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オックスフォード大学より 2023 年 8 月 22 日

ナミビアのナマ層群からのエディアカラ海底の復元。初期の動物の多様性を示す。 クレジット: オックスフォード大学自然史博物館 / Mighty Fossils

オックスフォード大学主導の研究により、チャールズ・ダーウィンの時代から博物学者の興味をそそってきた長年の疑問「地球の歴史の中で最初の動物はいつ出現したのか?」の解明に少しずつ近づいた。 この研究結果は最近、『Trends in Ecology & Evolution』誌に掲載されました。

化石記録に動物が初めて出現したのは約 5 億 7,400 万年前です。 彼らの到来は、カンブリア紀（5億3,900万年前から4億8,500万年前）の岩石における突然の「爆発」として現れ、典型的な緩やかな進化の変化に対抗しているように見える。 多くの科学者（ダーウィン自身を含む）は、最初の動物が実際にカンブリア紀よりずっと前に進化したと信じていますが、なぜそれらが化石記録から欠けているのか説明できません。

5億7,400万年前のエディアカラ紀の最初の動物化石の候補であるチャルニアの復元。 クレジット: オックスフォード大学自然史博物館 / Mighty Fossils

The ‘molecular clock’ method, for instance, suggests that animals first evolved 800 million years ago, during the early part of the Neoproterozoic era (1,000 million years ago to 539 million years ago). This approach uses the rates at which genes accumulate mutations to determine the point in time when two or more living speciesA species is a group of living organisms that share a set of common characteristics and are able to breed and produce fertile offspring. The concept of a species is important in biology as it is used to classify and organize the diversity of life. There are different ways to define a species, but the most widely accepted one is the biological species concept, which defines a species as a group of organisms that can interbreed and produce viable offspring in nature. This definition is widely used in evolutionary biology and ecology to identify and classify living organisms." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">種は最後に共通の祖先を共有しました。 しかし、新原生代初期の岩石には細菌や原生生物などの化石微生物が含まれていますが、動物の化石は見つかっていません。

これは古生物学者にジレンマをもたらしました。分子時計法は動物が最初に進化した時点を過大評価しているのでしょうか? それとも、新原生代初期には動物が存在していましたが、保存するには柔らかすぎて壊れやすかったのでしょうか?

ディッキンソニア、オーストラリアのエディアカラ ローンズリー珪岩層のエディアカラ生物相から出土した最古の動物化石の 1 つ。 5 億 6,000 ～ 5 億 5,000 万年前。 クレジット: リディア・タルハン

To investigate this, a team of researchers led by Dr. Ross Anderson from the University of OxfordThe University of Oxford is a collegiate research university in Oxford, England that is made up of 39 constituent colleges, and a range of academic departments, which are organized into four divisions. It was established circa 1096, making it the oldest university in the English-speaking world and the world's second-oldest university in continuous operation after the University of Bologna." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">オックスフォード大学地球科学部は、最古の動物化石を捕獲すると予想される保存条件について、これまでで最も徹底的な評価を実施した。

主著者のロス・アンダーソン博士は、「最初の動物にはおそらく鉱物ベースの殻や骨格がなく、化石化するには例外的な条件が必要だったと思われる」と述べた。 しかし、カンブリア紀の特定の泥岩堆積物は、柔らかくて壊れやすい動物組織であっても、例外的な保存状態を示しています。 私たちは、バージェス頁岩タイプ (BST) 保存として知られるこれらの条件が新原生代の岩石にも発生した場合、化石の欠如は当時実際に動物が存在しなかったことを示唆していると推論しました。

To investigate this, the research team used a range of analytical techniques on samples of Cambrian mudstone deposits from almost 20 sites, to compare those hosting BST fossils with those preserving only mineral-based remains (such as trilobites). These methods included energy dispersive X-ray spectroscopy and X-ray diffraction carried out at the University of Oxford’s Departments of Earth Sciences and Materials, besides infrared spectroscopy carried out at Diamond Light SourceDiamond Light Source is the UK’s national synchrotron. It works like a giant microscope, harnessing the power of electrons to produce bright light that scientists can use to study anything from fossils to jet engines to viruses and vaccines. The machine accelerates electrons to near light speeds so that they give off light 10 billion times brighter than the sun." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"Diamond Light Source, the UK’s national synchrotron./p>