵:卵が水を離れられるようになる。
  • 2億5000万年前・ペルム紀大量絶滅:海の生物種の96%が姿を消す。
  • 2億3000万年前・恐竜の時代:爬虫類が陸を支配する。
  • 1億3000万年前・被子植物:花と花粉を運ぶ昆虫がともに進化する。
  • 6600万年前・白亜紀の絶滅:小惑星がチクシュルーブに衝突する。
  • 6000万年前・哺乳類の適応放散:哺乳類が空いた生態的地位を占める。
  • 5500万年前・霊長類:樹上生活、立体視、物をつかむ手。

進化はどう起きるか

自然選択説は2人が同時に提唱し、翌年に『種の起源』が出版されました(Darwin and Wallace, Journal of the Proceedings of the Linnean Society, 1858)。それから1世紀以上あとに、補足が加わりました。種は長い間安定していて、短い期間に急に変化することがあり、一定のペースで進化するとは限りません。これが断続平衡です(Eldredge and Gould, Models in Paleobiology, 1972)。

最古の動物と脊椎動物

ディッキンソニアの化石に残るコレステロールに似た分子は、この謎の生物が動物であり、知られている最古の動物の1つであることを証明しています(Bobrovskiy et al., Science, 2018)。雲南省の澄江で見つかったミロクンミンギアとハイコウイクチスは、脊椎動物の歴史をカンブリア紀初期まで遡らせます(Shu et al., Nature, 1999)。

水から陸へ

科学者は、移行化石がどの年代の岩石にあるはずかを予測し、実際にカナダ北極圏でティクターリクを見つけました(Daeschler, Shubin and Jenkins, Nature, 2006)。物語は逆の方向にも進みます。パキスタンで出土した化石から、クジラの祖先はカバと近縁の、陸を走る有蹄の哺乳類だったことがわかります(Thewissen et al., Nature, 2001)。

2回の大量絶滅

ペルム紀末の大量絶滅は地球史上で最も深刻なものでした。精密な年代測定によると、わずか約6万年で起きた可能性があり、シベリアの火山活動と合致します(Burgess, Bowring and Shen, PNAS, 2014)。

白亜紀末の絶滅には「探偵の筋書き」があります。地層中にイリジウムという元素が異常に集中していたことから、ルイス・アルバレスとウォルター・アルバレスは小惑星が地球に衝突したと推論しました(Alvarez et al., Science, 1980)。10年あまりのちに、メキシコのユカタン半島の地下に埋もれた直径約180 km のクレーターが見つかり、まさにその小惑星が残したはずのものでした(Hildebrand et al., Geology, 1991)。

羽毛と花

遼寧省の化石から、鳥類が現れる前に恐竜に羽毛が生えていたことがわかります(Ji, Currie, Norell and Ji, Nature, 1998)。同じく遼寧省のアルカエフルクトゥスは、最古の被子植物の1つと考えられ、その年代はのちに前期白亜紀に改められました(Sun et al., Science, 1998)。

原典を読むには? 次のタイトルで検索してください

  • Darwin and Wallace (1858): On the tendency of species to form varieties; and on the perpetuation of varieties and species by natural means of selection
  • Eldredge and Gould (1972): Punctuated equilibria: an alternative to phyletic gradualism
  • Bobrovskiy et al. (2018): Ancient steroids establish the Ediacaran fossil Dickinsonia as one of the earliest animals
  • Shu et al. (1999): Lower Cambrian vertebrates from south China
  • Daeschler et al. (2006): A Devonian tetrapod-like fish and the evolution of the tetrapod body plan
  • Thewissen et al. (2001): Skeletons of terrestrial cetaceans and the relationship of whales to artiodactyls
  • Burgess et al. (2014): High-precision timeline for Earth's most severe extinction
  • Alvarez et al. (1980): Extraterrestrial cause for the Cretaceous-Tertiary extinction
  • Hildebrand et al. (1991): Chicxulub Crater: A possible Cretaceous/Tertiary boundary impact crater on the Yucatán Peninsula, Mexico
  • Ji et al. (1998): Two feathered dinosaurs from northeastern China
  • Sun et al. (1998): In search of the first flower: a Jurassic angiosperm, Archaefructus, from northeast China

ゲームでの表現

ゲームでは、複雑な生命の時代の資源はバイオマスで、ジェネレーターは多細胞コロニー、海洋プランクトン、陸上植物、食物網です。細胞の専門化から生態系の形成までの主線をカバーしています。上の2回の絶滅は、その主線に入る大きな中断です。

