Paleontology

勉強は本当はたのしいぞ。好きなところから読んでね。

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地球の歴史

地球の歴史は46億年もある。宇宙の歴史は138億年程度らしいけど。生命の歴史はもっと短い。といっても初めの頃は単細胞の微生物。目に見える形の動物や植物が現れて来るのはだいたい 5 億年前くらいかな。さあ、さっそく過去の世界へタイムトラベルして見ましょう。まずは地球の歴史の年表を眺めてみよう。
年表 地球が生まれたのは約 46 億年前だ。最初の生命が誕生したとされるのはよく分かっていないが20億年前ぐらいか。地球上にはまだ酸素がない。生命は皆単細胞で、顕微鏡を使わないと見ることが出来ないぐらい小さなものだった。そのうち太陽光を利用してエネルギーを自分で作り出す生命が誕生する。副産物として大量の酸素が発生する。でも、本当は酸素はものすごい有毒物質なんだ。酸素を呼吸できる生命が誕生する。それが我々の大御先祖様だ。 最初の多細胞の生き物たちが誕生するのがエディアカラ紀。多細胞というのは細胞が集合して目に見えるほどの大きさに進化したんだね。これがだいたい 6 億年前くらいと推定されている。そしてエディアカラ紀が終わって、カンブリア紀になってようやく僕たちが良く知っている動物達に似た動物が一斉(いっせい)に現れる。ずいぶん変な格好の生き物だけど、それなりに格好いい所もあるでしょう。是非見てやってください。その後出て来る生き物たちもそれなりに格好いい。

古代の海への大冒険
恐竜の世界-中生代をのぞいてみよう
人類の発展
宇宙のお話

古代の海への大冒険

古代の海への大冒険目次    
はじめに ピカイア 生命の誕生 カンブリア以前
エディアカラ生物群 カンブリア大爆発 オルドビス紀の海 シルル紀の海
デボン紀の海と陸 石炭紀 ペルム紀

裸坊達の部屋
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【はじめに】

ピカイア

NHKのeテレで「ピカイア」というアニメ番組があったのを知っていますか。色々な変わった生き物が登場するのでわくわくしますね。ここ50年ぐらいの間に沢山の発見があって、地球の歴史(れきし)が大きく書き換(か)えられています。みなさんは、今の大人たちより遥(はる)かにたくさんの地球についての知識(ちしき)を得ることが出来るんです。 ピカイアの世界は今から約5億年位(くらい)前の海の中。そこでは、今までいなかった新しい生き物たちが次々と登場します。たいていの生き物達は、今の生き物達の先祖(せんぞ)に当たる訳ですが、地球の歴史の中ですでに絶滅してしまった種もたくさんあります。我々の先祖に当たる生物達が頑張(がんば)って生き残ってくれたおかげで、今の我々がいるのです。これらの生物達の生き残りのための戦いのストーリー、調べれば調べるほどワクワクしますね。

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【ピカイア】

ピカイア ナメクジウオ
上の左がピカイアの化石、右は今でも生きているナメクジウオ。ナメクジウオは目もなく、背骨もない原始的な魚?、多分ピカイアに近い生き物だ。
ピカイアという生物は、今の脊椎(せきつい)動物の先祖かそれに近い生物であると推測されています。ピカイアが生きていたのは「カンブリア紀」という時代です。今から約5億4200万~約2億5100万年前位の昔のこと。カンブリア紀より前の時代は一括(いっかつ)して先カンブリア時代と呼ばれます。地球が46億年前に誕生してから約40億年たってやっとカンブリア時代に入るのです。カンブリア紀は古生代と言うより大きな時代区分の最初の時代。古生代は全部で6つに分かれます。地球の歴史(れきし)に興味(きょうみ)のある人は、覚えておいて損は無いよ。カンブリア紀、オルドビス紀、シルル紀、デボン紀、石炭紀、二畳(ペルム)紀。古生代は約5億4200万~ 約2億5100万年前です。古生代の次が中生代、恐竜が大活躍する時代。恐竜が絶滅して哺乳類と鳥類の天下となるのが新生代。6500万年前から現在まで。地球の歴史から見るとカンブリア時代なんてごく最近の出来事なのですね。

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【生命の誕生】

ピカイア では、カンブリアの海の冒険(ぼうけん)を始めましょう。 その前にカンブリアの海が出現するまでのストーリーを見ておきましょう。カンブリア紀というのは、地質時代では。5億4200万年前から4億8800年前の時代となっています。

まず始めに宇宙の塵(ちり)が集まって太陽系が形成されます。だいたい46億年くらい前と推測(すいそく)されています。原始の太陽の周りにたくさんの微惑星(びわくせい)ができ、それらが互(たが)いに衝突合体(しょうとつがったい)を繰(く)り返し、惑星が誕生(たんじょう)します。第三惑星の地球は太陽からの距離が適当だったために表面に海と大気が出来ます。水星と金星は太陽に近すぎ、木星、土星は遠すぎます。今の火星は荒涼(こうりょう)とした極寒の砂漠ですが、昔は水があり生命が生まれていたかも知れないとNASA(アメリカ航空宇宙局)が探索中です。見つかると面白いですね。多分、顕微鏡(けんびきょう)でしか見られない微生物でしょうけど。最初の生物がどのように誕生したのかは、未だに生命科学の謎です。細胞膜に包まれていて、外から栄養を取りこみ自己増殖(ぞうしょく)する。このような生物が何らかの理由で誕生したのです。そして初めからDNAとかRNA等の遺伝情報を持っていてそれを現在までリレーのように伝えて来ています。つまり、我々生き物たちはすべてこれらの微生物の子孫ということです。これらの微生物は20~30億年前にはすでにいたことは化石の研究から分かって来ています。

