地球の初期生命と環境の500百万年にわたる共変を解明する新研究

Tokyoシラキュース大学、オックスフォード大学、スタンフォード大学の科学者たちのグループは、地球の初期生命とその環境がどのように500万年間にわたって変化したかを研究しました。彼らの成果は「National Science Review」で公開されています。この研究では、こうした変化が初期の生物の繁栄にどのように寄与したかに注目しました。

彼らの研究の主なポイントは以下の通りです：

• 初期の顕生代は高い二酸化炭素と低い酸素濃度が特徴でした。
• 海洋の藻類は、大気の状況を変化させるのに重要な役割を果たしました。
• 藻類は二酸化炭素を吸収し、酸素を生成し、それによって住める環境を変更しました。
• 光合成の改善により、生命のための化学的な可能性が広がりました。
• 海洋の酸素レベルは変動し、動物の進化に影響を与えました。

約5億4千万年前、初期の顕生代において、二酸化炭素の濃度が高く、酸素の濃度は低かったため、現代の生物が生き残るには厳しい環境でした。その問題を解決したのは海藻でした。光合成を通じて、海藻は二酸化炭素を吸収し、酸素を放出することで、化学的環境を大きく変化させました。

シラキュース大学の地球化学教授であるル・ズンリ氏によれば、このプロセスを理解するのは複雑だといいます。科学者たちは地球化学的な手がかりとコンピュータモデルを用いて、海洋の酸素レベルの変化を研究しています。これらの変化は、海洋生物の生存に大きな影響を与えてきました。

スタンフォードのジョナサン・ペインは、古代動物の酸素需要を研究しており、どの動物が生き残り、どの動物が絶滅したかを調査しています。彼の研究は、酸素レベルの変化が動物の進化にどのような影響を与えたかを示しています。酸素が増えたことで、動物が新しい場所に移動し、新しい環境に適応することが可能になりました。

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オックスフォード大学の地質学教授であるロザリンド・リカビーによると、藻類は酸素や二酸化炭素の濃度が変動するため、光合成の方法を変更しなければなりませんでした。藻類は光合成の環境をより効果的に管理するために「内部領域」を作り出しました。これにより、彼らはより効率的になり、他の生命体を支えることができました。

研究によると、生命が環境を変え、その変化がさらに生命の進化に影響を与えたことが示されています。長い時間をかけて、この過程は地球を生物に対してより適したものにしました。ファンエロゾイクの前半において、環境は生物にとって良好なものとなり、後半では生物がその環境に適応したのです。

研究者たちは、海洋中の酸素の分布、光合成の兆候、および古代記録における生物の生存の証拠を調査することを推奨しています。これにより、地球が生命を支える能力に影響を与える要素をよりよく理解することができるでしょう。

この研究は、生命の進化が多くの生物学的および化学的プロセスを含むことを示しています。これを学ぶことで、地球上の生命の歴史についてより深く理解することができます。