4 古生代・脊椎動物の出現

　われわれはどこから来たのか（第４回）

2001.5.1　地学#4　萩谷　宏

キーワード：オゾン層、陸上植物、造礁生物、脊椎（せきつい）動物

多細胞生物の出現
　酸素濃度の上昇、真核細胞の形成（細胞内共生説）
　細胞の機能分化…多細胞生物の出現
　有性生殖の開始
　エディアカラ動物群　…先カンブリア時代末　様々な殻を持たない多細胞生物
　全球凍結事件（雪玉地球）の意義

殻をもつ生物の出現
　カンブリア紀初期の小殻生物　様々な外骨格の獲得
　生物礁の形成　古杯類、サンゴ、ウミユリ
　地球環境への影響　…氷床形成

脊椎動物の起源　魚類の出現
　最古の魚類化石の発見　…5億3000万年前、中国で産出。
　バージェス動物群　多様な形態の獲得、進化の加速？
　脊索動物：ピカイア

淡水環境への進出
　魚類の適応放散
　淡水環境のハードル：浸透圧調節、排出、ミネラルの確保。

陸上植物の役割
　森林の形成　土壌、昆虫、陸上生態系
　大陸移動、山脈形成との関係

魚類の発展と両生類の出現
　ひれから足へ
　は虫類　…乾燥への適応　鱗、有羊膜卵、四肢の発達

　酸素濃度の上昇　…地球史の基本パターン

　先カンブリア代→古生代カンブリア紀：化石記録の爆発的増大

　（約５億年前まで、生物の進化は海水中で進行）

　酸素濃度(PO₂)の増大（←光合成生物の活動）　・・・　生物の複雑化（進化）を可能にする

　複雑化：１）多細胞化　２）機能分化　３）殻（骨格）の形成

　１）多細胞化への道：　原核生物（バクテリア）→真核生物　細胞内共生（核、ミトコンドリア、葉緑体）

　真核生物の出現　〜21億年前、緑藻類？　グリパニアなど。（化石体未確認で有機化石から27億年前という報告あり）

　葉緑体・ミトコンドリア、独自のRNAをもち、自己増殖可能。ただし、生存に必要な物質を依存。
　細胞内共生により、細胞内小器官の特殊化・機能分化（役割分担）の進行。

　多細胞生物　細胞ごとの機能分化　…人間ではの60兆の細胞、たった１個の受精卵から分裂して機能分化。
　余談：クローン技術、マンモスの絶滅と復元。

　バイオターベイション　生痕化石　11億年前、インドの砂岩

　有性生殖の開始（6億年前？）　進化の加速？

VTR：
・NHKジュニアスペシャル#9（生命）「進化の不思議な大爆発」
・同上　#10（生命）「魚たちの上陸作戦」

参考書：
・失われた化石記録　J・W・ショップ著　講談社現代新書
・カンブリア紀の怪物たち　S・C・モリス　講談社現代新書
・ワンダフル・ライフ　S・グールド著　ハヤカワ文庫
・手足を持った魚たち　J・クラック　講談社現代新書

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