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【カンブリア以前】

最初の生命の誕生から、カンブリアまでずいぶん時間がかかりますね。この間に地球の環境も大きな変化をするのです。最初マグマの海だった地球冷やされた海が出来ますが。いったん冷えすぎて全休凍結(ぜんきゅうとうけつ)と言って、地球が氷の惑星になってしまう時期があるのです。そこで総ての生物は絶滅か。ところが生命はこの氷の世界を生き延びたのです。水という物質は不思議なもので凍(こお)って固体(こたい)になると軽くなって水に浮くのです。だから地球表面が凍りついていても海底には水が残っているところがたくさんあったのかも知れないと推測されています。
 当時の空気は今とは異なります。今よりずっとたくさんあったのが二酸化炭素。二酸化炭素が主役だ。酸素は全然と言っていいほどありません。空気は軽いのでどんどん宇宙へ逃げて行ってしまうんです。二酸化炭素の温暖化作用が凍結から地球を救ったと言われています。そして、地球の大気を激変(げきへん)させる大事件が生物自身の手で行われます。 シアノバクテリア
シアノバクテリアの登場です。上の写真のような生き物。シアノバクテリアはたくさんある二酸化炭素を利用して、太陽光のエネルギーを利用し、水と二酸化炭素を使って自らの栄養をつくりだすことに成功(せいこう)します。無尽蔵(むじんぞう)に利用できる水と二酸化炭素を大量に利用して大繁殖(はんしょく)するのです。その結果、廃棄物(はいきぶつ)として大量の酸素が大気中に吐き出されます。シアノバクテリアは藍藻類という原始的な藻類の仲間。化石も残っています。ストロマトライトという石です。ストロマトライトは藍藻類と堆積物が何層にも積み重なって形成されるもので、
ストロマトライト
      1.藍藻類(らんそうるい)が砂や泥の表面に定着し、日中に光合成を行う。
      2.夜間の休止期には、泥などの堆積物を粘液(ねんえき)で固定する。
      3.藍藻類は呼吸するために上部へ分裂(ぶんれつ)し、翌日には再び光合成を始める。
この繰り返しで、ストロマトライトは徐々(じょじょ)にドーム型に成長します。成長の速度は大変遅く、1年に数mm程度です。また、断面にある縞模様から、当時の一日の長さが推測できるそうです。オーストラリアでは今でも見ることができますが、これが古代のものと同じかどうかは要検討です。写真の海はオーストラリアのストロマトライです。でも、現在の海には色々な生き物が住んでいるし環境も相当変化していますから、当時とはかなり環境も異なるはずです。。
ストロマトライト
でも、これは他の生物達にとって大迷惑なこと、それこそ死活問題だったのです。酸素が大量に吐(は)き出された証拠(しょうこ)は、世界各地に見られる縞状鉄鉱石です。これは大量に発生した酸素が海に溶けていた鉄を酸化させて海底に酸化鉄として沈殿させたもの。一種の化石です。世界の鉄鉱石の鉱山はたいていこの時に出来たものです。私たちが鉄を利用できるのもこれらの微生物がいたおかげなんですね。
縞状鉄鉱石 縞状鉄鉱石
酸素は非常に化学反応をしやすい物質で基本的に毒(どく)なのです。生命とは力強いものですね。この毒の酸素を逆に利用して生きる微生物(びせいぶつ)が現れます。すると、その微生物を自分の体に取りこんで酸素(さんそ)を利用する生物が現れるのです。生物と言っても実際は未だ、単細胞。一つの細胞が一つの生き物です。この細胞同士の合体で生まれたのが真核細胞(しんかくさいぼう)。真核細胞は一つの原核細胞が他の原核細胞を取りこんで新しい細胞に変化したと考えられています。こういうのを共生というのです。私たちの体はすべて真核細胞で出来ています。植物だって動物だってみな細胞からできており、その細胞は真核細胞です。原核細胞も深海の熱水鉱床の近くや動物のおなかの中など生きていく場所を見つけてひっそりと生きています。どれも酸素が大嫌いな生き物(細菌)です。
実はシアノバクテリアが出て来て、地球の酸素がいっきの増えたかと言うとそうでもないらしいです。最初のシアノバクテリアがでてから地球上に酸素がたまるまでには、数億年の時間がかかっています。強力なライバルが頑張っていました。酸素の代わりに硫黄を利用する細菌がいたのです。出来た酸素をどんどん消していきます。酸素と硫黄は化学的に良く似ているのです。これらは今でも温泉とか深海の熱水噴出孔の近くで頑張って生きています。もちろん原核細胞の細菌です。
 真核細胞が出来てようやくカンブリアの生物大爆発の一歩手前まで来ました。真核細胞は、いくつかのものが集団で固まって存在するようになり、そのうち細胞間で役割分担が生じてきます。そうして、細胞をつなぎ合わせる糊(のり)の役目をするのがコラーゲンというたんぱく質。これも酸素があるおかげで出来る物質です。細胞の役割が決まって来て、上下とか前後あるいは裏表とかの構造が出来てきます。海の中にはまだたくさんの栄養分が溶(と)けていたのでしょう。