実際の根拠

  • 多細胞生物(6億4000万年前):細胞が仕事を分担しはじめる

  • エディアカラ生物群(5億7000万年前):柔らかく、葉のような形の生物

  • カンブリア爆発(5億4000万年前):目、殻、捕食者

  • 脊椎動物(5億3000万年前):脊索が背骨になる

  • 植物の上陸(4億7000万年前):コケが岩の上をはいあがる

  • 四肢動物(3億7000万年前):ひれが肢になる

  • 有羊膜卵(3億1000万年前):卵が水から離れられる

  • ペルム紀末の大量絶滅(2億5000万年前):海の生物種の96%が消える

  • 恐竜の時代(2億3000万年前):爬虫類が陸を支配する

  • 被子植物(1億3000万年前):花と花粉を運ぶ昆虫がともに進化する

  • 白亜紀の絶滅(6600万年前):小惑星がチクシュルーブに衝突する

  • 哺乳類の適応放散(6000万年前):哺乳類が空いた生態的地位を埋める

  • 霊長類(5500万年前):樹上生活、立体視、物をつかむ手

関連する研究

これらの研究はこのトピックに関連しますが、このページの直接の証拠ではありません。

  • 自然選択:ダーウィンとウォレスは自然選択説を共同で発表した。翌年、『種の起源』が出版された。

    出典:Darwin & Wallace, Journal of the Proceedings of the Linnean Society 1858, "On the tendency of species to form varieties; and on the perpetuation of varieties and species by natural means of selection"

  • 恐竜絶滅の謎:白亜紀末の地層ではイリジウムが異常に濃集しており、アルバレス父子は小惑星が地球に衝突したと結論づけた。

    出典:Alvarez et al., Science 1980, "Extraterrestrial cause for the Cretaceous-Tertiary extinction"

  • クレーターの発見:メキシコのユカタン半島の下に埋もれていたのは、直径約180キロのクレーター。まさにあの小惑星が残したものだった。

    出典:Hildebrand et al., Geology 1991, "Chicxulub Crater: A possible Cretaceous/Tertiary boundary impact crater on the Yucatán Peninsula, Mexico"

  • ティクターリク:科学者は移行化石がどの年代の岩石にあるはずかを予測し、その後カナダ北極圏で実際に見つけた。

    出典:Daeschler, Shubin & Jenkins, Nature 2006, "A Devonian tetrapod-like fish and the evolution of the tetrapod body plan"

  • 最古の動物:ディッキンソニアの化石にはコレステロール系の分子が保存されており、この謎の生物が動物だったことを証明した。

    出典:Bobrovskiy et al., Science 2018, "Ancient steroids establish the Ediacaran fossil Dickinsonia as one of the earliest animals"

  • 最古の脊椎動物:雲南省の澄江で見つかったミロクンミンギアとハイコウイクチスは、脊椎動物の歴史をカンブリア紀初期まで押し戻した。

    出典:Shu et al., Nature 1999, "Lower Cambrian vertebrates from south China"

  • 羽毛恐竜:遼寧省の化石は、鳥が現れる前から恐竜に羽毛が生えていたことを示している。

    出典:Ji, Currie, Norell & Ji, Nature 1998, "Two feathered dinosaurs from northeastern China"

  • 最初の花:遼寧省のアルカエフルクトゥスは最古級の被子植物と考えられ、のちに年代が前期白亜紀へ修正された。

    出典:Sun et al., Science 1998, "In search of the first flower: a Jurassic angiosperm, Archaefructus, from northeast China"

  • 断続平衡:種は長く安定したままで、短期間に急に変わることもある。一定の速さで進化するのではない。

    出典:Eldredge & Gould, Models in Paleobiology 1972, "Punctuated equilibria: an alternative to phyletic gradualism"

  • 最悪の大量絶滅:精密な年代測定によると、ペルム紀末の絶滅はわずか約6万年で終わった可能性があり、シベリアの火山活動と一致する。

    出典:Burgess, Bowring & Shen, PNAS 2014, "High-precision timeline for Earth's most severe extinction"

  • 陸を歩いたクジラ:パキスタンの化石は、クジラの祖先が陸を走るひづめのある動物で、カバに近い仲間だったことを示している。

    出典:Thewissen et al., Nature 2001, "Skeletons of terrestrial cetaceans and the relationship of whales to artiodactyls"

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