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

説明図集

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）
　左(A)はガンフリント・チャート層（北米・19億年前）中の原核生物の化石。球状の化石で直径約10μｍ。原核生物と真核生物の化石の区別は、細胞の大きさ（原核生物で通常10μｍ以下、真核生物は数十μｍ）や、構造の複雑さで判断することが多い。
　右(B)は、およそ7.5億年前の緑藻と見られる真核生物の化石。直径35μｍ。

　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
　オーストラリアで最初に報告された、エディアカラ動物群のさまざまな化石。砂岩中に印象として残った化石で、硬組織を持たない事が特徴。これらの化石の生物学的分類は、非常にホットな研究対象になっている。

　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
　カンブリア紀初期のTommotian動物群の化石。シベリアで最初に発見された、数ミリ以下のさまざまな骨格からなり、貝類の祖先と考えられるもの(A)もあるが、分類が不明のものも多い。

　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。
　中国・雲南省から報告された、最古の魚類の祖先と考えられる化石。ピカイアより古く、脊椎動物の起源についての通説が書き換えられたことになる。

　バージェス動物群　多様な形態の獲得、進化の加速？
　脊索を持つ動物：ピカイア

板書内容　（１）　（２）

　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？

引用文献・図の出典：
・"Earth System Histry" S. Stanley(1999) Freeman
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