生命の大進化４０億年史 古世代編生命はいかに誕生し、多様化したのか・・・土屋健著

↑の本、読了しました。

第１章

始まりの時代

形成当初の地球は、生命が棲むことのできる環境ではなかった。

議論を呼ぶ”最古の化石”たち

そもそも現在の地球で、知られている限りの最も古い岩石は、約４０億３０００万年前のものだ。

それよりも古い時代の岩石は、発見されていない。

海洋プレートに乗った岩石は時間の経過とともに地球内部へと沈み込んでいくからだ。

その最古の岩石はカナダ北西部のアカスタで、１９８３年に発見された。

この岩石が「当時の生命活動が記録されることに適した岩石」ではないことによる。

２０１７年、カナダ北東部のラブラドル地域から採集した約３９億５０００万年の岩石に、炭素質の微粒子を確認した。

分析によってこの微粒子が生物起源であることが明らかにされ

つまり、約３９億５０００万年前の海には、すでに生命がいたらしい。

生物の遺骸である「化石」でない。

そのため、海に生息していた生物の姿は、謎だ。

第２章

爆発的進化の時代

約５億３９００年前、地球の歴史は次の段階へと進んだ。

地質時代の終わり（人類による文字記録の始まり）まで続く時代を「顕生類代」と呼ぶ。

「顕生類代」という言葉ができたとき、エディアカラ生物群の存在はまだ知られていなかった。

顕生類代は、大きく三つの「代」に分けられる。

古い方から「古世代」「中世代」「新世代」だ。

このうち、古世代が最も長く、顕生類代の約５３％を占める。

古世代は、更に六つの「紀」に分けることができる。

古い方から「カンブリア紀」「オルドビス紀」「シルル紀」「デボン紀」「石炭紀」「ベルム紀」だ.

カンブリア紀は約５億３９００年前に始まり、約４億８５００年前まで続いた。

カンブリア紀が始まるまでには「大陸」といえる広さになっていた。

地球の陸地はプレートに乗って日々移動し、離合集散を繰り返している。

当時の大陸と、現在の大陸はまるでちがっていた。

カンブリア紀の地球では、南極を中心に「ゴンドワナ」と呼ばれる超大陸が存在した。

そして赤道付近には「ローレンシア」「シベリア」、シベリアとゴンドワナの間には「パルティカ」と呼ばれる大陸があった。

ローレンシアは、概ね現在の北アメリカ大陸であり、シベリアは文字通りシベリア、パルティカは現在のヨーロッパの一部に相当する。

ゴンドワナは、それ以外の全ての大陸が集まっていた。

草原も森林もない、基本的には剝き出しの荒野だった。

生命の物語が紡がれる主な舞台は、海だった。

立体化し、硬質化する

カンブリア紀の始まりとして使われるその化石の名前を、「トレプティクヌス・ペダム」という。

トレプティクヌス・ペダムは「生痕化石」である、

動物の本体ではなく、その生活の痕跡だ。

この生痕化石は、巣穴ではなく、「移動の痕跡」である。

カンブリア紀になって動物たちに海底下へと潜る必要性が、明瞭に生じた（「潜る必要性の活発化をカンブリア紀の基底」と位置づ

「喰う・喰われる」の本格的な生存競争の開始である。

からだのつくりも左右相称であった可能性が高い。

エディアカラ生物群ではほとんどみることができなかった「硬い組織」を持つものが出現したのである。

それらの形は多様です。

この小さな硬組織の化石は「微小有穀化石群」と呼ばれている。

[意味のない？硬質パーツをもつ]

そんな意味のない硬質パーツを持つ動物が、カンブリア紀の初頭の数千万年の間に増えていた可能性がある。

ちょっと（？）変わり者たち

爆発的な多様化が発生したという現象を「カンブリア爆発」という。

[上下・前後が”変わった”生物]・・・ハルキゲニア

上下が逆転し、前後も修正されて、正しい姿となったのだ。

[二つの分類群の特徴を持つ共通祖先]

