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2009年10月25日 (日)

ミニマム地球史

1 地球ができたのは約46億年前で、ほぼ同時期に太陽も月もできたそうです。冥王代は地球の温度が非常に高かった時代で、水はすべて水蒸気だったので海は存在しませんでした。太古代のはじめには海と川が出現しました。どうしてそんなことがわかるかというと、グリーンランドのイスアという地域の38億年前の地層から、河川をごゴロゴロころがって丸くなった石(堆積岩)が、当時の海底からみつかるからです。川から流れてきた石が海に堆積したのです。

生命が出現したのは35億年前と言われています。どうしてわかるかというと、生命は炭素としてなるべく質量数12の炭素(自然界では99%)を使う傾向があり、質量数13の炭素(自然界では1%)は排除しようとします。この質量数13の炭素の自然界における1%という値より、かなり低い数値の気体が水中の泡として石英に閉じ込められていた場合、生物が存在したものと推測されるわけです。

すなわち海ができてから僅か3億年で生物ができたわけですから、DNA・RNA・タンパク質・細胞膜などという生命に必須のアイテムや、それらが連携して作る生物というものは、意外に簡単に生成されるものだなということです。そういうことなら、この広い宇宙に多数の地球外生命体が存在しても、全く不思議ではないのでしょう。

最近の研究(Nature 455, 7216 Oct 2008)では、光合成は太古代ではなく、原生代にはいってから行われたということになっています。初期の光合成はシアノバクテリアによって行われ、シアノバクテリアとその分泌物などが堆積したものはストロマトライトと呼ばれています。オーストラリアの西部海岸などでは、このストロマトライトと今なお生息しているシアノバクテリアがみられます。

原生代初期には多細胞生物(もちろん真核生物)もいたようです。原生代には地球全体が凍結する全球凍結時代がありました。こうなった原因として、シアノバクテリアによって地球の大気中に酸素が蓄積し、それまで地球を温暖化させていたメタンなどが破壊されたためと考えられています。このような気候大変動のため多くの生物が死滅したと思われますが、全球凍結時代が終わると、最初の多細胞生物繁栄の時代が訪れます。

この原生代最後の時代はエディアカラ紀と呼ばれています。オーストラリアのアデレード近郊のエディアカラの丘で最初に、当時の生物の化石がみつかったからそう呼ばれていますが、今では同様な生物の化石が世界各地でみつかっており、全地球的にこの種の生物が繁栄していたと思われます。

http://en.wikipedia.org/wiki/Dickinsonia

しかし、このエディアカラ生物群はやがて死に絶え、古生代がはじまります。古生代の最初はカンブリア紀で、この時代に現在生きている生物のルーツとなる生物群のほとんどが生まれたとされています。私たちが含まれる脊椎動物のルーツである脊索動物らしき化石もみられます。ただカンブリア紀のなかの僅かな時代に爆発的に多くの新しい生物群が生まれたという考え方には疑問もあり、エディアカラの時代からゆっくりと生まれてきたという見方もあります。ただカンブリア紀に眼のある生物が生まれたのは、アンドリュー・パーカーが言うように生物界にとって大事件だったようです。

http://morph.way-nifty.com/grey/2007/06/post_9cc6_1.html

眼を持つ生物に食われないようにするために、様々な進化が実現したこともまた事実なのでしょう。それから図に示したような時代を経て人類が生まれるわけですが、最近図の最上部にある第四紀の更新世が170-180万年前に始まるとされていたのが、260万年前に変更されることになりました。これからもこの図はあれこれ変更されるかもしれません。

カンブリア紀以降、人類が生まれる前に生物は二度の大絶滅を経験しています。一度目のペルム紀末の大絶滅は、南アメリカとアフリカが分離するなど、地球規模の地殻変動が原因だと考えられています。もちろん火山活動なども活発に行われたのでしょう。二度目の白亜期末の大絶滅は、おそらくカリブ海に墜ちた大隕石のためと考えられています。そして三度目は多分現在進行中です。その原因は私たち人間にあります。

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