地球の歴史の中で、生きていくのに最悪の時期は、紛れもなく約2億5000万年前のペルム紀末期である。 この時期は、記録上最大の絶滅現象が起こった時期であり、全生物種の 97% が死滅し、「偉大なる死」と呼ばれるほど深刻な出来事でした。
この出来事は、一般に、同じ時期に起こった大規模な火山噴火のせいだとされてきました。 しかし今回、マサチューセッツ工科大学（MIT）の研究者たちは、新たな分析により、この大量絶滅イベントは微生物によって扇動された可能性があると主張しています。 この微生物が炭素循環の乱れを引き起こし、地球温暖化や海洋酸性化などの環境ショックを引き起こしたのだ。
Felt like the end of time
約2億5000万年前に起こったペルム紀末の絶滅は、既知の5つの大量絶滅現象の中で最も深刻なものです。 過去2回の大量絶滅を生き延びた丈夫な海洋生物である三葉虫の最後の一匹が死に絶えたのです。 陸上植物は生き残ったものの、ほとんどすべての森林が消滅した。 さらに悪いことに、それは昆虫さえも免れなかった唯一の既知の絶滅現象である。
この規模の出来事が起こるには、多くのことがうまくいかなければならなかっただろう。 当時、世界はパンゲアと呼ばれる一つの超大陸で構成されていました。 この大きな大陸が、沈み込むプレートによって炭素が循環する力学を変えることで、地球の気温をこれまでで最も高くした可能性があります。
その後、約100万年の間に、シベリアでの巨大噴火によって、フランスの約7倍の面積を占める玄武岩が生まれました。 これは、大気中にさらに多くの二酸化炭素を送り込むことによって、環境の転換点を超えたと考えられます。 その結果、海が酸性化して海洋生物が死滅し、温度が上昇して凍結したメタンが放出されることになったのでしょう。
The mighty microbe
しかし、MITのダニエル・ロスマンは、この数字は辻褄が合わないと考えています。 「シベリアの火山活動だけでは、地球規模での炭素サイクルの変化を調整することは困難です」と、彼は言います。 ひとつの仮説は、微生物生命がその原因となったのではないかというものでした。
「この仮説は、見かけほど突飛なものではありません。 なにしろ、約24億年前、私たちの大気にすべての酸素を与えたのはシアノバクテリアという形の微生物だったのですから」と、ロスマンは付け加えました。 この時期は、大酸素化現象と呼ばれ、酸素不足に適応していたほとんどの生物が死滅し、地球史上最も長い寒冷期のひとつが始まりました。 そこでロスマンは、MITの研究者らとともに、地球の進化史を調べ、「偉大なる死」の頃に、ある種の微生物が台頭していることを突き止めた。 その微生物はメタノサルキナと呼ばれ、有機物を消化してメタンを生成する能力を持っていた。 (MITの分子生物学者は、メタノサルシナがクロストリジウム属の細菌から1つの遺伝子を受け継いだおかげでこの能力を進化させたことを明らかにした）
ロスマンは、メタンの生成に関わる化学プロセスが金属ニッケルに依存していることを知っていました。 彼は中国の梅山地域の堆積層で当時メタノサルキナが繁殖していた証拠を探しに行った。
ロスマンがニッケルを探すために梅山地域を選んだのは、この地域が特によく研究されている地域だからです。 その堆積層は、地球の地質学的歴史の異なる時期を示し、標準化するために使用されており、それらは大往生の期間にまたがっている。
探索は成功した。 その時期に堆積した堆積物には、確かにニッケルの量が多かったのです。 ロスマンは、メタノサルシナが生息・成長する海域に、シベリアで発生した継続的な火山活動によって、ニッケルが追加されただろうと指摘します。 海流によって運ばれたニッケルの量が増えれば、より多くのメタノサルシナが有機物をメタンに変え、酸素との反応によって二酸化炭素に変換されるようになっただろう。 これは、地球の気温上昇と海洋の酸性化を意味していただろう。 メタノサルキナは有機物をメタンに変え、酸素と反応させて二酸化炭素に変える。 そして、死んだ生物は、メタノサルシナに消化するためのより多くの有機物を提供したことでしょう。
要するに、微生物の革新がバランスを崩し、大往生を引き起こした可能性があります。 彼は、増加したニッケルがシベリアの火山から来たという証拠はないと主張している。 ロスマンは、現在のデータではニッケルの出所を特定できないことに同意しています。
「これは興味深い仮説ですが、大往生は、ここで示唆された単一のメカニズムではなく、多くの『殺害メカニズム』が行われたのだと思います」と、ライチョウは述べています。 DNA配列の違いに基づいてその起源を推定する現在の技術には大きな誤差があり、つまり、大往生のかなり前または後にあった可能性があります」
ロスマンは限界があることを認めます。 “私たちは、火山活動だけではこの絶滅イベントを引き起こすことはできなかったと信じています。 その代わりに、私たちが行ったのは、微生物がこの現象を引き起こした可能性があることを示唆して、話を広げたことです」
「今日への示唆は、地球の炭素サイクルで自然変動が起こり得る方法はたくさんある、ということです」。 今、炭素循環に起こっている変化を研究するとき、できるだけ多くのものを考慮して将来の予測を立てるようにしなければならない」
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