大量絶滅：原因と最も重要なこと - 生物学 - 2025

大量絶滅は、短時間で多数の生物種が消失することを特徴とする出来事です。この種の絶滅は通常終末期です。つまり、種とその親族は子孫を残さずに消滅します。

大量絶滅は他の絶滅とは異なり、突然であり、多数の種や個体を排除します。つまり、これらのイベント中に種が消失する率は非常に高く、その効果は比較的短時間で評価されます。

図1.デカン階段での有毒ガスの影響による恐竜の死の仮説。大規模な噴火は、地球上で最大の火山層の1つである南中央インドで発生しました。ソース：nsf.gov

地質時代（数千万年から数億年）のコンテキストでは、「短時間」は数年（数日）、または数千億年の期間を意味する場合があります。

大量絶滅は、複数の原因物質と結果をもたらす可能性があります。物理的および気候上の原因は、しばしば食物連鎖またはいくつかの種に直接影響のカスケードを引き起こします。影響は、隕石が地球に衝突した後に発生するもののように、「瞬間的」である可能性があります。

大量絶滅の原因

大量絶滅の原因は、生物学と環境の2つの主要なタイプに分類できます。

生物学的

これらの中には、生存、捕食、伝染病などに利用できる資源を求める種間の競争があります。大量絶滅の生物学的原因は、種のグループまたは栄養連鎖全体に直接影響します。

環境

これらの原因の中では、海面の増減、氷河作用、火山活動の増加、惑星地球への近くの星の影響、彗星の影響、小惑星の影響、地球の軌道または磁場の変化、とりわけ、地球温暖化または冷却。

これらの原因のすべて、またはそれらの組み合わせが、ある時点で大量絶滅の一因となった可能性があります。

大量絶滅の学際的研究

大量絶滅の最終的な原因を完全に確実に特定することは困難です。これは、多くのイベントがその発症と発生の詳細な記録を残していないためです。

たとえば、種の喪失という重要なイベントの発生を証明する化石の記録を見つけることができます。ただし、それを生成した原因を特定するには、惑星に登録されている他の変数との相関をとる必要があります。

この種の詳細な調査には、生物学、古生物学、地質学、地球物理学、化学、物理学、天文学など、さまざまな分野の科学者の参加が必要です。

最も重要な大量絶滅

次の表は、これまでに調査された最も重要な大量絶滅の概要、それらが発生した期間、それらの年齢、それぞれの期間、絶滅種の推定割合とそれらの考えられる原因を示しています。

大量絶滅の進化的意義

生物多様性の減少

完全な血統が消えるため、大量絶滅は生物学的多様性を減少させ、さらに、これらから生じた可能性のある血統は不要になります。大量絶滅は、枝全体が切り落とされる生命の木の剪定と比較できます。

既存の種の開発と新種の出現

大量絶滅はまた、進化において「創造的な」役割を果たし、他の既存の種または枝の発達を刺激することができます。これは、それらの主要な競争相手または捕食者の消滅のおかげです。さらに、生命の木に新しい種や枝が出現することもあります。

特定のニッチを占める植物や動物の突然の消失は、生き残った種に一連の可能性を開きます。生き残った血統とその子孫は、以前に消滅した種によって実行された生態学的役割を占めるようになることができるので、数世代の選択の後にこれを観察できます。

絶滅時にいくつかの種の生存を促進する要因は、絶滅の強度が低いときに生存を支持する要因と必ずしも同じではありません。

大量絶滅により、以前は少数派だった血統が多様化し、新しい大災害後のシナリオで重要な役割を果たすことができます。

哺乳類の進化

よく知られている例は、哺乳類が2億年以上の間、白亜紀-第三紀の大量絶滅（恐竜が姿を消した）を経て初めて発達し、ゲームを始めた哺乳類です。大きな役割。

白亜紀の大量絶滅が起こらなかったなら、人間は現れなかっただろうと私たちは断言できます。

KTの影響と白亜紀-第三紀の大量絶滅

アルバレスの仮説

ルイスアルバレス（1968年のノーベル物理学賞）は、地質学者のウォルターアルバレス（彼の息子）、フランクアザロ、ヘレンミシェル（核化学者）とともに、1980年に白亜紀-第三紀（KT）の大量絶滅が直径10±4 kmの小惑星の衝撃の積。

この仮説は、白亜紀と第三紀（KT）の期間に対応する堆積物を分ける境界のすぐ上の惑星スケールで見られる、イリジウムに富む粘土の薄層である、いわゆるKT限界の分析から生じます。

イリジウム

イリジウム（Ir）は、周期表のグループ9にある原子番号77の化学元素です。白金族の遷移金属です。

隕石中のその濃度は地上の濃度と比較して高いことが多いため、地球上で最も希少な元素の1つであり、地球外起源の金属と考えられています。

図2. KTまたは白亜紀-古第三紀の境界。時代の終わりを示します。ウィキメディア・コモンズのアンキーマン

KT制限

科学者たちは、KT境界と呼ばれるこの粘土層の堆積物に、前の層よりもはるかに高いイリジウム濃度があることを発見しました。イタリアでは、以前のレイヤーと比較して30倍の増加が見られました。デンマーク160とニュージーランド20。

