古代の軟体動物の化石

1. 骨が硬くなくても、地層に留まらなければならない

地層の化石記録は、硬い骨格を持つ生物を優遇する「偏った国勢調査」である。しかし、一部の軟体生物は生き残り、化石記録に残り、地質学の歴史に名を残しています。

△恐竜の化石

化石といえば、誰もが博物館に展示されている背の高い恐竜の骨格、奇妙な三葉虫、角状のサンゴ、石のように硬い貝殻などを自然に思い浮かべると思います。

これらは古代の動物の骨や殻が化石化した過程でできたものです。動物の殻や骨、歯などの硬い部分は主に鉱物で構成されており、化石になりやすいです。

動物の軟体は酸化、加水分解、酵素化によってほとんど失われ、非鉱物の生物学的構造は通常、痕跡を残さずに分解されるため、化石として保存することは困難です。化石記録に保存されるためには、特別な埋葬条件が必要です。

生物の軟体化石が保存される具体的な環境条件はさまざまですが、共通点が 1 つあります。それは、生物または死体は、軟体化する前に速やかに埋葬され、分解する微生物から隔離され、速やかに鉱物化されて岩石層に記録される必要があるということです。

琥珀の中に保存された昆虫や永久凍土の中に保存されたマンモスなどがその典型的な例です。

△アントアンバー

科学者は通常、地球の地層を地​​球の発展の歴史を記録した大きな本に例えます。化石はこの本の中の文字であり、地球の発展のさまざまな時期における生物とその生存および発達状況を記録しています。

化石を研究する科学は古生物学です。古生物学の基本的な目的と任務は、地球の発展の歴史における生物の出現と発達の法則を研究することです。

約200年にわたる研究を経て、人類は何億もの生物の硬質化石標本を入手しました。これらの標本を通して、カンブリア紀以降の生物進化の全体像が徐々に明らかにされていきます。

しかし、直接的な化石証拠が不足しているため、多くの生物学的カテゴリーの起源と進化は不明のままであり、これは人類が懸命に探求している謎の 1 つです。

△トンボの化石

地質時代に出現した生物の種は10億種以上あると推定されていますが、人類が発見したのは13万種に過ぎず、これは地質時代に存在した可能性のある種の1万分の1にすぎません。

発見されたこれらの生物の化石は、そのほとんどが生物の硬い部分であり、最も多くの情報を含む柔らかい部分は消失している。

そのため、先見の明のある古生物学者は、軟体生物の化石の発見に重点を置きました。この種の化石は珍しいものの、包括的かつ信頼性の高い生物学的情報を提供することができ、生物分類学や体系的進化の研究において重要な役割を果たします。

軟体動物の化石は、生物と環境、生物同士のさまざまな共生関係、摂食競争、その他の関係を包括的かつ正確に実証することもできます。

そのため、美しく柔らかい体を保存する化石群は古生物学の宝庫と呼ばれています。生物の軟体動物の化石貯蔵庫を探索し、徹底的な研究を行うことは、現代の古生物学における重要なホットスポットとなっています。

△クラゲの化石

2. 科学観察窓 - 化石図書館

カンブリア爆発は、生命の起源、知性の起源とともに「自然科学の6大問題」として挙げられています。カンブリア爆発の謎を解くためには、理論に基づく科学的推測に加えて、信頼できる化石証拠を見つけるために、適切な科学的観察の窓口、つまり化石貯蔵庫を発見することも必要です。

世界には数十もの軟体動物の化石の堆積層が発見されています。古生物学者にとって、カンブリア爆発と動物門の起源を解明できる最も完璧な研究対象は、バージェス頁岩化石堆積層です。

01. バージェス頁岩化石貯蔵庫

バージェス頁岩型化石鉱床は、1909 年にカナダのロッキー山脈にある中期カンブリア紀のバージェス頁岩で初めて発見されたため、この名前が付けられました。

この化石堆積物は、古生物学および進化生物学の研究において長年にわたり先導的な役割を果たしてきました。過去 1 世紀にわたって、世界中で 50 を超えるそのような化石鉱床が発見されています。しかし、化石の保存状態の良さや化石の種類の多様性などの基準から判断すると、カナダのバージェス頁岩化石鉱床と、1984年にわが国の雲南省で発見された澄江化石鉱床だけが「理想的なトップ研究地」となっている。

