なぜ恐竜は三畳紀末の大量絶滅を免れたのでしょうか?答えは見つかった

◎科技日報記者 張野

地球の長い地質学上の歴史の中で、5回の大量絶滅が起こりました。約2億年前の三畳紀末期に、突然の災害により多数の陸生生物が絶滅しました。

しかし、幸運にも恐竜はこの災難を逃れ、首尾よく「権力を握る」ことに成功し、その後のジュラ紀と白亜紀に世界を支配しました。

では、三畳紀末期の陸上生物の大量絶滅の原因は何だったのでしょうか?なぜ恐竜は生物絶滅という自然災害を生き延び、災害後に急速に発展することができたのでしょうか?

7月2日、中国科学院南京地質古生物学研究所の沙静興研究員と方ヤナン博士は、米国の学者と共同で、国際的に有名な科学誌「サイエンス・アドバンス」に最新の研究結果をオンライン発表し、三畳紀末の陸上生物の大量絶滅の主な原因は火山の冬であったことを示した。そして、断熱機能を持つ羽毛と寒冷な極地気候への長期にわたる適応が、恐竜が三畳紀末の火山の冬を逃れ、急速に「権力を握った」理由であることを初めて明らかにした。

三畳紀の生物の興味深い進化

三畳紀は中生代の最初の期間であり、2億5200万年前に始まり、2億100万年前に終わり、約5100万年続きました。

三畳紀の前のペルム紀に、地球は生命に対する悲劇的な哀歌を上演したばかりだった。ペルム紀末期の大量絶滅は、地球史上最大の絶滅として知られています。生命の木は二度と回復しませんでした。三畳紀初期には、生き残ったわずかな生物が地球の環境をほとんどの生物が生息できる状態に戻すのに何百万年もかかりました。

しかし、生命の粘り強さは想像を超えるものです。ペルム紀末の大量絶滅後の回復と進化を経て、三畳紀の生物は繁栄し、爬虫類や裸子植物がかつてないほど増加しました。古生代の動物の奇妙な外見と比較すると、三畳紀の爬虫類は現代の生物に似ていたことは特に注目に値する。

たとえば、三畳紀には、歯歯類、恐竜、哺乳類のような爬虫類が急速に増加しました。三畳紀後期までに、恐竜は多様なグループとなり、生態系において重要な位置を占めるようになりました。そのため、三畳紀は「恐竜時代の幕開け」と呼ばれています。しかし、当時の恐竜はまだ比較的弱く、王者の地位に達するには程遠いものでした。

三畳紀の動物や植物は地球の生態系を回復し、生命の進化を促進するために多大な努力を払ったにもかかわらず、自然は彼らを容赦なく踏みにじり、約2億年前の三畳紀末に地球のパンゲアが崩壊し、環境の劇的な変化が新たな大量絶滅を引き起こしました。

三畳紀末の大量絶滅の影響は5つの大量絶滅の中で最も弱いものでしたが、それでも海では二枚貝、腕足動物、アンモナイト、サンゴ、放散虫、貝虫、有孔虫など、多数の海洋生物と陸生生物が絶滅し、陸上では恐竜以外の古細菌のほとんど、獣弓類爬虫類、一部の大型両生類も絶滅しました。

しかし、この絶滅イベントは三畳紀に特別な意味を与えました。つまり、三畳紀は、災害から立ち直り、生命の進化において大きな進歩を遂げた後、再び大量絶滅を経験したすべての時代の中で唯一の時代だったのです。それは中生代の生物の発達、特に恐竜の全盛期に大きな影響を与えました。

三畳紀の絶滅の原因は誰ですか?

三畳紀末期の大量絶滅の原因については、これまでもさまざまな説明がなされてきました。近年、研究者たちは火山の噴火にますます注目するようになりました。

火山噴火仮説を支持する科学者たちは、中生代初期に超大陸パンゲアの崩壊が激しい火山活動を引き起こし、それが大気中の二酸化炭素濃度の上昇につながり、温室効果を引き起こしたと考えている。

これまでの研究で、当時の大気中の二酸化炭素濃度は1000～6000ppmに達し、地球の両極には氷河がなく、森林被覆はパンゲア大陸の北極と南極まで達していたことが分かっています。

しかし、中国科学院南京地質古生物学研究所の沙静興研究員や方ヤナン博士、米コロンビア大学のポール・オルセン教授らは、火山噴火後の地球環境の変化について異なる見解を示している。

