絶滅

地球上の生命の歴史

今日生きているものとは異なる生物の化石は、17^世紀には早くも記録されていましたが、科学者が化石を含む岩石の連続した層が地球上の生命の歴史の連続したページのようなものであると認識し始めたのは19^世紀初頭になってからでした。この認識が古生物学の分野の誕生をもたらしましたが、種の完全な地球絶滅という考えはまだ完全に受け入れられていませんでした。当時、私たちの世界に関する知識は限られていたため、科学者たちは化石からしか知られていない生物が地球の未踏の部分にまだ生き続けている可能性を考えていました。

チャールズ・ダーウィンが1859年に「種の起源について」を出版したとき、種の絶滅という概念はより受け入れられるようになりましたが、絶滅の原因は謎のままでした。ダーウィンの自然淘汰の理論には、継続的な絶滅が不可欠であり、彼はそれを、別の意味で祖先よりも競争力があり、捕食者として優れ、またはより適した種の進化の論理的な結果と見なしていました。したがって、祖先は絶滅し、優れた子孫に取って代わられました。ダーウィンが彼の本に含めた唯一の例は、初期の系統樹であり、彼はそれを何度も参照して、絶滅が進化の副産物であるという彼の主張を支持しています。

すべての生物は存在していき、ある期間優勢になり、やがて滅びます。同じことが種にも当てはまり、したがって、すべての種の最終的な運命は絶滅です。種は、その環境で生き残って繁殖できなくなり、新しい環境に移動できなくなったときに絶滅します。これまでに存在したすべての種の99%以上が絶滅したと推定されており、そのほとんどが平均1000万年から1000万年の「寿命」を持っています。絶滅は、環境変化が遅かったり、出現した種と競争できなくなったりするために緩やかになる場合もあれば、壊滅的な出来事、生息地の破壊、汚染、乱獲によって突然発生することもあります。

大規模な絶滅

大量絶滅、または絶滅イベントは、絶滅の速度が種分化の速度を超えると、生物多様性が世界的に大幅に減少します。大量絶滅は、一般に、火山の噴火、大気組成の変化、海面の上昇または下降、地球の寒冷化と温暖化、小惑星の衝突など、地質学的または天文学的な事象によって引き起こされます。

5つの主要な大量絶滅イベントが特定され、地質学的時間を時代内にネストされた明確な時代または期間に細分化するために使用されてきました。複数の種が非常に突然絶滅すると、それらは化石記録から消え、地質学的時間スケールの特定の細分化の終わりと新しい期間の始まりの指標を提供します。

ペルム紀-三畳紀の絶滅

最大の大量絶滅は、「大絶滅」または「ペルム紀-三畳紀の災害」としても知られるペルム紀-三畳紀の絶滅であり、約2億5200万年前のペルム紀の終わりに起こり、全種の90%以上が絶滅に追いやられました¹。もう1つのよく知られた大量絶滅は、約6600万年前に起こった白亜紀-古第三紀(K-Pg)または白亜紀-第三紀(KT)の絶滅です²。K-Pgの絶滅の原因は広く議論されてきたが、メキシコのユカタン半島への小惑星の衝突がイベントの最も重要な原因であるというのがコンセンサスとなっている。この大規模な影響により、特定の地域で地質学的に不安定になり、地震、大量の火山活動、劇的な海面上昇につながりました。さらに、大規模な火災を引き起こし、その結果、灰、煙、ほこりの厚い層が空気を満たし、太陽を遮り、地球の寒冷化の期間をもたらしました。

小惑星の衝突のタイミングは、インド中西部のデカントラップの形成を引き起こした大規模な火山噴火に続くものです。これらの噴火は3万年もの長い期間にわたって起こり、小惑星の衝突前に始まりました。彼らは、200,000平方マイル以上の面積をカバーする地球上で最大の火山形成を引き起こしました。これらの噴火は、持続的な気候変動も引き起こしたであろうため、小惑星の衝突の代替原因、または衝突に続く環境破壊の増大

世界的な種の喪失

K-Pgイベントは恐竜の絶滅で最も有名ですが、影響を受けた分類群は恐竜だけではありませんでした-このイベント中に全種の約75%が絶滅しました。それにもかかわらず、すべての分類群が等しく影響を受けたわけではなく、一部の分類群は後に以前に占有されていたニッチの開放から恩恵を受けました²。哺乳類と両生類はどちらも後者のグループの一部でした。絶滅時に多様性は失われたが、これら2つの分類群は他の多くの分類群よりも低い割合で多様性を失い、両方のグループは、アーコサウルスなどの他の大型四肢動物の死滅に続いて適応放射線を受けた。アーコサウルスのうち、鳥やワニにつながった系統だけが生き残りました。したがって、非鳥類の恐竜は化石記録のK-Pg境界を越えて観察されておらず、避難する能力の欠如と肉食性飼料への依存により、迅速かつ完全に絶滅したと考えられています。昆虫の化石記録は、古第三紀の始まりに大きな変動を示しています。この変動は、化石記録の不完全性によるものであり、一部の段階は他の段階よりも化石を保存する傾向が強かった可能性があります。しかし、昆虫は他の分類群と同様の傾向を経験し、K-Pgの絶滅直後に減少し、その後回復することも知られている。この分類群では、熱極大値の高い点も観察できます。オステクタイス、または硬骨魚も、不規則な多様性のパターンを経験します。特に深海の海洋化石を見つけるのは難しく、この不規則性の原因となっている可能性がありますが、硬骨魚の多様性が最も高いのはサーマルマックスにあることは注目に値します。浅い海域は、他の海洋生息地と比較して海面上昇と光合成の減少の影響が大きいため、絶滅イベント中に最悪の影響を受けたと考えられています。軟体動物はK-Pgの絶滅後に大幅な減少を経験し、これらの数は古第三紀の終わりまでに回復していません。棘皮動物と甲殻類は同様の減少を経験していますが、これらの数は、これらのグループの両方で化石化構造が不足していることによっても影響を受ける可能性があります。