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【エディアカラ生物群】

エディアカラ動物群エディアカラ動物群 カルニアディスクスカルニアディスクス ディッキンソニアディッキンソニア
先カンブリア時代の最後、カンブリア紀のちょっと前です。オーストラリアのエディアカラという土地で最初の化石が発見されました。細胞の役割が決まって来て、上下とか前後あるいは裏表とかの構造が出来てきます。海の中にはまだたくさんの栄養分が溶(と)けていたのでしょう。体の表面から栄養を取っていた。まだ、口とは手とか目は無いようです。これらは動物とされていますが動くことは無いようです。それでは植物と動物の違(ちが)いは。光合成をすること。それじゃわからないね。だって光合成なんて化石に残らないから。何も食べたりせずただ海の中にじっとしているだけ。楽な生活でしょうけど、楽しみもないね。

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【カンブリア大爆発】

さあ、お待(ま)ちかねのカンブリアの海だ。海の中に溶けていた栄養分はエディアカラ紀に食べつくしてしまったのでしょう。自分で食べ物を調達(ちょうたつ)しないといけません。生物の世界で食うもの食われるものの競争(きょうそう)が始まります。動物達はサバイバルのため色々な工夫をするようになります。手足やヒレが発達したり、食べるための大きな口が出来たり。最も大きな特徴は目を持ったことでしょう。エディアカラの動物と言えばピザパイみたいな形で、海底にじっとしていただけだったのにね。これから、カンブリア時代にはどんな動物達がいたのか調べて見ましょう。でも、分かることは化石の残っているものだけです。今の動物達と似(に)たものもあるけど、全然違っているものもあるね。
オレノイデスオレノイデス    アノマロカリスアノマロカリス
三葉虫(さんようちゅう、Trilobite、トリロバイト)は、カンブリア紀に現れて古生代の終期(ペルム紀)に絶滅した節足動物です。古生代を代表する海生動物。化石としてもたくさん発掘されており示準(しじゅん)化石としても用いられています。示準化石とはその化石が見つかればその地層の年代が分かるほどたくさん出る化石。古生代と言えばまずは三葉虫と言う訳(わけ)です。
オレノイデスはカナダのバージェス頁岩から発掘されたもの。三葉虫の仲間です。バージェス頁岩層からはカンブリア紀の珍しい化石が最初に発見されました。オレノイデスは全長が8.5cmですからそれほど大きいわけではありませんがこの時代としては相当大きい方になるかもしれません。三葉虫は堅(かた)い殻(から)に包まれていて簡単には攻撃できないでしょう。でも、三葉虫にはこの当時の最大の捕食者と言われるアノマロカリスにガブリとかじられた跡(あと)のある化石も出ています。
アノマロカリスは、この時代最大最強の捕食者です。大きいので最大1m程度もあったようです。当時としては1mは超巨大。向かうところ敵なしです。何故か直接的な子孫を残すことなく絶滅してしまったようです。この復元も大変苦労したようで最初は各パーツが別々の生き物のものとしていくつかの生物として別々に復元されました。まず、変わっているのは口でしょう。口は円形で周りに歯があります。目が見えるし、手足もあり、口でかじることもできるので当時としては最強の捕食者としての条件をしっかり備(そな)えています。でも、円形の口というのも面白いね。生物たちはまだ、色々な形を試行錯誤(試行錯誤)しているのかも。
オパビニアオパビニア    ネクトカリスネクトカリス
オパビニアもかなり変わった形だね。体長は4~7cmとそれほど大きくはないが、目が5つもあり、頭部に象の鼻のような管状の器官を持っている。この生き物が現在の生物と何らかの関係があるのがどうかは分かっていない。あるいは絶滅したのか。でも、目が5つあるなんで結構便利かもね。前に2つ、後ろに2つ、おまけに頭の上にも2つ目があれば死角がないものね。
ネクトカリスは一見イカの先祖のような生き物。でも、そのことについてはまだいろいろな説があって定まっていません。イカやタコは今までオウムガイのような殻(から)を持った生き物から殻が無くなるように進化したものと考えられていたのですが、最初から殻(から)の無いネクトカリスが発見されてさあどうしよう。困っています。
ピカイアピカイア
ピカイアは脊椎動物(せきついどうぶつ)の先祖かそれに近い生物と考えられています。脊椎動物とは体の真ん中に背骨のある動物、魚類、両生類(カエル、サンショウウオ)、爬虫類(ヘビ、トカゲ、カメ、ワニなど)、恐竜、哺乳類、鳥類のすべてを含む大きなまとまりですね。ピカイアは見たところナメクジみたいで何の変わりばえのしない生き物ですが体の中心に脊索(せきさく)というのちに背骨になる組織を持っています。体長は4cm程度、ほんとに地味な生き物だね。現在でも、ナメクジウオという良く似た魚が生存しています。
ハルキゲニア ハルキゲニアハルキゲニア
カギムシカギムシ
ハルキゲニアは現在のカギムシの先祖とされています。カナダのバージェス頁岩からもそれより少し古いとされる中国の澄江(チェンジャン)からも発掘されていますが、この復元大変苦労したみたいです。最初は上下反対だったこと。次に前後が逆だったことが分かり今の形に落ち着きました。カギムシってどんな虫。写真の通りであまり目立たない生き物ですね。
マーレラマーレラ    ディノミスクスディノミスクス
マーレラはバージェス頁岩の化石の中では数が多く最初に復元された生物です。大きさは2cm位。全体としてまだまだ小さい動物が多いですね。アノマロカリスは特大級ですよ。現在のどの生物とつながりがあるのかは不明です。
ディノミスクスは植物みたいだけどこれも動物。2.5~10cm程度。固着性で海底に根元の膨らんだ部分を固定する。先端の花みたいなところで他の生き物を捕まえるのか。他にも色々と面白い生物がたくさんあります。今後世界の他の場所で新しい化石が発見されるとまた新しい動物が現れるかも知れませんね。
カンブリアの海カンブリアの海
左からウィワクシア、オットイア、ディノミスクス。
陸上はどうなっているか。大陸は形成されているようですが、陸には生物はまだ進出していません。酸素が増えて来てオゾン層が形成されて、陸上への進出の条件が整ってきました。最初は植物が、次にそれをエサに動物が進出していきます。次の次のデボン紀あたりです。