△ バージェス頁岩化石層と澄江化石層の位置図

02. 澄江動物化石保管庫

1980年代に発見された我が国雲南省澄江の軟体動物化石鉱床は顕生代最古の化石の宝庫であり、20世紀の主要な科学的発見の一つと呼ばれ、極めて重要なものです。

澄江化石鉱床には、主要な体節骨類の祖先種や、類間の移行期の代表種など、さまざまな類の軟体動物化石が豊富に存在し、体節骨類の初期の爆発的進化に関する豊富な研究情報を提供しています。

雲南省澄江生物群の発見以来30年以上にわたり、数十万点の化石標本の中から280種以上の生物が発見されている。研究成果は、ネイチャー・サイエンス・PNASの三大科学誌に28回掲載され、我が国で唯一、世界自然遺産に登録された化石遺跡となりました。

△澄江動物相福仙湖ワーム

△澄江動物相ミクロ線虫化石

△澄江動物群の中国ミクロヒル科動物の復元

03. 清江動物化石保管庫

2019年3月以前にカンブリア爆発の存在を証明する化石群といえば、雲南省の澄江生物群やカナダのバージェス頁岩化石鉱床が思い浮かびましたが、将来的には中国湖北省の清江生物群がさらに1つ増えるかもしれません。

清江生物群の特徴と優位性は、新属新種の割合が最も高いこと、後生動物の相対的多様性が最も大きいこと、軟体生物群の数が最も多いこと、化石の形態の忠実度が最も高いこと、埋葬時の有機物の保存状態が最も良いことの 5 つの側面に反映されています。計り知れない研究の可能性を秘めています。

△清江生物相の林橋栗化石

△清江生物群で新種の化石発見

△清江生物群で発見されたクラゲの化石

動物の系統学、栄養動態、主要な進化形質の出現などの問題に関する研究は、内臓、鰓鰓、脊索、神経組織、心血管系など、より多くの軟体構造の発見とより良好な形態的保存に依存しています。しかし、これらは埋葬の観点から非常に不安定な組織や臓器であることはよく知られています。

清江生物群で発見された軟体化石は、天然の炭素質膜の形で元の有機物を奇跡的に保存しており、化石生成学や地球化学の研究、さらに詳細な古環境研究に理想的な材料を提供します。

清江の化石堆積物は、地質学的プロセスによって「修正」されていない、初期カンブリア紀の日常生活を垣間見ることのできる比類のない素晴らしい場所です。

△ 清江生物相のシミュレーションと復元

軟体動物の化石を研究する魅力は、それらの生物が埋もれたときに生きていた可能性があるという事実にあります。それは「生命の集いの場」です。

現代の生物圏の起源についてより多くの情報を提供するのは、この数メートルの厚さの岩石ユニットであり、地質科学の任務はこの情報を掘り出して人類に伝えることです。

軟体生物の化石堆積物は自然の重要な宝物です。私たちは、それらを慎重に保護するだけでなく、それらについて詳細な調査を行う努力を強化しなければなりません。

未来の小さな科学者たち、それはあなた次第です!

さらに興味深い内容は、「種の起源を解読する青少年科学シリーズ」でご覧いただけます。

古代の軟体動物の化石

種の起源を解読する: ティーンエイジャー向け科学シリーズ

最初のリリースはMoDianクラウドファンディングで開始されます

参考文献:

張興良、シュウ・デガン。実験的タフォノミーとその研究の進歩[J]。地球科学の進歩、1998年、13(6):518-525。

ヤオヤン。澄江化石層における初期カンブリア紀の軟体化石に​​富む層の研究[D]。ノースウェスト大学、2006年。

王燕。澄江化石鉱床のイソギンチャク[D]。ノースウェスト大学、2010年。

一部の資料はインターネットから入手したもので、科学普及のためだけに使用されています。

制作/Jinxiu Science and Creative Team

執筆：石頭 編集：夏美雪