彼らは、私の国、新疆ウイグル自治区のジュンガル盆地のハオジアゴウセクションにおける三畳紀後期からジュラ紀前期の陸地層について高解像度の測定と研究を実施しました。

研究チームはジュンガル盆地の古緯度を再計算し、三畳紀後期からジュラ紀前期にかけて、同盆地がパンゲア大陸の北極地域（北緯約71度）に位置していたと推定した。現地調査中、ジュンガル盆地の三畳紀後期からジュラ紀前期の湖沼泥岩の中から、美しく保存された恐竜の足跡化石が初めて発見された。

沙景能氏は記者団に対し、三畳紀後期には草食恐竜は主に中・高緯度に分布していたと語った。低緯度地域は非恐竜型および非主竜型主竜上科生物が優勢であった。三畳紀末期の大量絶滅の後、恐竜は急速に地球全体に広がりました。以前は低緯度地域を支配していた他の主竜類は絶滅した。

従来の見解では、三畳紀末の陸上生物の大量絶滅は、火山の噴火による大量の二酸化炭素の放出による地球温暖化によって引き起こされたとされていますが、絶滅後の陸上生物の反応はこの見解を否定しているようです。

研究チームは、超巨大火山の噴火が最初に火山の冬をもたらしたのではないかと推測している。火山の冬とは、火山の噴火によって大量の火山灰やエアロゾルが放出され、太陽放射が遮られることで地球の表面温度が急激に低下することを指します。

火山の冬は数年から数十年と短期間しか続かず、その後温室効果が始まりますが、火山の冬がほとんどの陸生生物を「死滅させる」主な要因となることを妨げることはできません。

「気温が上昇すると、陸上生物は低緯度から高緯度へと移動する。しかし実際には、恐竜を含む陸生四足動物は高緯度から低緯度へ移動し、もともと低緯度にいた擬似スズメ類は絶滅した。そのため、陸上生物の大量絶滅を引き起こしたのは、従来の見解のように『暑さ』ではなく、火山の冬の『寒さ』だったと推察される。」沙静庸は言った。

なぜ恐竜は災害を生き延びたのでしょうか?

三畳紀末期の大量絶滅の際、恐竜は神に選ばれた者たちのような存在でした。彼らは世界を支配するだけでなく、地球上のすべての苦しみが彼らの支配の前兆であるかのように、生態系全体を活性化しました。

偶然にも、研究チームはジュンガル盆地の三畳紀後期からジュラ紀前期の地層で恐竜の足跡と氷の堆積物を同時に発見した。

氷筏堆積物は、泥岩の中に浮かぶ砂または小砂利（直径 0.1 ～ 15 mm）です。方延安は氷筏の堆積について2つの推測をしている。1つは、冬に湖水が岸で凍ると、水中の砂利も凍るというものである。春になると、氷の一部が凍った砂利を竹のいかだのように湖の中央に運び、その後溶けて泥の中に沈殿します。もう一つの可能​​性としては、冬の強風により陸上の砂利が氷の表面に吹き飛ばされ、春に湖の氷が溶けると砂利が湖底に落ちるというものです。

「これは、極地に氷河がなかった温室地球時代でさえ、季節的な凍結（零度以下）があったことを示している」とファン・ヤナン氏は述べた。

極地における恐竜の足跡と氷の堆積物の存在は、恐竜が季節的に寒い極地の気候によく適応し、火山の冬を生き延びたことを示唆している。

同時に、これらの恐竜には「外見」の祝福も備わっています。

「羽毛の化石の証拠は、非鳥類獣脚類恐竜のいくつかの系統と、2 種の基底的な草食鳥盤類恐竜で発見されています。系統学的足場法に基づいて、恐竜は羽毛を持って生まれ、これらの羽毛は断熱材として使用されていた可能性が高いと推測されます。」方ヤナン氏は、これまで発見された成体の大型竜脚類恐竜には羽毛がないが、アフリカゾウの成体には体毛がないが、子ゾウには体毛があるのと同じように、生まれたときには羽毛があり、成長するにつれて抜け落ちた可能性があると述べた。

断熱機能を備えた原始的な羽毛のおかげで、草食恐竜は中高緯度の寒い冬に耐えることができ、中高緯度の豊富で安定した植物資源を享受することができました。

断熱用の羽毛を持たない他のほとんどの主竜類は火山の冬に絶滅し、洞窟に隠れて災害を逃れた小型種はわずか数種だけだった。

つまり、三畳紀末の絶滅は、多数の植物と動物の絶滅を招いたが、意図せずして、新たに出現した爬虫類、恐竜が地球を支配する扉を開いてしまったのだ。最終的に恐竜は王に即位し、食物連鎖の頂点に立つ生物となり、1億4千万年もの間その地位を維持しました。

出典：科技日報

編集者：王宇

レビュー: ジュリー

最終審査員：王宇