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【オルドビス紀の海】

カンブリア紀末にはそれほど大規模ではないにしてもかなりの大量絶滅があったようだ。オルドビス紀にはサンゴ礁が広がり、三葉虫はこの時代ピークを迎える。ヒトデやウミユリなんて植物みたいなのも繁栄(はんえい)する。筆石なんて言うのもある。オウムガイは今でも生きている。英語ではノーチラス(Nautilus)。チョッカクガイなんて長さが10mなんて巨大なものも。オウムガイもチョッカクガイも今の貝の仲間でなく、タコやイカの仲間なのだ。オルドビスの終わりにも生物の大量絶滅があったことが分かっていて、約85%ぐらいの種が滅(ほろ)んだらしい。
オルドビス紀の海オルドビス紀の海
ハチノスサンゴハチノスサンゴ ウミユリウミユリ チョッカクガイチョッカクガイ

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【シルル紀の海】

この時代の海の王者は、ウミサソリ。現在のサソリのご先祖様ではないらしい。体の外側に硬い殻を持つ節足動物(せっそくどうぶつ)が繁栄する。
ウミサソリ化石ウミサソリ化石 ウミサソリウミサソリ
未だ陸上に進出したわけではないですが、浅瀬には植物が進出。水面から顔を出すものも現れた。クッソニアなんかもその仲間。数cm程度の小さい草??。一方、菌類のプロトタキシーテスなんていうのは、高さ数mにも。菌類とはキノコの仲間。当然光合成はしない。周辺にある有機物を分解して生きているのだね。今では、動物でも植物でもない別のグループの生き物とされているね。
プロトタキシーテスプロトタキシーテス クッソニアクッソニア

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【デボン紀の海と陸】

ダンクルオステウス デボン紀の海は魚の時代。今いる魚のほとんどのご先祖様が出そろった。巨大魚ダンクルオステウスは有名だね。板皮類という分類で体の外側に硬い鎧を着ていて、強そうだけど絶滅してしまった。
この時代にようやく動物達が陸に上がり始めます。最初に陸に上がるのは昆虫に代表される節足動物の仲間たち。昆虫以外にもクモ、サソリ、ムカデ等。
脊椎動物(せきついどうぶつ)も、遅(おく)ればせながら陸に進出して来ます。魚の中で浅い所に住むものが、ヒレを手足に変化させてきます。最初は時々陸にあがるのが段々陸に上がっている時間が長くなってきます。陸に上がるためには手足の他にもう一つ重要な変化が必要ですね。そう、呼吸の問題です。魚は浮き袋を肺(はい)に変化させた空気を呼吸できるように体を造り変えて行きます。魚から両生類へ。今色々な化石が発見されて来ておりその道筋が解明(かいめい)されつつあります。ユースノプテロン、ティクターリク、アカントステガ、イクチオステガなどの化石が発掘(はっくつ)されています。
ティクターリクティクターリク イクチオステガイクチオステガ

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【石炭紀】

石炭紀の植物

この時は植物の方はすでに大繁栄。巨大な森が形成されます。といっても今の木とは違うよ。石炭紀はデボン紀に多様化した植物が繁栄した時代であり、赤道地域の沼地はシダ植物が繁茂した地球最初の森ができました。樹木のように大きくなるシダ植物であるリンボクやカラミテス(トクサ類)、フウインボク(リンボク類)、メドゥロサ(シダ種子類)が分布し、古生代の後半である石炭紀とペルム紀はシダ植物とシダ種子類の時代ということができます。これらの大森林は石炭となって地層に残されています。今、君たちが使っている石炭(最近はあまり石炭を燃やすことがないか)は、ほとんどこの時代に出来たものです。
アースロプレウラは石炭紀の森に生息していたと言われる巨大な虫。昆虫ではない。ムカデとかダンゴ虫とかヤスデとか何のご先祖様かは分かっていないけど、ともかくでかい。節足動物としては最大級。2m程度はあったらしい。それから巨大トンボ「メガネウラ」。この時代に昆虫は大繁栄します。昆虫は現在でも繁栄を続けています。数の上では哺乳類や鳥類をはるかに圧倒しています。多分地球上のアリさんの数は人間の数より圧倒的に多いでしょう。この時代は、今と比べて酸素がメチャ多かった。酸素の濃度(のうど)が昆虫の大きさを制限していたのです。昆虫は、酸素を効率よく取り入れるため小さくなった。これも進化の結果です。
アースロプテウラ メガネウラ メガネウラ
一方、脊椎動物のほうも両生類から爬虫類が進化して来ます。

