大量絶滅
大量絶滅（たいりょうぜつめつ）とは、ある時期に多種類の生物が同時に絶滅すること。大絶滅（だいぜつめつ）ともよばれる。顕生代において起こった5回のこれをまとめて、ビッグファイブ[1]またはビックファイブとよぶこともある。
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[編集] 概要
大量絶滅は、地質時代において幾度か見られる現象である。そもそも地質時代の「代」や「紀」の区分は、化石として発見される動物相の相違によるものである。原生代・古生代・中生代・新生代の「代」の時代区分は、大量絶滅により従来の動物の多くが絶滅し、新たな動物が発生した事による区分である。「紀」の時代区分は「代」との比較では動物相の相違は小さいが、大量絶滅による場合もある。
多細胞生物が現れたベンド紀（エディアカラ紀）以降、5度の大量絶滅（オルドビス紀末、デボン紀末、ペルム紀末（P-T境界）、三畳紀末、白亜期末（K-T境界））と、それよりは若干規模の小さい絶滅が数度あった[2]とされる。大量絶滅の原因については、K-T境界のように隕石や彗星などの天体の衝突説が有力視されている事件や、P-T境界のように超大陸の形成と分裂に際する大規模な火山活動による環境変化（プルームテクトニクスも参照のこと）が有力視されている事件など様々であり、その原因は一定しているわけではない。
大量絶滅の直後には、空席になったニッチ（生態的地位）を埋めるべく、生き延びた生物による急激な適応放散がおきる。例えば恐竜が絶滅したことにより、白亜紀以前には小型動物が中心であった哺乳類[3]は、急速に多様化・大型化が進み、生態系の上位の存在として繁栄を享受することとなる。
[編集] 地質時代における大量絶滅
[編集] 原生代末
V-C境界と呼ばれ、最近の研究で大量絶滅があったことが判明しつつある。下に述べる古生代末の大量絶滅（P-T境界）と同じく、超大陸の形成と分裂が原因と推定されている事件。ゴンドワナと呼ばれている超大陸が形成・分裂した時期に相当する。超大陸の分裂に際してはスーパープルームが地上まで上昇してきて非常に大規模な火山活動が起こり、地球表面の環境が激変するため、大量絶滅が起こると考えられている。
原生代のベンド紀にはエディアカラ生物群が存在していた。この生物群はオーストラリアのエディアカラで多数の化石が発見されたことから命名されたが、生物体は全て軟組織で出来ており体表を保護する硬い骨格を有していなかった。エディアカラ生物群は約5億4500万年前のV-C境界を境に殆ど見つからなくなるが、以後三葉虫のような硬骨格を有する生物が出現する。
[編集] オルドビス紀末
古生代のオルドビス紀末（約4億4400万年前）に大量絶滅が発生し、それまで繁栄していた三葉虫、腕足類、ウミリンゴ、サンゴ類、筆石、コノドントの大半が絶滅した。当時生息していた全ての生物種の85%が絶滅したと考えられている[4]。
この時期、大陸は南極域にあり、短い期間であるが大陸氷河が発達した。絶滅は、氷床の発達に伴う海水準の低下時及び氷河の消滅に伴う海水準の上昇時の2回確認されているが、海水準の変動をもたらした環境の変化と大量絶滅との関係は不明である[5]。
2005年、NASAとカンザス大学の研究者により、近く（6000光年以内）で起こった超新星爆発によるガンマ線バーストを地球が受けたことが大量絶滅の引き金となった、という説が出されている[6]。
[編集] デボン紀後期
古生代デボン紀後期のフラスニアン/ファメニアン期 (F/F) 境界（約3億7500万年前）には、ダンクルオステウス（またはダンクレオレステス）[7]などの板皮類[8]や甲冑魚をはじめとした多くの海生生物が絶滅している。全ての生物種の82%が絶滅したと考えられている。
腕足類や魚類のデータから、高緯度より低緯度の、淡水域より海水域において絶滅率が高いことが判明している。
この時期の環境の変化として、寒冷化と海洋無酸素事変の発生が知られている。酸素及び炭素同位体比のデータは、2度の寒冷化及び有機物の堆積及び大気中の二酸化炭素の減少を示しており、これは、海水準の上昇及び大量絶滅と同時に起こっている。また、海水中のストロンチウム同位体比の変動は、大陸風化の増加（気温の上昇）を示している。ベルギー及び中国南部のF/F境界層から、小天体衝突の証拠となるスフェルールが報告されているものの、大量絶滅との関連は判っていない[5]。
[編集] ペルム紀末
詳細は「P-T境界」を参照
古生代後期のペルム紀末、P-T境界（約2億5100万年前）に地球の歴史上最大の大量絶滅がおこった。海生生物のうち最大96%、全ての生物種で見ても90%から95%が絶滅した。既に絶滅に近い状態まで数を減らしていた三葉虫はこのときに、とどめをさされる形で絶滅した[9]。