一部の科学者は、私たちは「第6次大量絶滅」^1-2とともに、人新世として知られる新しい地質時代に入ったと示唆しています。この提案は、地球規模の変化と、乱獲、汚染、生息地の破壊、侵入種、気候変動などの人間活動の結果としての地球規模の絶滅率の高さに基づいています。現在の絶滅は人間の活動によって引き起こされているため、主に天文学的および地質学的プロセスに起因する他の大量絶滅とは異なります。現在の絶滅率は、人間の影響がない場合の推定よりも最大100倍高く、まだ発見されていない種を考慮すると、おそらくもっと高いでしょう。人新世の絶滅の速度が以前の大量絶滅イベントに関連するものと同じかそれ以上であることを考えると、脆弱な集団の莫大な損失を元に戻すための迅速な行動が必要です。

参照

1. ベントン、サルダ・サーニー、マイケル・J.史上最も深刻な大量絶滅からの回復。Proc Biol Sci. 2008年、第275巻、(1636)759-765。
2. トーマス・ジョン・ディクソン・ハリデイ、ポール・アップチャーチ、アンジャリ・ゴスワミ。ユーセリアンは、白亜紀-古第三紀の大量絶滅の直後に高い進化速度を経験しました。Proc Biol Sci. 2016年、第283巻、(1833年)20153026。
3. Barnosky AD、Matzke N、富谷S、Wogan GO、Swartz B、Quental TB、Marshall C、McGuire JL、Lindsey EL、Maguire KC、Mersey B、Ferrer EA。地球の6回目の大量絶滅はすでに到来しているのでしょうか?自然。 2011年、第471巻、(7336)51-7。
4. Madliger CL、Franklin CE、Hultine KR、van Kleunen M、Lennox RJ、Love OP、Rummer JL、Cooke SJ。保全生理学と「良い」人新世の探求。コンサベーターフィジオル。 2017年、第5巻、(1)cox003。

恐竜、タスマニアタイガー、ヤツガシラのムクドリの共通点は何ですか?その答えが、今日の研究室のテーマである「絶滅」です。絶滅は、種がその環境で繁殖するために生き残ることができず、新しいものに移動できない場合に発生します。例えば、ケナガマンモスは、気候変動によって生息地や地球の他の部分が温暖になりすぎた結果、死んだと考えられていました。絶滅は、地球上に生命が存在する限り、起こってきました。実際、これまでに存在したすべての種の推定99%が絶滅しました。

これらの絶滅のほとんどは、ケナガマンモスのような環境の変化によって時間の経過とともに起こりました。しかし、他の種との資源をめぐる競争や捕食を避けることができないなどの他の要因も、種を絶滅に追いやる可能性があります。例えば、この魚を例にとってみましょう。どちらの種も生息地を共有していますが、緑の魚は捕食者を避けるのが得意で、生存の可能性が高くなり、最終的にはオレンジ色の魚を絶滅させます。乱獲や汚染などの他の人為的な現象も、種の絶滅を引き起こす可能性があります。

地球レベルで発生する絶滅は大量絶滅と呼ばれ、これらは通常、宇宙からの衝突、大規模な火山活動、および地球規模の気候変動を引き起こすその他の現象などの主要な壊滅的なイベントによって引き起こされます。これらの事象の間、高い絶滅率が新たな種分化の速度を上回り、その結果、種が世界的に失われます。

最もよく知られている大量絶滅は、恐竜の治世を終わらせたことで有名な白亜紀-古第三紀またはK-Pgの絶滅です。この絶滅は、約6600万年前の化石記録から種が突然失われた地球の岩層や地層でも見ることができ、これは地球の地殻ではあまり見られない金属であるイリジウムを含むユニークな堆積層とも一致しています。しかし、イリジウムは小惑星に大量に存在し、科学者に絶滅の原因の手がかりを与えています。メキシコのユカタン半島での衝突は、幅180キロメートルのチクシュルーブクレーターを生み出し、地球を永遠に変える一連の壊滅的な出来事を引き起こしました。まず、火災の嵐が北米大陸を荒廃させ、煙と塵の巨大な雲を作り出したでしょう。衝突から放出された破片は、上層大気に閉じ込められ、ブランケット効果を引き起こし、大気中に致命的な量の赤外線を閉じ込める効果を引き起こしたでしょう。火山の噴火と衝突後の広範な地質学的不安定性は、地球の窒息をさらに加速させ、すす、煙、火山灰が太陽を遮ったため、多くの植物が光合成できなくなり、死滅しました。食べ物がなければ、草食動物が次に死に絶え、捕食者がそれに続きました。火山の放出とそれに伴うスモッグは酸性雨を引き起こし、海を酸性化し、多くの水生生物を一掃しました。やがて、酸性の大気と濃霧が太陽の暖かさを遮り、地球の気温が数年間にわたって氷点下になるという深い凍結につながりました。これらの急激な環境変化によって引き起こされた大量絶滅は、既知のすべての生物に影響を及ぼし、その時点で生きていた全種の4分の3が、瞬く間に進化的に絶滅しました。

時間が経つにつれて、地球の気候がゆっくりと正常に戻るにつれて、小型哺乳類を含む残りの種は回復し、新たに空いた多くの種を埋めるために適応放射線を受けましたこのように、大量絶滅の間に多数の種が失われたことで、他の種の拡大と種分化の余地が開かれました。
このラボでは、白亜紀-古第三紀の絶滅前後の異なる時期におけるいくつかの異なる分類群の多様性データを調べます。