古代の温暖化エピソードが、開花植物の優勢を説明する手がかりに
University of Melbourneが紹介した研究によると、過去1億4,000万年間で最も温暖だった二つの時期は、陸上の生命の姿を変えるうえで重要な役割を果たした可能性がある。研究は、大規模な気候変動が、現在多くの陸上生態系を支配する開花植物を含む陸上植物の絶滅と急速な多様化の双方と、どのように同時に起きたのかを調べている。
Nature Plantsに掲載されたこの研究は、地球規模で例外的な温暖化が起きた時期である白亜紀中期と新生代初期に焦点を当てる。オーストラリアとオーストリアの研究者は、これらの時期が植物の進化において中心的な意味を持ち、開花植物だけでなく、その他の主要な陸上植物群にも影響したと論じている。
この問題が重要なのは、植物が陸上生態系を支えているからだ。植物は太陽光からエネルギーを取り込み、それに依存する動物、菌類、細菌を支える。研究者は特に、開花植物を陸上植物の中で最も生産性と多様性が高いグループと説明しており、世界全体で約40万種が存在する。
化石記録の問題
開花植物は、恐竜がなお広く分布していた約1億年前、白亜紀中期に古い植物群を置き換え始めた。科学者は長年、気候がこの移行を促した可能性を考えてきたが、明確な関係を示すことは難しかった。
大きな障害の一つは、化石記録に偏りがあることだ。利用できる化石の数は時代や地域によって大きく異なるため、単純な種数の比較では、時間の経過に伴う多様性をゆがめてしまう可能性がある。化石が豊富な時期は、より多くの物質が保存された、あるいは発見されたという理由だけで、実際以上に多様に見えることがある。
この問題に対処するため、研究チームは6万件を超える個々の化石記録を集め、花粉と胞子に重点を置いた。これらの微小な遺骸には、長い地質学的時間にわたる植物群集の証拠が保存されている可能性がある。研究者はその後、化石記録における主な偏りの影響を抑えることを意図した手法を適用し、植物多様性を再推定した。
温暖な世界、絶滅、拡大
分析結果は、白亜紀中期と新生代初期の温暖期を、植物多様性の大規模な変化と結び付けている。研究者によれば、これらの気候は大量絶滅と多様化の急増の両方に関連していた。
これは、温暖化が自動的に種数を増やすという単純な話ではない。長い進化の期間を通じて、変化する環境が既存の群集を乱し、別の群集に機会を生み出すなかで、絶滅と拡大は同時に起きた。むしろ研究は、気候が植物群が競争し、広がり、多様化する生態条件を再編する強力な力になり得ることを示唆している。
開花植物にとって、この再編は特に重大だった可能性がある。現在の成功は、動物、菌類、細菌との広範な関係と結び付いている。異なる種が受粉、種子散布、分解、摂食関係に特化することで、非常に多くの種を支える生態学的基盤が形成される。
開花植物が大きな影響力を持つようになった理由
研究者の説明では、開花植物の台頭を理解するうえで、気候が生物学や生態学と並ぶ要素として位置付けられている。開花植物が広がると、他の生物との相互作用がさらなる専門化を支えた可能性がある。そして、その関係が開花植物を多くの陸上生態系の中心にするのに役立った。
開花植物は、大気中から二酸化炭素を取り込む役割を担うため、陸上炭素循環の主要な参加者でもある。したがって、過去の温暖な気候の中で多様性がどのように変化したかを理解することは、植生の歴史を超えた意味を持つ。それは、気候、生物多様性、陸上の生命を支えるシステムの長期的な関係を科学者がどう捉えるかにも関わる。
この研究は、古代の温暖期を現在の環境変化の直接的な類例として扱ってはいない。対象となった時期は地質学的な時間尺度で進行し、現代世界とは異なる生態条件を伴っていた。しかし化石記録は、気候変動が植物生命の構成における深く長期的な変化と結び付く可能性を示している。
進化の時間軸を見直す
化石データの不均一なサンプリングを補正することで、この研究は多様性がいつ増減したのかをより信頼性高く示そうとしている。この方法論上の手順は重要だ。進化史の解釈には、生物学的なシグナルと、保存や発見の偶然とを切り分ける必要があるからだ。
より広い結論として、開花植物の台頭は地球規模の条件から切り離されたものではなかった。極端な温暖期は、その拡大の背景の一部だったとみられる一方、植物群の喪失や入れ替わりも促した。この研究は、現代の陸上生態系の形成に貢献した移行を、気候を中心に説明している。
研究者にとって次の課題は、個々の地域、植物系統、生態学的相互作用が、これら古代の気候変動にどのように対応したのかをさらに明らかにすることだ。現時点でこの研究は、地球で最も温暖だった時期が、今日見られる植物界の舞台を整えるのに役立ったという説に、大規模な化石データを加えている。
この記事はPhys.orgの報道に基づいています。原文を読む。
Originally published on phys.org