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【ペルム紀】

エリオプスは、昔から有名な両生類。全長2メートル、体重は推定90キログラム。見るからに肉食で怖そう。水辺にはまだワニなどいなかったからね。カエル君やイモリ君のご先祖様だ。両生類は水への依存度が大きい。陸と水の両方で生きるので両生類と言うのだ。ということは、エリオップス君も子供時代は「おたまじゃくし」だったのかしらね。結構かわいいだろうね。
エリオプスエリオプス ディメトロドンディメトロドン
実はこの時期、単弓類といる仲間が爬虫類から進化してくるのです。単弓類は今の哺乳類繋(つな)がる仲間。大繁栄するのですが、ペルム紀末で絶滅。中生代は、皆さん知ってのとおり、恐竜の時代です。哺乳類の繁栄は恐竜の絶滅を待たねばならないのです。背中に帆(ほ)をもつ、ディメトロドンやエダフォサウルス。冷血動物だった彼らは動き出すまでに体の血液を暖(あたた)めないといけない。そのために日向ぼっこをして帆に血液を送って暖めるんだ。でも、ペルム紀最後の絶滅まではこの単弓類の仲間の獣弓目が天下を制するのです。古生代はここまで。中生代からは恐竜の時代に入ります。恐竜についてはまた機会を改めてご紹介します。

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恐竜の世界-中生代をのぞいてみよう

目次
    古生代の終わり;石炭紀~ペルム紀                 中生代の始まり
    海の中のドラゴン達             空飛ぶドラゴン達
    三畳紀の恐竜         ジュラ紀の恐竜         白亜紀の恐竜
    恐竜の種類         恐竜の絶滅

古生代の海の探検(たんけん)は面白かったでしょうか。古生代の後半になると陸上にも生き物が進出してきますね。最初は植物、次に昆虫達、次に魚から進化した両生類(りょうせいるい)。そして古生代の最後の方に爬虫類(はちゅうるい)が進化してきます。爬虫類は羊膜(ようまく、英: amnion)というものを持ち、卵の中に羊水(ようすい)という液体を保つことで、両生類と比べてより陸上の生活に適した進化を成し遂げました。
ディメトロドンディメトロドン      エダフォサウルスエダフォサウルス
この爬虫類は、2つの大きな系統(けいとう)がありました。一つは哺乳類の先祖となる単弓類と恐竜や鳥の先祖となる竜弓類(双弓類)です。古生代の後半に先に繁栄するのは単弓類の方でした。 石炭紀には植物の光合成により二酸化炭素が吸収されて大量の酸素が放出されます。この時代には、菌類がリグニンを含む樹木を分解できなかった(つまり、木が腐らない)ため、大量の酸素が大気中にたまり、酸素の濃度が35%くらいまで高くなったようです。今は20%ぐらい。また、木が腐らないため、大量の石炭が蓄積されました。 このような高酸素濃度の環境で、メガネウラみたいな大型の昆虫とともに単弓類は大繁栄するんです。 ところが、古生代ペルム紀以降は、リグニン(木材に主成分)を分解できる菌類が進化してきます。酸素濃度はどんどん低下して、ジュラ紀後期の2億年前には酸素濃度は12%まで低下してしまいます。 古生代が終わり、中生代に移ります。中生代は三畳紀、ジュラ紀、白亜紀の3つの時代区分があります。酸素濃度が最低し、呼吸するのも大変な環境でだったんでしょう。昆虫類は小さな体に進化することで生き残りを図ります。そしてペルム紀末(P-T境界)の大量絶滅の時に、単弓類はほとんど絶滅してしまいますが、一部は生き残って哺乳類へと進化することになります。 一方、恐竜たちは気嚢(きのう)と言う効率(こうりつ)の良い呼吸システムを生み出すことで、他の生物たちが苦しんでいるのをしり目に大繁栄します。鳥類は恐竜の生き残った子孫だと言われていますが、気嚢システムは、横隔膜方式よりも遥(はる)かに効率的に酸素を摂取できる機能があると言われています。だって鳥たちは空気の薄い高い空を平気で飛んでいますよね。

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古生代の終わり;石炭紀~ペルム紀

両生類から爬虫類が進化してきます。特に単弓類という哺乳類の先祖に当たる仲間が大繁栄。 キグナトゥスキグナトゥス       イノストランケビアイノストランケビア
ディメトロドン(肉食)とかエダフォサウルス(草食)なんか良く図鑑(ずかん)でみるね。キグナトゥスなんてかなり今の哺乳類のオオカミと似てるね。イノストランケビアというのも肉食の恐ろしい動物だ。この、モスコプス、見かけは怖そうだけどこれは草食だね。この時代も結構色々な動物がいたんですね。でもペルム紀末の大絶滅でほとんどがいなくなってしまうんだ。この大絶滅は、白亜紀末の恐竜を滅ぼした大絶滅より更に大規模だったと想像されているんだ。
モスコプスモスコプス