ジャルツェングローゼスは「腸鰓類と「翼鰓類」の両方の特徴をあわせ持つことが分かったのだ。

「腸鰓類と「翼鰓類」は「半策動物」と呼ばれる、より大きな分類群に属している。

「半策動物」については、ざっくりと「無脊椎動物から脊椎動物が進化する途上にいた動物群」と認識していてもらえればよいだろう。

共通祖先（に近い動物）の姿が分かることは、とても珍しい。

[ほぼ完成していた神経]

アラルコメナエウスは大きなもので全長６センチメートルに届くかどうかという節足動物である。

神経は、すでに現生種に近いレベルに達していたのだ。

史上最初の”覇者たち”と、その仲間たち

[五つの眼を持つ”節足動物の数歩手前”]

現在の地球で大繁栄する節足動物が誕生するその道程に、オパビニアが位置していたのではないか、というわけである。　

オパビニアとともに「オパビニア類」つくる新属新種として「ユタウロラ・コモサ」が報告された。

[史上最初の覇者]

「ラディオドンタ類」

このグループは、かつて「アノマロカリス類」と呼ばれていた。

「アノマロカリス・カナデンシス」を代表とする。

「アノマロカリス類」の名前は、この代表種に由来する。

「奇妙なエビ」としてアノマロカリスと名づけたのである。

当時の生体系では、全長１０センチメートルを超えた時点で、少数派なのだ。

その口は硬組織を嚙み砕くほどの力はなかったとみられているが、そもそもこの時代の動物たちは、”硬組織の鎧”を備えたものは多くない。

近縁種の化石からみて、アノマロカリス・カナデンシスも一つの複眼あたり数万個の微小レンズがあった可能性は高いとみられている。

連綿と続いていた”平和な世界”に出現した”最初の覇者”。

アノマロカリス・カナデンシスやその仲間たちだったのかもしれない。

[五つの眼を持つ”節足動物の一歩手前”]

キリンシアは、ラディオドンタ類と同節足動物の間をつなぐ動物とされている。

”爆発的進化”の決め手は「眼の誕生」だったのか

光スイッチ説では、動物が眼をもったことが進化を加速させたとしている。

進化の目撃者　カンブリア紀編∼平たい三葉虫類～

三葉虫類は、カンブリア紀の半ばには登場した。

その後、三葉虫類は、オルドビス紀、シルル紀、デボン紀、石炭紀、ベルム紀と、合計六つの地質時代にわたって命脈を保った。
その歴史は、実に約２億７０００万年間。

のちの時代の地上で覇権を握った恐竜類の歴史の約１．６倍にあたる。

しかし、約２億５２００万年前に絶滅し、その後は、いっさい、子孫を残していない。

三葉虫類は繁栄は最初の二つの時代ーカンブリア紀とオルドビス紀にあった。

つまり、登場していきなり繫栄し”一定の期間”ののちに衰退の一途を辿ったことになる。

平たく、節が多い。

これが、カンブリア紀の三葉虫類にみることができる典型的な特徴だ。

生物大多様化事変

オルドビス紀になって、海底のようすが”３次元化したのである。

複雑な礁は、多くの動物たちに生活の場を与えることになった。

複雑な環境に適した動物たちが出現する、その”舞台”が整えられたのだ。

この現象は、「オルドビス紀の生物大多様化事変」、あるいは「オルドビス紀の生物大放散事変」、「オルドビス紀の大放散」、「オルドビス紀の放散」、などと呼ばれている。

覇者の生き残り　

”覇者級の交替”

[最初の大型濾過食者]・・・エーギロカシス

ラディオドンタ類の生き残りとはいえ、エーギロカシスがアノマロカリス・カナデンシスと直接の祖先・子孫の関係があるわけではない。

台頭者たち

新勢力が台頭してきた。

その一つが、「頭足類」である。

[新たな覇者]

カメロケラスが良く知られている理由は何よりもそのサイズにある。

全長６メートルとも、１１メートルとも言われている。

[新たな節足動物]

”正統派の節足動物”として台頭した狩人、それが、ウミサソリ類であり、ペンテコプテルスだった。

全長は１．７メートルあり、化石が発見された「約４億６０００万年前」はオルドビス紀の半ばにあたる。

[生きている化石の始まり]

