これらの中国の化石堆積物は進化の爆発的な時期を明らかにする

地球の進化の大部分と比較すると、地球上での最近の 12 パーセントの時間は、驚くべき異常です。地球が微生物の世界となって 30 億年以上が経った後、細胞は成長して何百万個も集まり、目、内臓、筋肉、脳を持つ神経系、骨格、そして、今ではおなじみの世界にあふれる、動き回り、知覚力を持ち、驚くほど多様な動物を形成するその他の複雑な構造を構築する方法を見つけました。

地質学者が岩石層に三葉虫などの複雑な化石が突然現れたことで見たこの変化の速さは、チャールズ・ダーウィンですら驚き、心配するほど衝撃的な突然の出来事だった。この複雑な多細胞生物の開花は、地球時間で5億4100万年前のカンブリア紀の始まりを示すものとして使われており、長い間「カンブリア爆発」と呼ばれてきた。

今では、それがそれほど急激なものではなかったことがわかっています。進化は実際には3000万年以上にわたって明確な段階を経て起こりました。先駆的な地質学者プレストン・クラウドはそれを「カンブリア紀の噴火」と呼びました。

この時代は、いくぶん不思議なことに、「ラーガーシュテッテン」と呼ばれる驚くべき化石の産地をかなり多く残しました。そこには硬い骨格だけでなく、柔らかく繊細な組織も保存されており、通常の貝殻や骨の破片よりも生命の全体像をはるかに鮮明に見ることができます。この点で典型的なのは、カナダのブリティッシュコロンビア州にあるスティーブン山の高地にあるバージェス頁岩で、1 世紀以上にわたってその素晴らしい化石が採掘されてきました。過去 30 年間で、中国の澄江鉱床がこれに加わりました。

これらを合わせると、海洋領域（当時の陸上はまだ大部分が不毛だった）における動物生命の夜明け近くの詳細な姿が明らかになった。そこには、豊富な節足動物、ミミズ、ランプシェル、海綿動物、脊索動物、さらには生物学的な分類がまだ難しい動物もいた。

今度は、もう一つのカンブリア紀のラガーシュテッテが発見された。そして、サイエンス誌に発表された最初の研究結果によると、バージェス頁岩や澄江のラガーシュテッテに匹敵する可能性があることが示唆されている。このラガーシュテッテも中国の湖北省清江にあり、澄江とほぼ同じ年代で、約5億1800万年前なので、カンブリア紀初期に当たる。実際、このラガーシュテッテは澄江の化石と同じ大陸棚の海域で形成されており、約621マイル離れており、やや深めの海域にあるようだ。驚くべきは、この化石が同様に精巧であるだけでなく、全く異なる動物群集を表していることだ。カンブリア紀の海は、初期の時代でさえ、明らかに考えられていたよりも多様だったのだ。

清江の化石には多くの虫、節足動物、海綿動物が含まれていますが、口と触手が保存されているクラゲやその遠縁の「クシクラゲ」など、最も繊細で半透明の組織を持つ動物も豊富です。これらはバージェス頁岩や澄江の堆積物ではまれですが、清江の化石の中には、頁岩の表面に平らに横たわり、これらの最も柔らかい解剖学的構造の細部を保存している驚くべき例が数多くあります。

クシクラゲはおそらく最も古い動物の形態であると思われますが、現在この称号を海綿動物と争っています。この2種類の動物は両方とも、その数と忠実度でここに保存されており、この争いの解決に役立つかもしれません。

他にも奇妙で素晴らしい動物が清江の地層に現れ、進化の興味深い、そしておそらくは深遠な傾向を象徴しています。たとえば、キノリンクスは「泥竜」と呼ばれ、海底の堆積物の粒子の間に生息する小さな生物「メイオファウナ」の一部であるため、現在ではよく知られていない動物です。

ここでは、長さが1.5インチに達するものもあり、現代の1ミリメートル未満の大きさとは対照的に、3つの新しい化石形態が発見されました。これらのカンブリア紀の巨大生物は、今日の小型動物の一部が「通常」の大きさから始まり、その後永久に小型化したことを示唆しています。

これはまさに宝庫だ。どうやってできたのか？バージェス頁岩や澄江の化石の場合と同じような急速な保存過程が議論されている。つまり、動物は泥のスラリーに巻き込まれ、海底の酸素の乏しい深い部分に運ばれ、息苦しい泥の中に急速に埋もれたのだ。それは理にかなっているが、そのような条件と過程はカンブリア紀以降も長く続いたが、このような化石の宝庫の発見と関連していることはめったになかった。私たちが知る生命の夜明けについては謎がまだ多く残っているが、清江の化石をもっと研究すれば、徐々にこれらの謎が解明されるだろう。

ヤン・ザラシエヴィッチはレスター大学の古生物学教授であり、同大学のマーク・ウィリアムズ古生物学教授でもある。この記事はもともと The Conversation に掲載されたものである。