最も古い森林の化石は、森林の「誕生日」を何百万年も早めます。

□ 馮 衛敏

最近、国際地質学誌「地質学会」は、ケンブリッジ大学の研究者らが英国デボン州とサマセット州の北海岸で地球上で最も古い化石森林遺跡を発見したと報じた。これらの木々の樹齢は約 3 億 9000 万年で、これまで最古と考えられていた森林、米国ニューヨーク州の古代樹の遺跡よりも 400 万年から 500 万年古いものです。

約4億1900万年前から3億5900万年前のデボン紀は、地球上に森林が現れ始めた時代でした。森林の出現と継続的な拡大は、地球の生物圏における大きな出来事です。これらは、大気の好気環境の形成、陸上の生態環境の再構築、生物多様性の発展の促進に極めて重要です。

英国で発見された最新の森林化石は、Arundo donaxと呼ばれる奇妙な木です。幹は不完全で、高さは約2〜4メートルです。上部に密集したクラウンがあり、全体的にファンデーションブラシのような見た目です。アルンド・ドナクスは今日のヤシの木に似ていますが、ヤシの木ではなく、今日の地球上のどの木とも親戚関係にありませんでした。アルンド・ドナクスの幹は中が空洞で、中身が詰まっておらず、葉もありません。枝の先端には葉の代わりに何百もの樹状突起のような構造が付いています。

この発見以前には、世界最古の森林化石は、約3億8500万年前に米国ニューヨーク州で発見された森林化石と、3億8000万年前にノルウェーのスヴァールバル諸島で発見された古代の森林化石であった。

2019年、我が国の安徽省新行鎮付近で、約3億6500万年前のデボン紀の樹幹と根の化石が発見されました。その範囲は少なくとも25ヘクタール、アメリカンフットボール場47個分に相当します。 2020年、中国新疆ウイグル自治区塔城州とブケサイモンゴル族自治県の砂漠の草原で、約3億7100万年前の植物の茎の化石が発見された。この枝シダは直径70センチメートルで、約80平方キロメートルの面積に分布しています。主にヒカゲノカズラ類、古代のシダ類、枝シダ類、低木、小型草本植物が生息しています。

英国で発見されたこの最古の森林化石は、地球上の森林の出現時期を数百万年早めただけでなく、さらに重要なことに、これまで発見された最古の森林は、後から現れた森林とはまったく異なる様相を呈している。この古代の森は種が非常に単一であり、森林システムの構築はまだ初期段階にあります。下層植生や草本植物は存在しません。デボン紀後期に出現した森林は、外観が大きく変化しました。森林生態系が改善され、比較的完全な多層森林の様相を呈しました。私の国、新疆ウイグル自治区で発見された古代の森林は、植物の豊かさと多様性が非常に高いレベルにあります。数センチほどの低い草本植物から高くそびえる樹木まで、胞子で繁殖するさまざまなシダ植物や、種子で繁殖する最古の裸子植物も存在します。

デボン紀の森林の出現により、木やその他の植物が根系を通じて堆積物を安定させるのに役立つようになり、水と陸の相互作用が変化しました。そして、密集したこれらの木々は成長するにつれて、大量の枝や葉を落とし、それが川が流れる景観の形成や川岸や海岸線の安定に大きな影響を与えます。デボン紀は魚が陸に上がった時代です。森林は間違いなく、新たに到着した動物たちにとって非常に良い隠れ場所を提供し、両生類の急速な進化を促進する上で重要な役割を果たしました。

森林の出現以来、植物の光合成が促進され、陸上の生態環境は大きく変化しました。研究によると、デボン紀には大気中の酸素濃度が急激に上昇し、二酸化炭素濃度が大幅に低下したため、地球が寒冷化したことが分かっています。デボン紀中期から後期にかけて起こった大量絶滅はこれに深く関係していました。森林の出現と拡大が、この光景の最初の変化を引き起こしたことは間違いありません。

古代デボン紀の森林の発見は世界でもまだ稀ですが、原始的な森林から比較的完全な森林生態系へと急速に進化し、石炭紀（3億5900万～2億9900万年前）の森林の大きな発展の基礎を築きました。森林生態系の構築は、シダ植物、裸子植物から被子植物まで、さまざまな変化を経てきました。それは陸上の生態環境に多大な貢献をしているだけでなく、地球の進化と生物の進化においても常に重要かつ決定的な役割を果たしています。この影響は今日でも重要な役割を果たしています。

（著者は中国科学院南京地質古生物学研究所の研究員であり、南京古生物学博物館の名誉学芸員である）