「生きている化石」とは、化石で知られる古生物の姿と近縁な現生種の姿が余り変わっていない場合、現生種に使われる言葉である。

カナダに分布する約４億４５００万年前（オルドビス紀後期）の地層から発見された「ルナタスピス」は、知られている限り最も古いカブトガニ類である。

現生種と「そっくり」とは言わないまでも、ルナタスピスは「カブトガニ類」とわかる姿をしていた。

カブトガニ類は早期にその姿と神経、つまり、現生種と同じような外部と内部を獲得し、そして、命脈をつないできたのかもしれない。

進化の目撃者　オルドビス紀編～立体的になった三葉虫類～

長い柄と眼を、現代の潜望鏡のように使っていたのではないか。

同じロシア産の「ホプロリカス・フルシファー」である。

この三葉虫類は 、全長９センチメートルほど。

頭部後縁にまるでチョンマゲのような突起があるほか、頭部先端には長さ数ミリメートルの突起が多数ある。

全長１０センチメートルほどのパラセラウルスは特に尾部のトゲは緩い弧を描きながら後方へ伸び、一見して、強力な武器のように見える。

全長４センチメートルほどのレモプレウリデスは海底を這うのではなく、海中を遊泳していたと見られることが多い。

全長３センチメートルほどのシンフィソプスは、前後上下左右と３次元的にかなり広い視界をもっていたことがよくわかる。

遊泳してこそ、その”真価”は発揮されたことだろう。

全長７２センチメートルもあったイソテルス・レックスは例外でこのサイズは既知のすべての三葉虫類の中で最大である。

まだまだの祖先

[サカナの防御力が上がった]

全長１５～２０センチメートルのアランダスピスは、からだの前半分が骨の板で覆われ、後ろ半分は鱗で覆われていた。

”骨の板の鎧”は、甲冑魚と総称される。

完成した古世代型生態系と、大量絶滅事件

[古世代型生態系の”海底の主役”]

腕足動物の殻の中はスカスカである。

そんなスカスカの空間に、小さな触手が並んでいる。

腕足動物は、殻の口をわずかに開けて、そこから入ってきた海水に含まれるプランクトンなどを、その触手で捕まえる。

地球史には、カンブリア紀以降現在に至るまで、五つの大量絶滅事件があったとされている。

これを「ビッグ・ファイブ」という。

サンゴの海

温暖な気候も影響し、低緯度を中心に「生物礁」が発達した、「生物礁」とは、自身では動き回ることのない底生生物がつくる地形的な高まりだ。

[サンゴ礁の成立]

シルル紀当時、他にも多くのサンゴが礁をつくり、海底を彩っていた。

進化の目撃者　シルル紀編～かろうじて生き残った三葉虫類～

一つ目は、「アークティヌルス」。

団扇のように平たくて広い体が特徴的な三葉虫類である。

全長は１４センチメートル。

二つ目は、「ディクラノペルティス」。

アークティヌルスほどではないにしろ、平たくて広い体を持つ。

全長は５センチメートル。

とにかく平たいアークティヌルスとディクラノペルティスは互いに近縁の関係にある。

頭足類のような捕食者につかまれた際に、つかまれにくくする防御機構か、あるいは、からだを周囲に溶け込ませる際のカモフラージュ機構だったのではないか、との指摘がある。

三つ目は、「ダルマニテス」。

ダルマニテスの属する系譜は、シルル紀の次の時代であるデボン紀になって、徒花のような多様化をみせることになる。

海サソリ類が世界を制す

[さまざまな役割のあるあし]

一つは、「ミクソプテルス」である。

サイズは全長７０センチメートルを超えた。

この多様なあしを使い、ミクソプテルスは時に遊泳し、時に海底を歩行していたとみられている。

[高速の狩人]

残る三つは、「ユーリプテリス」「プテリゴトゥス」「アクチラムス」である。

この３種類のウミサソリ類は、ミクソプテルスとは異なり基本的に遊泳生活をしていたと考えられている。

ユーリプテリスが高い機動力を持つ狩人だった可能性を指摘している。

[垂直尾翼をもつウミサソリ類]

ミクソプテルスやユーリプテリスと比較した際、最も目立つちがいを挙げるならば、それは尾剣だろう。

ミクソプテルスやユーリプテリスには、一目見て「武器」とわかる尾剣があった。

プテリゴトゥスの尾部先端にはそれがない。

尾部の先端が左右に広がり、まるで飛行機の「尾翼」と表現した方が正しいかもしれない。

水中で体を安定させることができた可能性がある。

[待ち伏せ型のウミサソリ類]

