生命は海のなかでいかに育まれたか?

海
40億年前、海のなかに酸素がなくても生きていける微生物が誕生しました。

アミノ酸が海の中で合成されたか、宇宙から飛来したかは別にして、地球の内外には生命の発生に必要な条件が整っていたようにおもわれます。

最初の生命体は細菌のように細胞内に核をもたない単純な構造のもの(原核細胞)でしたが、少しずつ進化を遂げ、核を持った生物・原生生物に変化していきます。これがのちの動物、植物の祖先となりました。

ついで35億年前、地球上で驚くべき変化がおこってきます。

光合成、酸素、微生物

微生物から進化を遂げたラン藻などの植物が栄養源を確保するため、太陽光のもと、二酸化炭素と水を使って、デンプンを作りだす(光合成)という奇跡をおこしたのです。

このとき、副産物として酸素が発生しました。

それまで地球上に存在しなかった酸素が、偶然の産物として出現したのです。我々人類にとっては、何事にも代えがたい幸運な出来事でした。

これによって、酸素を呼吸する微生物も生まれました。

さらにこの時期、もうひとつ注目すべき微生物がいました。海底深く生息し、メタンガスを排出していたメタン菌です。

ところで、光合成によってつくられた酸素は、いきなり大気中に排出されることはありませんでした。

実は当時、海のなかは多量の鉄イオンで満たされていました。

いくつもの惑星の衝突によって地球が誕生した際、地球内部にもっとも蓄積された物質が鉄だったからです。

すなわち、産出された酸素はすべて海中の鉄イオンと結合して酸化鉄になり、鉄鉱石として海底に蓄積されていきました。

そして海中の鉄イオンが使い切られてはじめて酸素は大気中へ放出されるようになったのです。

酸素、メタン、全球凍結

こうして20億年前、大気中の酸素がどんどん増えてくると、酸素とメタンは容易に反応するため、メタンガスが激減する事態となりました。

メタンガスは二酸化炭素の20倍もの温室効果をもっていましたから、メタンガスが減るにしたがい、地球は冷却化へ向かうことになりました。

そしてついに6億年前、大気は氷点下50度まで冷却され、地上も海面も氷で覆われ、地球全体が雪だるまになってしまいました。全球凍結という現象です。

このため、食物連鎖が壊れ、もはや生物は絶滅したとおもわれました。

しかし、地球内部ではなお爆発する火山や海底の温泉付近で微生物が活動していました。

その後、数百万年の間、地球は凍りついた状態ではありましたが、火山の活動は続いておりました。

そして噴出される火山ガスに含まれる大量の二酸化炭素は凍った海には吸収されず、大気中に溜まっていきました。

二酸化炭素、氷解、魚

こうして増加した二酸化炭素の温室効果によって、地球は少しずつ氷解していったのです。

そして生き延びた微生物が光合成を続けて酸素を発生し、現在の地球環境に近い20%の酸素濃度になっていきました。

およそ5億5000万年前から7~8,000万年間のカンブリア紀になると、生物は数十種類から一万種類まで一気に多様化を示すようになり、多細胞生物が爆発的に増えていきました。

大量の酸素を利用してコラーゲンが発生し、それまで微生物しかいなかった地球に、海藻やおたまじゃくしに似た大きな生物が生まれました。

現在存在している動物の体の構造の基礎ができあがったのもこの頃です。

そして4億8000万年前には、最初の脊椎動物である魚が出現し、以後急速に魚類は繁栄を遂げていきます。

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