この大量絶滅は化石生物の変化から実証されているが、絶滅の原因には幾つかの仮説がある。
- 全世界規模で海岸線が後退した痕跡がみられ、これにより食物連鎖のバランスが崩れ、大量絶滅を引き起こしたという説がある。
- 巨大なマントルの上昇流である「スーパープルーム」によって発生した大規模な火山活動が、大量絶滅の原因になったという説もある。超大陸であるパンゲア大陸の形成が、スーパープルームを引き起こしたとされる。
実際、シベリアにはシベリア・トラップと呼ばれる火山岩が広い範囲に残されており、これが当時の火山活動の痕跡と考えられている。火山活動で発生した大量の二酸化炭素は温室効果による気温の上昇を引き起こした。これによって深海のメタンハイドレートが大量に気化し、さらに温室効果が促進されるという悪循環が発生し、環境が激変したと考えられる。
また、大気中に放出されたメタンと酸素が化学反応を起こし酸素濃度が著しく低下した。このことも大量絶滅の重要な要因となった。古生代に繁栄した単弓類（哺乳類型爬虫類）はこの際に多くが死に絶え、この時代を生き延びて三畳紀に繁栄した主竜類の中で、気嚢により低酸素環境への適応度を先に身に付けていた恐竜が後の時代に繁栄していく基礎となったとされる。
なお、単弓類の中で横隔膜を生じて腹式呼吸を身につけたグループは低酸素時代の危機を乗り越え、哺乳類の先祖となった。
[編集] 三畳紀末
中生代の三畳紀末（約1億9960万年前）の大量絶滅でアンモナイトの多くの種が絶滅してしまった。また、爬虫類や単弓類も大型動物を中心に多くの系統が絶え、当時はまだ比較的小型だった恐竜が以降、急速に発展していく。全ての生物種の76%が絶滅したと考えられている。
絶滅の原因としては、中央大西洋マグマ分布域（Central Atlantic Magmatic Province）における火山活動との関連が有力視されている。[10] [11] [12]
[編集] 白亜紀末
詳細は「K-T境界」を参照
三畳紀後期からジュラ紀〜白亜紀に繁栄していた恐竜は約6550万年前に突如として絶滅してしまった[13]。翼竜、首長竜[14]、モササウルス類、アンモナイトが完全に絶滅したのもこの時期である。全ての生物種の70%が絶滅したと考えられている。
その原因については諸説あるが、小惑星が地球に衝突、発生した火災と衝突時に巻き上げられた塵埃が太陽の光を遮ることで、全地球規模の気温低下を引き起こし、大量絶滅につながったという説（隕石説）が最も有力である。
白亜紀とそれにつづく古第三紀の地層の境界は、全世界的に共通して分布する薄い粘土層によって規定される。この粘土層（K-T境界）からは、全世界的に高濃度のイリジウムが検出されている。イリジウムは地表では希少な元素である反面、隕石には多く含まれていることから、K-T境界のイリジウムは地球に衝突した隕石によって全世界にばら撒かれたと考えられ、これが隕石説の最初の有力な証拠とされた。後に、同じ層からは、衝撃に伴う高圧環境の発生を示す衝撃石英（Shocked Quartz）やダイヤモンド、大規模な火災が発生したことを示す「すす」も見つかっており、これらの証拠によって、隕石説は検証され補強された（イリジウムに関しては、衝突時の衝撃で捲り上げられた地殻深部由来であると考える説もある）。
この推論に疑問を呈する意見もあるが、有力な説とはなっていない。疑問の証拠として、恐竜について言えば、絶滅のはるか以前から種の数（個体数ではない）が急速に減少したとされていて、隕石のみに絶滅原因を求めると理由が説明できないことが挙げられていたが、現在では種の数の急速な減少を示す証拠は無い。また、ユカタン半島付近にある隕石落下跡はK-T境界線よりもかなり深く（つまり古い時代に）入り込んでおり、隕石が落下した後も恐竜は相当期間にわたって生きていたのではないかという説さえある。
もう1つの疑問として「なぜ多種多様な恐竜だけ小型種を含む全ての種が滅び、似た生態を持っていた鳥類、哺乳類や爬虫類、両生類は絶滅を免れたのか」というものがあるが、現在のところ有効な解釈はない。
同じ白亜紀末にインド亜大陸に大量の溶岩が噴出した痕跡が残されている（デカントラップ）。この大規模な火山活動が大量絶滅につながったとの説（火山説）もある。
過去においては、伝染病、植物の変化、超新星爆発による被曝、磁極の移動による気候変動、原始的な哺乳類による恐竜の卵乱獲説などが提示されたが、それらを支持する有力な証拠は見つかっていない。また、こういった説は恐竜などの地上の生物だけでなく、海中の生物にも広範にわたって起きた、この時期の大規模絶滅を説明できていないものが多い。
現在は隕石説を中心に大規模火山活動などによる地球の内面的な要因が複合的に重なったとする説が主張されている。
[編集] 完新世