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中生代の始まり

爬虫類の進化 中生代は三畳、ジュラ、白亜と三つの時代(紀)に分けられる。地層におけるP-T境界というのは、ペルム紀と三畳紀の境界だ。この境界の上下で化石の種類がガラリと変わる。この層から下が古生代、上が中生代。 単弓類がほとんど絶滅した後、この時代に陸上で勢力を伸ばしたのは主竜類と言われる爬虫類の仲間、恐竜以外にも、ワニやカメ、魚竜、翼竜などの仲間が総て含まれる。
右の絵を見て欲しい。恐竜というのは、色々な爬虫類がいて、その中の一つ。哺乳類の先祖と言われる単弓類も、最初は爬虫類。鳥類は恐竜の一部が進化したものということも分かって来た。中生代という時代の環境に最も適して進化したのが恐竜ということだ。

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海の中のドラゴン達

イクチオサウルス   イクチオサウルスイクチオサウルス
海の中の爬虫類も様々な形に進化する。魚竜というのは魚のような形、クジラやイルカとも似てるね。でもクジラやイルカは哺乳類だ。イクチオサウルスなんていうのが代表か。モササウルスも強そうだ。首長竜というのある。プレシオサウルスがその代表例。ても、これらの爬虫類たちは恐竜ではない。恐竜は陸の生き物なんだ。
モササウルスモササウルス   プレシオサウルスプレシオサウルス

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空飛ぶドラゴン達

プテラノドンプテラノドン   ケツァルコアトルスケツァルコアトルス

脊椎動物で空を飛ぶ仲間が現れた。昆虫はずっと前から空飛んでたけどね。プテラノドンが有名だ。昔、映画の円谷監督がゴジラの映画でラドンという名前で出演させた翼竜だね。ラドンはプテラノドンから来ていること分かるよね。でも、翼竜も恐竜ではない。恐竜の一部が鳥に進化したようですが。
ケツァルコアトルスは史上最大級の飛翔動物とされている。羽を開いた時の左右の長さが12mもある。
ケツァルコアトルスケツァルコアトルス   ケツァルコアトルスケツァルコアトルス

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三畳紀の恐竜

コエロフィシス

三畳紀には恐竜たちは他の爬虫類に比べてそんなに目立つ存在ではなかったようだ。映画「ジュラシック・パーク」のジュラ紀は次の時代(紀)だし、ティラノサウルスや取りセラトップスが活躍するのは、その次の時代の白亜紀だ。コエロフィシスはとてもスレンダーな肉食恐竜。体長は3m程度というけど、体重は20~30kgでとても軽い。足も速くて動きも素早(すばや)かったんでしょう。恐竜は最初から2足歩行。4足歩行の種類は体が重くなって、後から4足になったんだ。哺乳類と反対だね。だから、恐竜の復元図を見てごらん。4足歩行のものは皆前足が後ろ脚と比べて短いよ。

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ジュラ紀の恐竜

 ジュラ紀になると色々な恐竜が出で来る。恐竜が生きていた時代は、哺乳類の時代と比べると遥かに長い。実に色々な恐竜がいたんでしょう。実際に化石となって見つかるのはそのほんの一部、これからも新しい恐竜の化石が見つかるでしょうから、どんどん恐竜の歴史は書き換えられて行くでしょう。人気があるのは、地上には大きな木が茂り、高い木の葉を食べられる草食恐竜王者はブロントサウルスの仲間、あるいは肉食のアロサウルスの仲間でしょうか。でも、ここであげたものはほんの一例。調べればいくらでも面白い恐竜が出てきます。
色々

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白亜紀の恐竜

この時代から、大きな森林が減って草地が増えてきます。花の咲く植物が登場するのもこの頃。皆さんに大人気のティラノサウルスの登場も白亜紀。ライバルとして描かれるトリセラトップスも白亜紀の恐竜だ。トリセラトップスは現在のサイと似ていて怒ると角を武器に突進してくる戦車みたいな動物だ。最強ともいわれるティラノサウルスでもよっぽど腹が減ってないとこんな強そうな相手を食べようとすることはめったにないでしょう。
トリセラトップス   トリセラトップス
白亜紀を代表する草食恐竜トリセラトップス。短い首は、気候が乾燥化して森林が減り草地が増えたことを示しています。高い木の葉っぱを食べる必要がなくなったんだね。
ブロントサウルスブロントサウルス
体の大きさが最大級なのはこの仲間。雷(かみなり)竜なんて名前も。ブラキオサウルスとかアパトサウルスとかいろいろな名前のものがあるが、違いが分かりにくい。体が大きいことも強さの秘訣だろう。長くて重たい尻尾をビューンと振り回せば、ティラノサウルスも吹っ飛んでしまうぞ。このなかも白亜紀まで生き残る。

