☆ この本のあらまし
生物、生命の歴史全体を扱った本です。私の学生時代、40年前には、生命がどのような誕生したのは全く解明されていませんでした。どこかの書評に「最近の研究成果を踏まえて生物の歴史を新しい視点で俯瞰する」とあったので、「あまりこの手の本は読んでこなかったな。」と思って手に取ったのでした。邦題は「生物はなぜ誕生したのか」となっていますが、原題は、「A New History of Life」となっています。例によってですが、原題の方が本の内容を正確に表しています。で、何が「New」なのかですが、著者によると以下の3点になるそうです。
- 生命の歴史が最も強く影響を受けてきたのは環境の激変である。
- 生命の歴史に最も大きな影響を与えたものは単純な3種類の気体分子、酸素、二酸化炭素、硫化水素である。
- 現存する生物が今のような顔ぶれになったことには、生物自体ではなく生態系の進化が最も大きな要因として働いている。
本の全体構成は、以下の通りです。
| 第1章 |
時を読む |
| 第2章 |
地球の誕生 - 46～45億年前 |
| 第3章 |
生と死、そしてその中間に位置するもの |
| 第4章 |
生命はどこでどのように生まれたのか - 42(?)～35億年前 |
| 第5章 |
酸素の登場 - 35～20億年前 |
| 第6章 |
動物出現までの退屈な10億年 - 20～10億年前 |
| 第7章 |
凍り付いた地球と動物の進化 - 8億5000万年前～6億3500万年前 |
| 第8章 |
カンブリア爆発と真の極移動 - 6～5億年前 |
| 第9章 |
オルドビス紀とデボン紀における動物の発展 - 5億年前～3億6000万年前 |
| 第10章 |
生物の陸上進出 - 4億7500万年前～3億年前 |
| 第11章 |
節足動物の時代 - 3億5000万年前～3億年前 |
| 第12章 |
大絶滅-酸素欠乏と硫化水素 - 2億5200万年前～2億5000万年前 |
| 第13章 |
三畳紀爆発 - 2億5200万年前～2億年前 |
| 第14章 |
低酸素時代における恐竜の覇権 - 2億3000万年前～1億8000万年前 |
| 第15章 |
温室化した海 - 2億年前～6500万年前 |
| 第16章 |
恐竜の死 - 6500万年前 |
| 第17章 |
ようやく訪れた第三の哺乳類時代 - 6500～5000万年前 |
| 第18章 |
鳥類の時代 - 5000～250万年前 |
| 第19章 |
人類と十度目の絶滅 - 250万年前～今 |
| 第20章 |
地球生命の把握可能な未来 |
☆ この本の内容
非常に情報量の多い本でした。途中、学会での論争が丹念にたどられるところなどで、「さんざん語ったこれが結局否定された訳!? 今の全部ウソ!?」なんてこともあって、結構読み進めるのに疲れる本でもありました。そういう意味では、読んだ後、正しいとされた事実はどれかに気を配りながら読み直さないとよく理解できないかもしれません。私も結局二回読みました。この本で語られている歴史を、ごくごく短くまとめると、以下の風になるります。(本の内容をそこそこ丹念にたどったものも作ってみました。こちらになります。)
- 地球が誕生した46億年前から42億年前までは、地表が溶岩のように熱く、生命が生まれる状況ではなかった。
- 42億年前から34億年前にかけて、徐々に大きいタンパク質が作られるようになって、34億年前に最初の生命が生まれた。なお、これがどこで生まれたのかについては、まだ固まっていない。大気の3/4が窒素というのは今と変わらないが、二酸化炭素、硫化水素、メタンガスが今より格段に多く、酸素はなかった。従って、最初の生命は嫌気性であった。
- 25億年くらい前に紫外線と水が反応して少量の酸素が生まれ、24億年前に光合成をする生物が現れた。酸素は、生物に害のあるものだったが、19億年前には大気中の酸素濃度は5%程度まで上がり、生物は酸素との折り合いをつけられるようになった。また、この頃、全真核生物が生まれた。
- 20～10億年前までの10億年は、光合成をして酸素を発生する生物と硫黄を利用して生きている生物が互いに争っていた。片方が生きられる環境では、もう片方は生きられないからである。鉄と硫黄が反応して徐々に硫黄が減っていき、酸素を発生する生物が優勢になっていった。
- 7億年ほど前に地球全土が凍るスノーボールアース現象が二回おき、生物の大量絶滅と多様化が進んだ。これから5.5億年前にかけて酸素濃度は1%から13%に増加し、最初の動物が誕生した。
