なぜ三葉虫が地球の生物圏の最初の「支配者」になれたのでしょうか?

制作：中国科学普及協会

著者: ワーム・ワーズ ワーム・ワーズ

プロデューサー: 中国科学博覧会

地球は46億年存在してきましたが、動物界が初めて大きく発展したのは6億年前のカンブリア紀でした。カンブリア紀に最も多く生息していた動物は三葉虫で、保存されている化石の総数の約60％を占めています。そのため、カンブリア紀を「三葉虫の時代」と呼ぶ人もいます。

（写真提供：veerフォトギャラリー）

動物分類学では、三葉虫は脊椎動物門三葉虫綱に属します。彼らは古代の海に生息し、主にカンブリア紀に出現し、カンブリア紀後期に最盛期を迎えました。その後、三葉虫は最盛期から衰退期へと移り、中生代に入ることなくペルム紀末に絶滅していった。三葉虫は古生代3億年以上の長い地質史を通じて繁殖を続け、多数のグループと膨大な数を生み出し、その総数は1,500属以上、10,000種以上に達し、そのうち約500属が我が国で発見されています。

ほとんどの三葉虫は楕円形または長楕円形ですが、個体によって大きさは大きく異なります。一般的な三葉虫は、一般的に長さ 3 ～ 10 cm、幅 1 ～ 3 cm です。 20cmを超えるものは大型とみなされます。

三葉虫の化石は世界中に広く分布しており、地層の区分に非常に重要です。しかし同時に、三葉虫の多くの属や種は地域的な特徴を持っているため、当時の海域を区分し、当時の生物地理学的植物相を復元する上で大きな意義を持っています。

（写真提供：veerフォトギャラリー）

三葉虫ははるか昔に生息していたが、科学者たちはその形態、構造、その他の特徴をかなりよく理解している。主な理由は次のとおりです。第一に、三葉虫は体表面に強力な殻を持ち、個体の発達過程で複数回の脱皮を経るため、地層に残す化石の数が他の生物よりも多くなります。第二に、カンブリア紀の海には三葉虫よりも大きくて凶暴な動物はほとんど生息していなかったため、三葉虫は急速に繁殖し、広く分布することができた。また、三葉虫の化石の多くはきめの細かい石灰岩や頁岩の中に保存されているため、外殻の特徴をはっきりと観察できるだけでなく、内部の構造もはっきりと見ることができる場合もあります。

三葉虫の主な特徴は背甲構造です。頭の中央には突き出た「鞍」があり、そこに脳が配置されていると考えられます。サドルの表面は滑らかで装飾がないものもあれば、突起が点在するもの、あるいはさまざまな数の横溝があるものもある。これらの横方向の溝は「サドル溝」と呼ばれます。通常、頭鞍の両側に一対の目があります。目の前と後ろには「顔線」と呼ばれる溝があり、三葉虫が成長中に殻を脱ぎ捨てて体から外に出た場所です。頭部の腹面の前端には一対の節のある触手があり、これは運動器官と感覚器官の両方を担っています。触手の後ろには餌を食べる口があり、通常は「ラベラ」で覆われています。口の両側には、多くの小さな分節された運動器官、つまり密集した繊毛に覆われた付属器官があり、おそらく呼吸の役割を果たしている。

（写真提供：veerフォトギャラリー）

三葉虫の胸部は節に分かれており、12 個以上の節を持つものもあれば、2 個だけのものもあります。セクションは、屋根瓦のような方法（屋根瓦のように 1 枚のタイルが別のタイルの上に重ねられる）で接続されており、カールや動きが容易になっています。三葉虫は腹面の両側に多数の節のある付属肢を持っており、繊毛で覆われているため、これらの付属肢は移動や呼吸にも使用されます。三葉虫の尾は胸部と同じで、縦方向に中心軸と両側の肋骨に分かれており、形状は様々です。尾の端にはトゲがあるものもありますが、ないものもあります。

三葉虫の生活習慣は多様です。最も一般的なタイプの化石は石灰岩や頁岩に保存されており、そのほとんどが当時は浅い海底に生息していたか、泥の上を泳いでいたことがわかります。少し泳げるものもいれば、水に漂うものもいます。シルル紀中期の歯のある昆虫は、密集した長い棘にほぼ完全に囲まれていました。これらの長い棘は、水中で泳ぐための強力な推進力であったため、彼らは優れた泳ぎ手であったと推測できます。同時に、これらの長い棘は天敵から身を守るための効果的な武器でもありました。このタイプの三葉虫は主にオルドビス紀からデボン紀にかけて出現しました。当時、三葉虫と共存していたオウムガイ、カブトガニ、魚類は、いずれも三葉虫の強敵でした。もし三葉虫が敵から身を守るために遊泳能力と武器を強化していなかったら、どうしてその非常に競争の激しい環境で生き残り、繁殖し続けることができたのでしょうか?

三葉虫はカンブリア紀の海の「王様」であり、絶滅するまで約3億年にわたって地球上で生き延びた。三葉虫の研究は古生物学研究において常に注目されている話題です。三葉虫の研究から、私たちは地球についてより多くのことを学ぶことができます。