スノーボールアースの極限環境が多細胞生物発展を促進し、地球生命を変革

Tokyo約7億年前、地球はスノーボールアースと呼ばれる時代を経験し、氷河が赤道まで達しました。この時期に、多細胞生物が出現し始めました。それ以前の10億年間、単細胞の真核生物が地球上の主要な生命体でしたが、多細胞生物が繁栄し始めると、その支配は終わりを迎えました。

多細胞生物は動物、植物、そして菌類において出現しました。この同時期の進化は疑問を投げかけます。なぜ多細胞生物の出現に10億年以上かかったのでしょうか。一部の人々は酸素濃度が十分に高くなる必要があったと考えていますが、この説明ではタイミングを完全に説明できません。

新たな研究が学術誌Proceedings of the Royal Society Bに発表され、スノーボールアース時代の特異な環境がどのように多細胞生物の発展を促進したかを探っています。

• 海洋の粘性の増加
• 資源の枯渇

ウィリアム・クロケットは、以前SFIで学部生として複雑系研究に従事し、現在はMITで博士課程の学生をしている。彼が主導するこの研究によると、氷結した惑星のような厳しい環境でも、大きくて複雑な生物が生存できることに驚きを感じている。クロケットは、そういった条件下では生物が絶滅するか、小型化すると思っていた。

著者たちはスケーリング理論を用いて、自分たちの仮説を研究しました。彼らは、初期の動物の祖先が、光合成する藻類のように泳ぎながらも、光ではなく餌を捕食してエネルギーを得ていたと提案しています。スノーボールアース時代には、これらの生物はより大きく、かつ複雑になった可能性があります。一方で、バクテリアのような単細胞生物は小さくなっていったでしょう。

氷河が溶けたとき、より大きな生物が広範囲に広がることができました。研究によれば、スノーボールアース期には太陽光が不足し、光合成が低下したために海の栄養素が減少しました。大きな生物はより多くの水に耐えることができたため、これらの厳しい環境を生き抜く可能性が高かったのです。

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SFIの教授であるクリストファー・ケンプス氏は、これらの発見が重要であると考えています。彼らは進化における重要な変化を説明する助けになります。ケンプス氏は、多細胞生物が発展した過程を理解することで、単純な生物から複雑な社会へとどのように進化したかを示すことができると主張しています。これは単なる偶然ではなく、主要な進化的変化を予測できると彼は考えています。

この研究は古生物学の最新の知見と一致しています。さらに、元SFIオミドヤール博士研究員のジャック・ショウとコロラド大学ボルダー校のカール・シンプソンの2人の著者もこの研究に携わっています。彼らは、このモデルが古生物学的研究に適合していることに同意しています。

クロケット氏は、彼らの研究が化石における古代生物の特徴を見つけるのに役立つ新しいアイデアを提示していると述べました。また、この研究は今後の研究のための新しい方法も紹介しており、物理的要因が生物の身体にどのように影響を与えるかを調べるのに役立つ可能性があります。

ケンプスはこの研究の利点について説明しています。これにより、地球の歴史を理解する方法が提供されます。研究者は現在の生態系を調査し、実験室での生物の機能を分析するのに役立ちます。この知識は、科学者がさまざまな環境での生命の変化と成長を調べるのに有用です。

最近の研究によると、スノーボールアース期は地球を氷で覆うだけでなく、多細胞生物の進化にも寄与した可能性があるとのことです。