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恐竜の種類

  色々な恐竜がいるんですが、大きく分けて2つの種類に分けられます。骨盤という腰の骨の形から,竜盤目(りゅうばんもく)鳥盤目(ちょうばんもく)の2つの仲間があります。 竜盤目の恐竜には、ブラキオザウルスやティラノサウルスが含まれます。
骨盤 一方、鳥盤目には剣竜(けんりゅう)、曲竜(きょくりゅう)、角竜(つのりゅう)、さらにカモノハシ竜が含まれます。ほとんどが草食。カモノハシ竜は数の上でも繁栄したようです。剣竜の代表はステゴザウルスでしょう。背中に突起が特徴的、これで敵の攻撃を防いだのでしょうか。曲竜は鎧竜(よろいりゅう)とも言われ、体が硬(かた)い鎧(よろい)で覆われています。哺乳類のアルマジロやセンザンコウみたいなものか。アンキロサウルスなどが知られています。角竜の代表は、やはりトリセラトップスでしょう。カモノハシ竜はハドロサウルス科という分類に属し、種類も多いのですが、子育て恐竜として有名なマイアサウルスを挙げておきましょう。また、最初に発見された恐竜の化石のイグアノドンもこの仲間。最初の復元図は尾を引きずっていて、ゴジラのモデルにもなりました。でも、今の恐竜は尻尾をピントあげて、バランスを取りながら2本足で走れるスマートなモデルに変わっています。
竜盤目の恐竜には、最も巨大な恐竜類のブラキオザウルスがありますが。ブロントサウルスやアパトサウルスなんて良く似た絵が一杯あってとても区別が難しい。この仲間ジュラ紀に大変栄えて世界中で化石が見つかるようですが、白亜紀になって森林が減り草原が増えるに従って、衰退していったようです。高い木がなければ長い首は役に立たないからね。今のキリンみたいな竜ですね。 肉食恐竜は、ジュラ紀はアロサウルス、白亜紀は当然ティラノサウルスが王者でしょう。

ステゴサウルスステゴサウルス   アンキロサウルスアンキロサウルス
上は剣竜と曲竜だね。
マイアサウルスマイアサウルス   イグアノドンイグアノドン
上の図の左は、マイアサウルスの巣の化石。赤ちゃんの骨が一杯あるでしょう。お母さんが巣で子育てをしていた証拠(しょうこ)です。ジョン・ホナーという人が発見。映画「ジュラシック・パーク」のグラント博士のモデルになった人です。右は最初に発見された恐竜イグアノドンの化石を復元したもの。当初、恐竜は尻尾(しっぽ)を引きずってのそのそ歩いていたと想像されていたんだ。昔はやった映画「ゴジラ」のモデルだね。
ゴジラゴジラ   レックスティラノサウルス
ゴジラとティラノサウルスの姿勢を比べてごらん。人間のように立つと重たい尻尾が歩くのに邪魔(じゃま)だ。でも、尻尾と大きな頭のバランスを取って立つと結構うまく走れそうだ。恐竜はそもそも先祖の時代から二足歩行だ。先祖が4足歩行の哺乳類とは、歩く技術も違うんだよ。

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恐竜の絶滅

中生代を通じて大繁栄した恐竜達が何故突然姿を消してしまったかについては長い間の謎でした。初めのうちは大きな恐竜は体の動きが遅く、後から進化してきた哺乳類たちに卵を食べられてしまったからほろんだ何ていい加減な説も。でも、世界中から恐竜の化石が次々と発見されるにつれて、恐竜の動きが鈍重(どんじゅう)だったなんて全く嘘(うそ)っぱちだったことが分かってきます。でも、あなた方のお父さん、お母さんの子供の頃は、ゴジラが恐竜のモデルだったんです。でも、映画「ジュラッシク・パーク」等の最近の恐竜のCGの映像を見たら、結構(けっこう)俊敏(しゅんびん)な動きにビックリするでしょう。哺乳類の進化はせいぜい数百万年程度なのに比べて、恐竜は1億年以上かけて進化しているんですよ。絶滅の時点ではかなり知能の高い種類も出現していました。でも、何故か突然姿を消す。でも、地球の歴史の「突然(とつぜん)」は数万年以上の長さはあるんでしょうが。
この時の絶滅は、恐竜だけでなく、海の中のアンモンナイト等の生物も姿を消します。せっかく進化を遂げた多くの生き物の8~9割が絶滅してしまいます。でも、地球の歴史ではこんなことは初めてではありません。ビッグ・ファイブと言ってこんな出来事が過去に5回もあったことが化石の研究からも分かっています。絶滅の原因はどれも地球環境の大変動です。中生代~新生代の絶滅は第5番目ですが、しばらくはその原因は不明でした。古生代~中生代の絶滅は、第4回目でこの時は超巨大火山の噴火ではないかと想定されています。第4回目の絶滅は、最後の5回目よりも更に厳しい絶滅があったようです。
第5絶滅の原因は、しばらくは不明のままでした。1977年、ウォルター・アルヴァレスと言う人がイタリアにおいて、白亜紀末、約6550万年前の地層でK-T境界(中生代と新生代の境界)を発見しました。K-T境界はその後、世界各地で次々と発見されます。この地層を境に恐竜を始めとして発見される化石の種類が激変することが分かりました。つまり、この地層よりすこし上の地層にはほとんど化石が発見されないわけです。また、K-T境界では多量のイリジウム(この鉱物は隕石起源のものしか見つけることが難しい)が含まれ、小惑星の衝突によってK-T層ができたという説がにわかに浮上する。
チクシュルーブチクシュルーブ
では、その小惑星隕石はどこに落ちたんだ。メキシコのユカタン半島付近にクレーター(隕石の落ちた後)がみつかり、どうもそれが大量絶滅の犯人らしいことが確定する。この跡(あと)は、チクシュルーブ・クレーターと名付けられ、地球史の3大隕石衝突(3大インパクト)の1つに数えられている。つまり、この前に地球にはさらにバカでかい隕石が2度も落ちたということです。でも、初めの2回はカンブリア紀よりもずっと前の多細胞生物が生まれる前のことだ。
2010年にサイエンス誌に掲載(けいさい)された説では、小惑星の大きさは直径10-15km、衝突速度は約20km/s、衝突時のエネルギーは広島型原子爆弾の約10億倍、衝突(しょうとつ)地点付近で発生した地震の規模(きぼ)はマグニチュード11以上、生じた津波は高さ約300メートルと推定されている。こんなものが落ちれば地球環境も滅茶苦茶(メチャクチャ)だね。

