毒ガス「酸素」はどのように生まれたのか？

Summary

この動画は、24億年前の地球の酸素濃度が急増した大参加事件について解説しています。当時、シアノバクテリアが光合成を始め、酸素を大量に生成しました。この酸素が多くの生物に有害で有毒だったため、大量絶滅が起こりました。さらに、二酸化炭素の減少によって氷河期もあり、「スノーボールアース」と呼ばれる地球全体が凍結する事態にも至りました。私たち現代の人類も、地球環境に深刻な影響を与えているという警鐘も示されています。

Takeaways

• 🌍 地球上の酸素は、24億年前のバクテリア(シアノバクテリア)が光合成を始めたことにより急増した。
• 🔥 当時の酸素は生物にとって新しい物質であり、酸素に適応できなかった多くの生物が絶滅した。
• 🔬 ウィリアムバートが発見した赤と黒の層状の岩石は、酸素濃度の変化を記録している。
• ☠️ バクテリアが放出した酸素は大量の生物を窒息させ、史上最大規模の大量絶滅を引き起こした。
• ⛄ 大量の酸素放出により二酸化炭素などの温室効果ガスが減少し、スノーボールアース(全地球凍結)を引き起こした。
• 🌡️ スノーボールアースは、太陽光を必要とする生物に壊滅的な被害をもたらした。
• 🦖 生命が無事に生き延びたのは、深海域や温暖な海岸線のオアシスだけだった。
• 🌱 酸素は害となる物質から、現在のように生物に必須の物質へと転換を遂げた。
• 🐘 現代の動物や植物は、この大三化事件を生き延びた生物の子孫である。
• 🌍 人類も化学物質や有害廃棄物により地球環境を脅かしており、当時のバクテリアと似た存在になっている。

Q & A

24億年前の地球はどのような状況だったのですか?

24億年前の地球は「原生代」と呼ばれ、生物はバクテリアのような微生物が主体でした。海底の熱水噴出口周辺にバクテリアが集まり、ミネラルを摂取していました。

バクテリアが行った進化的な変化は何ですか?

バクテリアは遺伝子の突然変異によって、周辺環境に存在する化学物質を使った新しい代謝を始めました。具体的には、紫色のバクテリアが特定の波長の光を吸収して、新しいエネルギー源を利用し始めました。これが「光合成」の誕生です。

光合成がもたらした影響は何ですか?

光合成によって、深海だけでなく浅瀬にも生命が広がり、生物の多様性が高まりました。また、活発な火山活動で陸地が増え、大陸の浅海に大規模なストロマトライト(シアノバクテリア類の死骸や泥などで作られる岩石の集合体)が形成されました。

光合成の初期段階にはどのような問題がありましたか?

初期の光合成は、現在の多くの植物とは異なり、紫色のバクテリアが赤外線を吸収して、水から硫黄や硫化物を副産物として生み出していました。そのため、バクテリアが増えた場所は悪臭を放つ有毒な泥沼になっていました。

バクテリアによる光合成はどのように進化しましたか?

バクテリアは遺伝子の突然変異を繰り返し、新しい代謝に改良を加えていきました。その結果、緑色の色素で赤色や青色の光を吸収する効率的な光合成が生み出されました。これは現在の植物にも受け継がれている代謝方法です。

この新しい光合成によってどのような問題が生じましたか?

バクテリアの光合成は酸素を大量に生み出しました。当時の生物は酸素に耐性がなかったため、酸素は有害ガスとして作用し、多くの生物の絶滅を引き起こしました。これが「大酸化事変」と呼ばれる出来事です。

大酸化事変の証拠はどのように発見されたのですか?

1844年にアメリカの測量師ウィリアム・バートが、五大湖のスペリオル湖周辺で鉄を30%以上含む鮮やかな赤と黒の層が交互に並んだ奇妙な岩石を発見しました。この層は、バクテリアによる光合成で作られた酸化鉄の堆積物だと分かりました。

大酸化事変によってどのような地球規模の影響が起きたのですか?

バクテリアによる酸素の過剰生産は、地球全体の大気組成を大きく変え、世界中の海が酸素に満たされていきました。その結果、酸素に耐性のない多くの生物が絶滅しました。この事変は地球全体で2億年も続きました。

大酸化事変の影響でさらにどのような事態が起きたのですか?

バクテリアが光合成で大量のCO2を消費したため、地球全体が寒冷化し「ヒューロン氷河期」と呼ばれる深刻な氷河期を迎えました。この時期、赤道近くまで地球が完全に氷に覆われる「スノーボールアース」現象が起きたと考えられています。

大酸化事変によって、地球の生命にはどのような影響がありましたか?

この大酸化事変とその後の氷河期により、地球上の全生物の99.9%が失われたと推定されています。生き残ったのは深海や温暖な海岸線のオアシスの一部のみで、現在の生物はそこを生き延びた幸運な生物の子孫です。