「カンブリア爆発」前夜の全球凍結、生物への影響を明らかに東北大など

地球全体の表面がほぼ氷に覆われたおよそ6億年前の「全球凍結」の時代にも光合成をする生物がいたことや、その後に細胞内に核を持たない真正細菌（バクテリア）、核を持つ真核生物が栄えていった証拠を発見した、と東北大学などの国際研究グループが発表した。全球凍結が生物の盛衰に与えた影響を明らかにし、また動物の種類や数が爆発的に増えた5億年あまり前の「カンブリア爆発」に至る経緯を説明できる可能性もあるという。

全球凍結は24億年前と7億年前、6億年ほど前の少なくとも計3回起きたことが、近年の研究で分かっている。一方、生物は40億年ほど前にまず真正細菌が誕生し、30億年前に古細菌、そして20億年前に真核生物が出現してきた。真核生物から8億～7億年前に多細胞動物が現れ、海綿動物からイソギンチャク、クラゲなどの刺胞（しほう）動物、さらに節足動物や脊椎動物などの左右相称（対称）動物へと進化してきたとされる。ただ、全球凍結とこうした進化の関係はよく分かっていなかった。

そこで研究グループは、直近の全球凍結が起きた「マリノアン氷期」からその後に氷が解けた時代にかけての、6億5000万～6億3000万年前の岩石試料を、中国湖北省で2011年に採取。そこに含まれる光合成生物、真正細菌、真核生物に特有の有機分子の量を、それぞれの生物が存在したことの指標となる「バイオマーカー」として割り出した。

その結果、全球凍結の時代にも光合成生物である藻類が存在したことや、氷が解けた後に生物が少ない時期を経て真正細菌が増え、さらに真核生物が栄えたことの証拠を捉えた。

全球凍結は世界の大陸が一つにまとまっていた時代に、海嶺の火山活動による二酸化炭素（CO2）の放出が減って起こったとされる。その後、大陸が分かれると海嶺のCO2放出が増えて温暖化。すると氷が解けてCO2が海に多く溶けるようになり、大気からCO2が減って気温が下がった。

研究グループは、モデル計算で提唱されてきたこうした気候変化に対し、マリノアン氷期やその後の時代についてバイオマーカーを明確に示し、生物の変化の全体像を明らかにしたとしている。岩石試料からバイオマーカーが見つからない時代には、気温60度といった極端な温暖化で生物が減り、その分、進化が起きやすくなったと考えられる。また、海にCO2が溶け込み気温が下がる過程では真正細菌が増加。さらに気温が下がり、真核生物が増えたと解釈できる。