アルバレスの仮説では、小惑星の影響によって大気が暗くなり、光合成が阻害され、既存の動植物の大部分が死に至ったとされています。

しかし、小惑星の衝突が発生した場所を特定できなかったため、この仮説には最も重要な証拠が欠けていました。

それまでは、イベントが実際に発生したことを裏付けると予想される大きさのクレーターは報告されていませんでした。

チクスルブ

報告していないにもかかわらず、地球物理学者のアントニオカマルゴとグレンペンフィールド（1978）は、メキシコ国営石油会社（PEMEX）で働いているユカタンで石油を探していたときに、すでに衝撃の結果としてクレーターを発見していました。

カマルゴとペンフィールドは、ユカタン半島のメキシコ半島にチクスルブの町を中心に、幅約180 kmの水中弧を描きました。

図3.ユカタン半島の異常を示す重力マップ。出典：コンピューターで生成されたメキシコのChicxulubクレーターの重力マップ画像（NASA）。

これらの地質学者は1981年の会議で調査結果を発表しましたが、ドリルコアへのアクセスの欠如により、それらは対象から除外されました。

最後に1990年に、ジャーナリストのカルロス・バイアーズはペンフィールドに、天体物理学者のアラン・ヒルデブランドと連絡を取りました。

1991年にヒルデブラントは、ペンフィールド、カマルゴ、および他の科学者と共同で、メキシコのユカタン半島にある円形のクレーターの発見を発表しました。 。

その他の仮説

白亜紀-第三紀の大量絶滅（およびKTインパクト仮説）は、最も研究されているものの1つです。しかしながら、アルバレスの仮説を支持する証拠にもかかわらず、他の異なるアプローチは生き残った。

メキシコ湾とチクスルブ火口からの層序学的および微古生物学的データは、この影響がKT境界の数十万年前に発生したため、発生した大量絶滅の原因にはならなかったという仮説を支持していると主張されています。白亜紀-第三紀。

インドのデカン火山噴火など、他の深刻な環境影響がKT境界での大量絶滅の引き金になる可能性があることが示唆されています。

デカンは、インドの南中央地域を横切る800,000 km ^2の大きな台地であり、KT境界で大量の絶滅を引き起こしたと考えられる溶岩の痕跡と硫黄と二酸化炭素の大量の放出があります。

最新の証拠

ピーターシュルテと2010年の34人の研究者のグループは、権威あるジャーナルScienceで、以前の2つの仮説の徹底的な評価を発表しました。

Schulte et al。最近の層序、古生物学、岩石学、地球化学のデータの統合を分析しました。さらに、彼らは、予測された環境の乱れと、KT制限の前後の地球上の生命の分布に基づいて、両方の絶滅メカニズムを評価しました。

彼らは、放出層と消滅の開始との間に時間的な対応があるという事実のために、チクスルブの影響がKT限界の大量の消滅を引き起こしたと結論付けた。

さらに、化石記録の生態学的パターンとモデル化された環境障害（暗闇や冷房など）は、これらの結論を裏付けています。

参考文献

1. アルバレス、LW、アルバレス、W。、アサロ、F。、およびミシェル、HV（1980）。白亜紀-第三紀の絶滅の地球外原因。Science、208（4448）、1095-1108。土井：10.1126 / science.208.4448.1095
2. ヒルデブランド、アーカンソー州、ピルキントン、マサチューセッツ州、コナーズ、マサチューセッツ州、オルティズアレマン、C。&チャベス、RE（1995）。水平重力勾配とセノーテによって明らかにされたChicxulubクレーターのサイズと構造。自然、376（6539）、415-417。土井：10.1038 / 376415a0
3. Renne、PR、Deino、AL、Hilgen、FJ、Kuiper、KF、Mark、DF、Mitchell、WS、…Smit、J（2013）。白亜紀‐古第三紀境界周辺の重要事象の時間スケール Science、339（6120）、684-687。土井：10.1126 / science.1230492
4. Schulte、P.、Alegret、L.、Arenillas、I.、Arz、JA、Barton、PJ、Bown、PR、…Willumsen、PS（2010）。白亜紀-古第三紀境界におけるチクスルブ小惑星の影響と大量絶滅 Science、327（5970）、1214-1218。土井：10.1126 / science.11​​77265
5. 教皇、KO、オカンポ、AC&ダラー、CE（1993）メキシコのユカタン、チクスルブ衝突クレーターの表面の地質。地球月惑星63、93〜104。
6. Hildebrand、A.、Penfield、G.、Kring、D.、Pilkington、M.、Camargo、A.、Jacobsen、S.およびBoynton、W.（1991）。チクスルブクレーター：メキシコ、ユカタン半島の白亜紀/第三紀境界の衝突クレーターの可能性。地質。19（9）：861-867。