- 5.5～2.5億年前は、植物と動物が陸上進出を果たした時期だった。3.85億年前に植物が葉を持ってから空気中の酸素濃度が大幅に上がり、一時酸素濃度は35%まで上がった。サソリ、昆虫などの動物が陸上進出を果たし、酸素濃度の上昇につれて、空を飛ぶ昆虫が現れ、また、巨大化した。また、この時期は、両生類と爬虫類が発達した。
- 2.5億年前に硫化水素を発生する生物が大量発生し、全種の9割以上が絶滅した。酸素濃度は漸減し、2億年前には10%まで低下した。この低酸素状態に適応したのが、酸素摂取能力の高い呼吸器を持った恐竜と鳥類で、これらが世界を支配していった。
- その後酸素濃度が漸増し、6500万年前には27%まで上昇した。酸素濃度が上昇するにつれて、恐竜は巨大化していった。
- 6500万年前、チクシュルーブ隕石の衝突が起き、太陽が地球に届かなくなり、気候・環境が激変して、恐竜は絶滅した。この後、1000万年して地球は生物が住める環境に戻り、哺乳類の天下となった。また、2000万年前くらいにイネ科の植物がより効率のいい光合成の方法を生み出した。哺乳類の天下になった後、酸素濃度は20%前後で安定している。
☆ いろいろと思うこと
この本で新しく理解できたことは非常に多くて、「へー、知らなかったなぁ。勉強になったなぁ。」と真剣に思えた本でした。思うところはたくさんありますが、
- 一つは、この46億年の間の環境の変化は、きわめて大きいということ。地球の歴史の半分、最初の20億年は酸素などなかったこと、今の大気中の酸素濃度は20%ですが、そんな環境は20億年前の2,3億年間とここ5億年くらいで、後は1,2%程度だというのは驚きでした。それから、地球が赤道直下の地域まで全部氷に覆われることが何度かあったこと、また地球の自転軸が数十度の規模でずれるなんてことがこれまで何回かあったこと、(これは聞いたことはありましたが)恐竜の絶滅は直径10Kmの隕石の衝突によるものだということ、二酸化炭素濃度は地球誕生の頃は今の10000倍ほどだった、等々。今、我々は二酸化炭素濃度が300年前に比べて1.5倍になっているなんてことを環境問題として取り上げているのですが、地球の歴史の中ではその5000倍以上の変化があった訳です。
- それから、大気中に酸素が生まれる前に生物が誕生していたこと。漫然と生物を見ていると生物は呼吸して酸素を取り入れて生きていると見えるので、酸素がない状態で生物が誕生するなんて思いもよらないのですが、この本に従って歴史を丹念に辿っていくと確かにそうなんだなと思います。酸素が生まれたのは生物が誕生してから10億年後なので、最初の10億年は硫黄で生きている生物の天下だったんですよ、なんと。
- 生物に取っての酸素の意味合いの重さですか。今のほぼ生物は、酸素を摂取して生きているのですが、アンチエイジングのためには抗酸化物質の摂取が重要なんて話があることから分かるとおり、「酸化=老化」という形で生物に害を与えるものでもある。酸素の大半は生物が産みだしたものですが、実は生物はその中で生きるには酸素がもたらす害を克服する手段を獲得する必要があったのです。呼吸よりも先に光合成の仕組みが生まれていたというのがまず驚きでしたが、しかしそれならなぜ当時害しかない酸素を生み出す仕組みができたのか。生命の歴史が決して合理的な流れではないことに、更に驚きます。
- 後、この本では環境の激変が生物の歴史に大きな影響を与えたといっていましたが、最も大きな影響があった酸素濃度の増減は大半は実は生物の営みが生み出していたので、環境の激変の原因も地殻変動とかの非生物的な要因ではなくて実は生物が産みだしていた、というのも印象的でした。現在、大気中の20%を占める酸素は、当たり前のように最初からあった訳ではなくて、殆ど生物によって生み出されたものだというのは、なぜかは分からないけれど生物が生物を生かし続けることに多大なエネルギーを注いでいることの象徴に思えました。
- 酸素濃度の増減が生物の進化にどのような影響を与えたのかについてですが、低酸素時代には主の淘汰と大きな進化が起こり、高酸素時代には巨大化と多様化が起こったということのようです。恐竜の時代には哺乳類もいたわけですが、その時代なぜ恐竜が哺乳類に勝てたかは、低酸素濃度の環境の中、①恐竜の呼吸器官の方が哺乳類よりも酸素摂取効率が高かった、②変温動物である方が消費エネルギーが少なく、酸素がなかなか取れない中では都合がよかった、からだそうです。巨大化したのは、恐竜の天下となった後に酸素濃度が上がったからだと。進化というのも単純に一つのベクトルで説明できる訳ではなく、環境の変化で向き不向きがあってその中での淘汰なのだということが改めて分かりました。
といったところでしょうか。イヤー、面白かったです。
☆ ネット上の更なる情報
(2017年 2月25日 記)
