私たちの起源：科学者たちが初めて早期の複雑な動物の進化を解明

ワシントン（AP）— 新たに発見された化石によって、地球が、植物と、判別しがたいほど単純な動物から、やがて世界を席巻し、最終的には私たちにつながっていく複雑な生き物へと重要な転換を遂げたのはいつだったのか、科学者たちは初めて現実的な全体像をつかめるようになった。

そしてそれは、研究者たちが考えていたよりも何百万年も前のことだった。

中国南西部の雲南省で見つかった700を超える化石は、5億3900万年前、エディアカラ紀の衰える終盤に生きていた生命を示す窓を提供している。研究者によれば、そこにいたのは単純だが奇妙な動物で、海の中で二次元的な暮らしをしており、上下には動かず、行って来なかったという。

しかし、木曜付の学術誌Scienceの研究によれば、この「宝庫」にある化石の多くは、三次元の生活を送っていた、より複雑な動物の残骸だという。そうした動物は水中を移動し、食べていた。これは、カンブリア紀において少なくとも400万年後に初めて生命を吹き込むようになったと考えられてきた特徴である。カンブリア紀とは、複雑で認識できる動物の生命が広がるとされた「カンブリア爆発」の時期のことだ。

「これは本当に、現代の“動物が支配する”生物圏がどのように形成され発展し、そしてこの変わったエディアカラ紀の移行の合間をくぐり抜けてきたのかを示す最初の窓です」と、オックスフォード大学の自然史博物館の共同著者で古生物学者のフランキー・ダンンは述べた。「私たちは二次元の世界から始めます。そして地質学的に一瞬という“地質学的なまばたき”の間に、動物は多様化しています。どこにでもいます。あらゆることをしています。そして生物地球化学的なサイクルを変えています。彼らは世界を変えました。」

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新たな発見は、別の化石が露出している、国連の程姜（Chengjiang）世界自然遺産サイトからごく短い距離にあった。そこは、道路沿いで人目を引くような場所ではないが、「時間、つまり地質学的な時間を、その景観の中で文字どおり歩いて通り抜けられる」場所だと、ダンンは言う。そしてそのような領域のひとつは、進化によって力が結びつく「スナップショット」を提供している。

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複雑な動物が対称性を発達させた

その地点についてダンンは、「化石のグループには、より早い時代に存在していた奇妙な生命の例と、消え去ったものに加えて、のちに現代の動物へと進化していくことになる生物の初期の例も含まれています。より“現代的”な動物において重要なのは、その体が左右でほとんど同じだという点です」と述べた。

現在地球上のほぼすべての動物の生命は、左右の側に共通の特徴をもち、さらに頭部と肛門を備えている。中国で発見された化石の前には、科学者たちは化石の足跡の中に、この対称的な体のタイプの痕跡を見ていたが、肝心の“生き物そのもの”は見えていなかった。

「今私たちは、それが何によって生み出されているのかがわかりました。なぜなら、初めてその化石が手に入ったからです」と、研究の共同著者であるロス・アンダーソンも（オックスフォードの自然史博物館の人間だ）述べた。

「岩」と「時計」の論争を決着させる手がかりに

これまで、古生物学の分野には対立があった。形質がどれくらいの速さで突然変異し進化したかに関する遺伝子分析では、人間とヒトデの最も早い共通の祖先がエディアカラ紀にあったことが示唆されていた。だが、ダンンによれば、それを裏づける化石や岩石は見つかっておらず、起きたことを示す材料がなかったのだという。これは「岩と時計（rocks versus clocks）」の論争と呼ばれた、と彼女は言う。

「新しい化石の発見場所が私たちに示しているのは、実際には“岩”と“時計”が、私たちが考えていたよりもずっと近い一致を示しているのかもしれない、ということです」とダンンは言った。

研究には関与していないケンブリッジ大学の古生物学者エミリー・ミッチェルは、新研究について「エディアカラ紀には動物が含まれていて、そこにはそれらとカンブリア紀の動物相の間に移行段階があったはずだと私たちは知っています。しかしこれまで、そのための具体的な証拠が本当に何もありませんでした」と語り、この研究は「非常に多くの意味で筋が通っている」と述べた。

ローザンヌ大学のジョナサン・アンティクリフのような一部の外部研究者は、これらの化石を複雑な動物のものだと呼べるだけの十分な証拠があるのかを疑問視した。しかし、APが連絡した多くの専門家は、それは妥当だと感じていた。

どうして、そしてなぜ起きたのかを突き止めようとする

いま科学者たちは、この生命の爆発がいつ起きたのかを知っている。そこで、さらなる疑問が生まれ、いくつかの仮説も出てきた。

「私は、本当に“理解したい”と思っています。つまり、それがいつ起きたのかだけではなく、どうやって起きたのか、そしてなぜそのように起きたのかを知りたいのです」とダンンは言った。「そこで、地球と生命の間、あるいは生命と生命の間で、切り分けられるようなフィードバックがあるのかどうかが重要な点になります。エディアカラ紀の時代が海底に出てくると、カンブリア爆発に近い何かにたどり着くのは避けられないことなのでしょうか。私はそうした種類の問いが本当に興味深いのです。」

地球上での生命は30億年前に始まったが、複雑な動物が発達するまでにはさらに24億年かかった。その後、それらは増え、拡がり、多様化し、急速に支配するようになったとダンンは述べた。

そのおそらくの理由は、地球が酸素の水準を十分に高めなければならず、進化が遺伝子の変化とともに動き出す必要があったからだ、と研究には関与していないカリフォルニア大学バークレー校の古生物学者チャールズ・マーシャルは言う。

マーシャルは「カンブリア爆発が突然だったのは、すでに整っていた発生（開発）の仕組みがあったからです」と述べた。

「この時期を通じて根本的に変わったのは、地球上の動物同士が互いにどう関わり合ったかということだ」と、著者の多くが働いているオックスフォードの博物館のキュレーターであるダンカン・マードックは言った。「動物が現れて、互いを食べ始め、堆積物をかき混ぜるようになると、彼らは永遠に地球を変えました。そして私たちが生きている惑星は、エディアカラ紀とカンブリア紀の土台の上に非常に大きく築かれています。」

APの記者シオバン・スターズはロンドンからの取材に協力した。

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