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人類の発展

さあ、地球に大隕石が落下した。6500万年位前だったね。ほとんどの生物は絶滅。でも、生き残った者たちはすきまだらけの大地(こういうのをニッチで言うんだ。空部屋(あきべや)が多いので住むところに困らないのだね。)の上に急速に新しい種を発展させた。海の方でも同じことがおこる。1億年続いた恐竜の天下が終わって哺乳類たちが繁栄する。また、鳥類も繁栄するが、最近は、鳥類は恐竜の生き残りの子孫ということになっているね。哺乳類達の繁栄の前には、一時生き残りの鳥類が天下が天下を制する。
恐鳥類 プルガトリウスプルガトリウス
ところで、人類のご先祖様は、霊長類という哺乳類の仲間だ。霊長類は猿のなかま。でも最初の霊長類は、ネズミとかリスとか見分けがつかないぐらい小さい生き物だった。写真のプルガトリウスという動物の化石がどうもご先祖様であろうとされているものです。体長は10cmほど、いずれにしろ小さな変わりばえのしない生き物だね。
  新生代のはじめは温暖な気候だったため広葉樹がうっそうとした森林を形成されます。それに伴い、樹上生活に適応した形態を持つ生物が進化してきました。それがプルガトリウスから分かれて進化してきたアダピス類(原猿類の祖先)とオモミス類(真猿類の祖先)です。原猿類というのは、今のスローロリス、ガラゴ、キツネザル、メガネザルなどです。夜行性の原始的なサルですね。スローロリスは動きがゆっくりで結構かわいいですね。真猿類はさらに新世界ザル、旧世界ザル、類人猿に分類されます。新世界ざるはアメリカ大陸に生息する猿。普通のサルは旧世界猿、人類はもちろん類人猿に分類されます。類人猿は、チンパンジーやゴリラ、オランウータン等。かつては旧世界ザルよりも繁栄していましたが、現在は衰退し、絶滅寸前の種が多くなっています。
スローロリス1 スローロリススローロリス ゴリラゴリラ
1800万年前に生まれたプロコンスルは最も最初に現れた類人猿であり、現在の類人猿、そしてヒトの遠い祖先と考えられています。ヒトと チンパンジーなどの共通祖先と言われていますが、体長は70cmくらい。 ゴリラはどうなのでしょう。主に木の上で果実などを食べて生活しており、4足歩行をしていましたが、時には立ち上がることもあったと言われています。ヒトの祖先と言われていますが、このプロコンスルと「猿人」が現れるまでの1000万年の空白があり、それを埋める化石は今だ発見されていません。そして、1000~500万年前にはアフリカ大陸を地溝帯(ちこうたい)が分断し、地溝帯の東に取り残されたサルの中から、ヒトにつながる種が誕生して行くことになります。現在、この地域で色々な化石が発見されており、700万年くらい前には、他の類人猿とは異なる人の先祖が生息していたものと考えられています。
  アウストラロピテクス・アファレンシスは、エチオピアで出土した化石で300万年くらい前の成人女性のもの。ルーシーと名づけられています。現在見つかっている化石から推測すると、身長:男性;151cm、女性;105cm、体重:男性;45kg、女性;29kg、脳容量420CCとなります。現在に比べて男女の差が大きいですね。ヒトの脳の容量は1400CC、チンパンジーは400CCですから、脳に関しては類人猿並、という事ですね。
人の進化人の進化
ネアンデルタール人は、ヒト属の一種で、現生人類であるホモ・サピエンスの最も近い近縁種とされています。発見された化石によれば、35万年前までに早期ネアンデルタール人がヨーロッパに現れ、18万年前までに典型的な後期ネアンデルタール人が現れます。約2万4000年前に絶滅したとされています。シベリアのアルタイ地方で発見されたデニソワ人、インドネシアのフローレス島で発見されたフローレス人は、ネアンデルタール人の兄弟種である可能性が高い。ネアンデルタール人は、ヨーロッパを中心に西アジアから中央アジアにまで分布しており、旧石器時代の石器の作製技術を有し、火を積極的に使用していた。さらに、最近の研究では、これらの人類の遺伝子も数%ぐらいは現代人にも受け継がれているのではないかと言われています。
旧石器
さあ、どうですか。人間というもの色々な科学文明を発展させたけど、体のつくりだけ見ていると大したことないでしょう。また、地球の歴史から見ると、人間が誕生したのはつい最近の出来事なのです。

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