1998年のアメリカ自然史博物館による調査によると、70%の生物学者は、現在、大量絶滅が起こっていると見ている。
例えば、ハーバード大学のE. O. ウィルソンは、人類が引き起こしている生物圏の破壊によって、これから100年間の間に、地球上の半分の種が絶滅するのではないかと予想している。また、国際自然保護連合は「レッドリスト」として、毎年絶滅に瀕している種を発表しているが、こうした調査の多くは大量絶滅が進行していることを示している。
一部の調査には、種の絶滅はもっとゆっくりで、まだ破局的な状態にまで至るには長い時間がかかると予想しているものもある。また、氷河期の最後に多くの巨型動物類が絶滅したことも、完新世の絶滅の一部と考えられることがある。
[編集] 脚注
- ^ 坂元志歩、「徹底図解 宇宙のしくみ」、新星出版社、2006年、p60などではビッグファイブと呼ばれている。
- ^ ウォード（2005）による。
- ^ 一般に中生代において哺乳類は恐竜に比べて少数派であったような印象があるが、これは正しい認識ではない。大型動物を恐竜が占めており、陸上の生態系における上位の存在だったというのが正解である。中生代の地層から288以上の属が発見されており、アメリカおよびヨーロッパにおいては恐竜を数的には上回っている事が確認されている。それ以外の地域では中生代における哺乳類の化石の発掘がそれほど盛んに行われていないことと、化石自体が小さく見つかりにくいため確認は取れていないが、中生代に生息していた哺乳類の種は、恐竜のそれをはるかに上回る可能性が高い。平山廉、『図解雑学 恐竜の謎』、株式会社ナツメ社、2002年、ｐ144－145
- ^ 以下、絶滅率については、パウエル (2001) による。
- ^ a b 掛川・海保 (2011)
- ^ Wanjek, Christopher (2005年4月6日). “Explosions in Space May Have Initiated Ancient Extinction on Earth”. NASA. 2008年6月15日閲覧。
- ^ ダンクルオレステス（Dunkleolestes）、ディニクティス（Dinichthys）とも呼ばれる。当時の海域において頂点捕食者に君臨していた。
- ^ これを生き残った一部の種もミシシッピ紀（石炭紀前期）までに、ことごとく滅んだ。
- ^ 富田京一 他、『21世紀こども百科 宇宙館』、小学館、2001年、ｐ142
- ^ Hesselbo, S.P.; Robinson, S.A.; Surlyk, S.; Piasecki (2002), “Terrestrial and marine extinction at the Triassic-Jurassic boundary. synchoronized with major carbon cycle perturbation: A link to initiation of massive volcanism”, Geology 30: 251-254.
- ^ McElwain, J.C.; Beerling, D.J.; Woodward, F.I. (1999), “Fossilplants and global warming at the Triassic-Jurassic boundary.”, Science 285: 1386-1390.
- ^ McElwain, J.C.; Hesselbo, S.P.; Haworth, M.; Surlyk, F. (2007), “Macroecological responses of terrestrial vegetation to climatic and atmospheric change across the Triassic/Jurassic boundary in East Greenland.”, Paleobiology 33: 547-573.
- ^ アラモサウルスなどの一部の属は、これを生き延びていた可能性が高い。
- ^ 魚竜はK-T境界よりも前に絶滅した。
[編集] 参考文献
- リチャード・フォーティ 『生命40億年全史』 草思社、2003年。ISBN 4794211899。
- ジェームズ・ローレンス・パウエル 『白亜紀に夜がくる-恐竜の絶滅と現代地質学』 寺嶋英志・瀬戸口烈司訳、青土社、2001年。ISBN 4791759079。
- ピーター・ダグラス・ウォード 『生きた化石と大量絶滅-メトセラの軌跡』 瀬戸口烈司・原田憲一・大野照文訳、青土社、2005年。ISBN 4791761839。
- 掛川武・海保邦夫 『地球と生命-地球環境と生物圏進化-』 共立出版、2011年。ISBN 978-4-320-04723-5。
