生命の進化を再定義する微化石の発見

西オーストラリア州で発見された微化石は、大酸化現象の間に生命の複雑さが大きく飛躍したことを示しており、藻類などの複雑な生物の初期進化を示しています。

国際科学者チームによると、西オーストラリア州の微化石は、地球の大気と海洋における酸素の増加と同時に起きた生命の複雑さの飛躍を捉えている可能性があるという。

結果は雑誌に掲載されました 地質学この画像は、地球上の酸素濃度が増加し、惑星の表面が根本的に変化した約 24 億年前の大酸化現象を知る貴重な窓を提供します。 科学者らは、この出来事が大量絶滅につながり、より複雑な生命の進化への扉を開いたと信じているが、新しい微化石が発見されるまでの化石記録には直接的な証拠はほとんどなかった。

微化石は、ここに示されているような黒いフリントの中に見つかります。 クレジット: エリカ・バーロウ

環境変化と複雑な生命を結びつける最初の直接的な証拠

「私たちが示したのは、大規模な酸化イベント中の環境変化と生命の複雑さの増大を結びつける最初の直接的な証拠です」と責任著者でペンシルバニア州立大学地球科学部准研究教授のエリカ・バーロウ氏は述べた。 「これは仮説が立てられたものですが、化石記録の中に私たちが検証できていないものはほとんどありません。」

現生生物や藻類との比較

現代の生物と比較した場合、微化石は、大きな酸化現象が起こる前に存在していた単純な原核生物（たとえば細菌などの生物）よりも一種の藻類によく似ている、と科学者らは述べた。 他のすべての植物や動物と同様に、藻類は真核生物であり、細胞に膜で囲まれた核を含むより複雑な生物です。

科学者らは、微化石が真核生物によって残されたものであるかどうかを判断するにはさらなる研究が必要だが、この可能性は大きな意味を持つと述べた。 それは真核生物の微化石の記録を7億5千万年遅らせることになる。

研究者らが研究を行った西オーストラリア州の山岳地帯、ハンマーズリー山脈。 クレジット: エリカ・バーロウ

「微化石はボルボカ科と呼ばれる現代の家族に驚くほどよく似ています」とバーロウ氏は言う。 「これは、この化石が初期の真核生物の化石である可能性があることを示唆しています。これは大きな主張であり、さらなる研究が必要ですが、コミュニティがそれに基づいてテストできる刺激的な問題を提起しています。」

バーローさんは、オーストラリアのニューサウスウェールズ大学（USNW）で学部研究を行っているときにこの化石を含む岩を発見し、現在の研究はUNSWで博士課程の研究の一環として、その後ペンシルバニア州立大学で博士研究員として働いているときに行った。

意味と今後の研究

「これらの特定の化石は驚くほどよく保存されており、その形態、組成、複雑性を組み合わせて研究することが可能でした」とペンシルバニア州立大学の地球科学教授であり、研究論文の共著者であるクリストファー・ハウス氏は述べた。 「この結果は、数十億年前の生物圏の変化を知る興味深い窓を提供します。」

科学者らは微化石の化学組成と炭素同位体組成を分析し、炭素が生物によって生成されたものであると断定し、その構造が確かに生物化石であることを確認した。 彼らはまた、微生物の生息地、生殖、代謝についての洞察を明らかにしました。

バーロー氏は、主要な酸化現象が起こる前にサンプルを微化石と比較しましたが、同様の生物を見つけることができませんでした。 彼女は、発見した微化石はより大きく、より複雑な細胞配置を持っていたと述べた。

「この記録は生命の波を明らかにしているようです。私たちが発見しているこの化石化した生命の多様性と複雑さは増大しています」とバーロウ氏は語った。

バーロー氏は、微化石は現代の生物と比較して、コロニーと個々の細胞の形状、大きさ、分布、細胞とコロニーの両方の周囲の膜など、藻類のコロニーと明らかな類似点があると述べた。

「それらには驚くべき類似性があり、この比較方法によれば、これらの化石は比較的複雑であったと言えます」とバーロウ氏は述べた。 「化石記録にはこれに似たものはありませんが、現代の藻類と驚くべき類似点があります。」

地球上およびそれ以外の生命を理解するための広範な影響

科学者らは、この発見は、初期の地球上で複雑な生命が形成されるまでにどれくらいの時間がかかったのか（議論の余地のない最古の生命の証拠は35億年前である）、そしてこの探索によって太陽系の他の場所の生命について何が明らかになる可能性があるのか​​に影響を与えると述べた。

「地球上の生命史の比較的初期にこれほど大きくて複雑な化石が見つかると、ある種の疑問を抱くと思います。もし他の場所で生命が見つかったら、それは単なる原核細菌生命ではないかもしれません」とバーロー氏は言う。 。 「より複雑な何かが保存されている可能性があります。たとえそれがまだ微視的であっても、それはわずかに高次のものである可能性があります。」

参考文献：「特徴的な微化石は複雑な細胞組織の古生代の出現を裏付ける」Erica V. バーロウ、クリストファー H. ハウス、ミンチャン リウ、マックスウェル T. ウィザリントン、マーティン J. ヴァン・クラネドンク、2023 年 10 月 6 日、 地質学。
土井: 10.1111/gbi.12576

ペンシルバニア州立大学のスタッフ科学者であるマックスウェル・ウィザリントン氏も貢献しました。 ローレンス・リバモア国立研究所の科学者、ミン・チャン・リュー氏。 マーティン・ヴァン・クラネドンク氏はオーストラリアのニューサウスウェールズ大学教授です。

オーストラリア研究評議会、 NASA 国立科学財団はこの研究に資金を提供しました。