アクチラムスの全長は２メートルに達し、ウミサソリ類における屈指の大型種である。

ウミサソリ類の衰退とともに台頭してきたグループがある。

我らが脊椎動物、サカナである。

世界最古の雄

[ペニスがあった！]

コリンボサトンには現生種のものとよく似た形状のペニスが残っていたのである。

「世界最古の雄」のタイトルホルダーなのだ。

繁栄の兆し

顎がないために”攻撃力”に欠け、そして、おそらくひれが未発達だったために、機動力にも欠けていた。

約４億２３００万年前の地層から化石を報告した。「ビアンチェンギクチス」だ。

ビアンチェスギクチスは”甲冑魚”である。

この小さな甲冑魚には、硬骨魚類と軟骨魚類、そして板皮類の特徴が確認されたのだ。

[進化の兆し]

エンテログナトゥスは、全長は約２０センチメートルで、ビアンチェスギクチスよりもかなり大きく、進化的である。

つまり、シルル紀の終盤が近づいたころには、板皮類の中に軟骨魚類と硬骨魚類につながる”進化の兆し“をもつ種が出現していたのだ。

つまり、シルル紀の海で、サカナたちの進化は進んだけれども、まだ弱者だった。

[サカナ、大型化する]　

約４億２３００万年前の地層から、長さ１２センチメートルの下顎の化石を報告した。

この下顎の持ち主の全長は、1メートルに達したという。

「メガマスタックス」は「肉鰭類」に属するという。

シルル紀の海は、サカナたちにとって、躍進に向けた最終準備段階の舞台だった。

[水辺を緑に]

「クークソニア」だ。

クークソニアは、非常にシンプルな植物だ。

[究極の、無気力戦略]

パラスピリファーは、ただ単に、殻を少し開けただけで食事にありつける。

「究極の、無気力戦略」と呼ばれている。

[高速を手に入れた頭足類]

巻きが締まったアンモノイド類ほど、速く泳ぐことができたという。

進化の目撃者　デボン紀編

デボン紀の三葉虫類は、三葉虫類の歴史の中で徒花のようなものだ。

三葉虫類の大絶滅の前に、彼らは見た目の華やかな時代を作ったのである。

なお、三葉虫類そのものが滅んだわけではない。

彼らの歴史はまだ続く。

覇権は我らの手に！

[最大級にして、最強のサカナ]

デボン紀に至って、それまで海洋生態系の上位に君臨していた無脊椎動物から、我らが脊椎動物がその座を奪い取ったのだ。

[板皮類の多数派]

多数派を代表する板皮類が、「ポスリオレビス」だ。

多様性にも富み、「ポスリオレビス」の名前（属名）を持つ種の数は、６０種とも１００種ともされている。

種によっては、全長１メートルを超えるサイズもいた。

[脊椎動物、最古の交尾]

ミクロブラキウスの交尾は、脊椎動物の進化の歴史で知られている限り最も古い体内受精であり、そして、最も古い交尾姿勢ということになる。

[へその緒のあるサカナ]

体内に胚を確認できた板皮類、「マテルピスキス」を報告している。

その胚と母体をつなぐように残っていた細いチューブ状の構造だ。

このチューブ状構造は、「へその緒（臍帯）」であるという。

「マテルピスキス」は胎生だった。

脊椎動物の進化史における”最古の胎生”の証拠である。

[サメに似た軟骨魚類の登場]

クラドセラケは、サメのようにすぐれた遊泳能力者だった可能性は流線形のからだや発達した胸鰭びれが物語っている。

上陸大作戦

カンブリア紀以来、１億年以上にわたって海のみを生活と進化の舞台としていたサカナたちの中に、上陸を可能とするものが現れたのだ。

[先触れ]

「肉鰭類」とは現生種でいえば、ハイギョの仲間やシーラカンスが分類されるグループだ。

ユーステノプテロンの最大の特徴は、その胸びれの中にあった。

そこに、上腕骨、橈骨、尺骨に相当する骨があるのだ。

眼の位置が、頭部の両側面についているということは、このサカナが水中という３次元世界で生きていたことを意味している。

[腕立て伏せができるサカナ]

