世界を変えた生物がいます
それは 地球史において 最初の大量絶滅を引き起こし
複雑な生命への道を開きました
でも どうやって？
大気中に最初の気体酸素を送り
単細胞生物として これらすべてをしたのです
その生物とはシアノバクテリアです
地球上の生物の物語において
核や細胞小器官を持たない この単純な生物の章は 極めて重要です
地球の大気は 今日 私たちが呼吸する 酸素を豊富に含む混合ガスではなく
35億年前は 大気の大部分が窒素や
二酸化炭素や
メタンガスでした
大部分の酸素は 水のような分子に閉じ込められ
空気中を漂うこともありませんでした
海には嫌気性細菌が生息しました
嫌気性細菌は 酸素がなくても 繁殖する単純な単細胞生物で
見つけた分子を食べて エネルギーを得ます
しかし 約25～35憶年前
海の表面に浮かんでいると思われた―
それらの微生物の１種が
光合成という新しい能力を 進化させました
細胞膜中に存在する構造が 日光からのエネルギーを使って
二酸化炭素と水を 酸素ガスと
エネルギー源に使える糖類に変えました
その生物は シアノバクテリアの祖先です
青みがかった色は 青緑色の色素に由来し
必要とする日光を捉えました
その古い細菌は光合成により 他の種よりも圧倒的な優位性を得ました
無限に供給される二酸化炭素と水から
エネルギーを作り出せるので
個体数は爆発的に増え
酸素という新しい廃棄物で 大気を汚染し始めました
当初は 余分な酸素は 鉄との化学反応や 細胞分解で
吸い上げられましたが
数億年後には
シアノバクテリアは 吸収されるよりも速く 酸素を作り出し
大気中に酸素が蓄積しました
それは地球上の他の生物には 死活問題でした
酸素を豊富に含む空気は 実のところ 他の生物には毒でした
その結果は？
約25億年前 実際 地球上の生物の大量絶滅が起こり
ほぼシアノバクテリアだけが 生き延びました
地質学者はこれを 大酸化イベント あるいは
酸素カタストロフィーと呼びます
それだけが問題ではありません
メタンガスが強力な温室化ガスとして 地球を温め続けていましたが
今や 余分な酸素はメタンガスと 反応して二酸化炭素と水を作るので
大量の熱を閉じ込みはしません
現在よりも薄い大気は
最長の第一紀氷河時代であろう―
ヒューロニアン氷期をもたらしました
地球は数億年間
基本的に巨大な雪玉でした
最終的に 生物は適応しました
エネルギー発生に酸素を使う 好気性生物は
大気中の余分な酸素を吸収し始めました
酸素濃度は 最終的に
現在の約21%になるまで 上がったり下がったりしました
そして 酸素の中の化学エネルギーを 使えるようになると
生物が多様化したり より複雑な形態に進化するのを
促進しました
シアノバクテリアも その物語の中で 一役買いました
数億年前
細胞内共生という過程で シアノバクテイリアを丸飲みする―
古い微生物もいました
それによって その細菌は 体内に光合成工場を獲得しました
これが植物細胞の祖先でした
そして シアノバクテリアは葉緑体となり
現在では光合成を行う 細胞小器官です
シアノバクテリアは 今でも地球上の あらゆる環境―
海や
淡水や
土壌や
南極の岩や
ナマケモノの毛皮に存在します
シアノバクテリアは 今でも大気中に酸素を送り
窒素を取り込み それを進化を手伝った 植物に栄養として与えます
シアノバクテリアなしに 地球上の生物を認識しえず
シアノバクテリアなくして
地球上の生物は ほぼ存在しなかったのです