新たな研究では、約17.5億年から14億年前の微化石とそれを含む岩石を詳細に調べ、初期真核生物の生息場所や酸素利用についてより明確な像を示しました。対象はオーストラリア、ノーザンテリトリーのマッカーサー盆地とビリンデュドゥ盆地の堆積物です。当時の内海は潟や岸から離れた泥地、穏やかな沿岸水域を含んでおり、大気中の酸素は現代のレベルの1%以下で、海洋の酸素分布はむらがありました。
研究はボーリングコアから微化石を抽出して分類し、堆積学と地球化学で古環境を特徴付けました。堆積物を潟、潮汐域、沿岸域、沖合水域に分け、黄鉄鉱(FeS2)やバナジウム、モリブデン、ウランの濃度といった鉱物・元素指標で酸素の有無を推定しました。
重要な結果は、微化石がほとんど例外なく酸素のある海底環境で形成された岩石にのみ現れることです。この分布は、初期真核生物が水柱を自由に漂うよりも海底上や内部で生活し、生活周期の一部で酸素を必要としたことを示唆します。海底での生活は他の生物との近接を生み、細菌性共生者がミトコンドリアとして取り込まれることを有利にした可能性があります。
また、著者らは約7.2億年前から約6.35億年前に続いた地球規模の冷却(スノーボールアース)やその後の大量絶滅が、エディアカラ紀における多細胞生物の台頭を促した可能性にも触れています。現在はさらに古い微化石の調査を進め、真核生物がいつ複雑性を獲得したかを明らかにしようとしています。研究はSimons Foundation、Gordon and Betty Moore Foundation、NASAのExobiologyプログラムなどの支援を受けています。
難しい単語
- 微化石 — 非常に小さな古代生物の残骸
- 堆積物 — 岩や生物の粒がたまった層
- 黄鉄鉱 — 鉄と硫黄でできた鉱物黄鉄鉱(FeS2)
- 真核生物 — 細胞に明瞭な核を持つ生物
- 水柱 — 海や湖の垂直の水の層
- 共生者 — 他の生物と一緒に生活する生物細菌性共生者
- バナジウム — 自然にある金属元素の一つ
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ディスカッション用の質問
- なぜ海底での生活がミトコンドリアの起源に有利だったと考えられるか、理由を述べてください。
- 酸素が局所的にしか存在しなかった海洋環境は、初期生物の進化にどのような影響を与えたと思いますか?具体例を挙げて説明してください。
- さらに古い微化石の調査が進めば、真核生物の複雑性に関するどんな新しい知見が期待できるでしょうか?