ティクターリクには「肩」「肘」「手首」があった。

そのため、ティクターリクは、サカナでありながらも、「腕立て伏せができた」とみられている。

さらに、ティクターリクには首も腰も確認されいる。

からだのつくりはかなり四足動物に近づきつつあった。

[指のあるサカナ]

エルピストステゲにはその細い骨の一部は手根骨（手首の骨）と、指骨であるという。

[そして、足を持つ]

アカントステガが備えていた最初の四肢は、歩くためのものではなく、たとえば、水底にたまった落ち葉などを掻き分けるために使っていたのではないか、と指摘されている。

[そして、陸へ]

イクチオステガは「がっしりとした四肢」をもち、骨格をみたときに目立つのは、長く太い肋骨だ。

”アカントステガ以前”の動物たちは、これが貧弱だった。

イクチオステガの頑丈な肋骨は、地上で腹這いになっても内臓を潰さないだけの強度があったとみられている。

イクチオステガが陸上生活をすることができたことを示唆している。

超大陸パンゲア

大陸配置をみると、古世代の開幕から存在していた超大陸「ゴンドワナ」と「ローレンシア」、「シベリア」の３大陸は、石炭紀を通じて合体していく。

そして出来上がった唯一無二の超大陸は、「パンゲア」と呼ばれている。

石炭紀の終わりには、地球上の主たる陸地は地続きになっていて、動物たちは歩いて世界中を旅することができた。

[モンスターか。それとも、サカナか]

ツリモンストルムを「無顎類」に位置づけた。

ツリモンストルムをめぐる議論は、混迷の最中にある。

大森林出来る

石炭紀の大森林の主力は、シダ植物だった。

[天敵のいない空で、大型化する昆虫]

「メガネウラ」は、翅開長ガ７０センチメートルに達するという巨大な昆虫である。

[有羊膜類、誕生]

ヒロノムスは「トカゲそっくり」な有羊膜類である。

ヒロノムスはそんな有羊膜類の最初期を代表する動物とされている。

そして最初期の爬虫類でもあった。

[歯が少しだけ複雑に]

ディメトロドンは爬虫類ではなく、単弓類に属している。

異歯性は、哺乳類を中心に確認できる特徴でもある。

[両生類が水際世界に君臨する]

エリオプスは水際世界に君臨し、古世代最後の時代を謳歌していたのかもしれない。

[成長にともなって大きくなるブーメラン頭]

ディプロカウルスは成長にともなって、頭部の両サイドが長くなり、しだいにブーメラン型になっていく。

[からだを持ち上げて歩く？]

オロバテスは、四肢を踏ん張って、からだを持ち上げて歩いていた。

[超大陸の証拠]

メソサウルスが南アメリカ大陸とアフリカ大陸から発見されたということは、かつてそこが地続きで、淡水生の動物が行き来できたことを示唆しているのである。

[大型爬虫類は姿を消す]

パレイアサウルス類の多くは「どっしり重量型」と言える体格をしていた。

[雌雄で暮らす単弓類]

ディイクトドンの牙が、性的二型の典型的な特徴であった可能性が高い。

これは、単弓類 の歴史の中で、確認されている限り、最も古い性的二型とされている。

獣弓類は、単弓類の一翼を担うグループで、のちに哺乳類が生まれるグループでもある。

史上最大の大量絶滅事件

「１回の絶滅ではなかった」、２億６０００万年前、つまり、ペルム紀の終幕よりも８００万年前に１度目の絶滅が起きた。

”有力な仮説”が定まる将来も遠くないのかもしれない。

私たち哺乳類はペルム紀に栄えた「獣弓類」の末裔だ。

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読み応えのある本でした。

何と言っても耳馴染みのない名称が次から次へと登場するので、それだけで疲れてしまいます（汗）。

でも大昔のことが少しは知れたかも知れないので残された人生の足しには全くならないかも知れませんが知らないことが未だゝ沢山あると言う意味では勉強になりました。

私が書いた記事の名称が誤っていることも多かろうと思いますが、そこは平にお許し頂ければ幸いです。