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化石の記録

化石の記録の定義

化石の記録とは、分析され、年代や分類順に並べられた化石のグループのことである。 化石は、生物が死んで土や岩に埋もれ、時間の経過とともに鉱物に置き換えられてできたものです。 化石は、生物が死んで土や岩の中に閉じ込められ、長い時間をかけて鉱物に置き換わり、かつて存在した動物の痕跡を鉱物で残したものです。 この化石を分類・整理するためには、比較解剖学、放射年代測定、DNA分析など、多くの分野・専門性が活用されている。 科学者は、化石の記録から得られたデータを使って、系統樹(生死を問わず、動物の関係を示す木)を再現しようとしている。

化石記録の例 ヒト の化石記録は、おそらく最もよく記録されているものの1つですが、その理由の1つとして、進化論をめぐる歴史的な論争があります。 現代人から猿のような初期の祖先までの化石の連鎖が明らかにされていますが、その連鎖の中の「ミッシングリンク」のほとんどが発掘されています。 これらの化石は、それぞれの特徴によって区別することができ、放射性同位元素を用いた非常に正確な年代測定が可能である。 ホモ属の最も古い化石は、約150万年前のものであることがわかっている。 これは、ホモ・エルガスターのものである。

ヒトの進化図

ホモ・エレクトスとホモ・ネアンデルターレンシスは、ともに明確な化石記録を持っており、現代のホモ・サピエンスと競合していた可能性が高いと考えられています。 遺伝子解析の結果、現代人のゲノムにはネアンデルタール人の遺伝子の痕跡が含まれていることが確認されており、この2つの種が過去のある時点で交配していたことが示唆されています。

クジラ

意外なことに、多くの動物の化石の記録もほぼ完全な形で残っています。 例えば、クジラの化石記録は、現代のクジラに必然的につながるいくつかの明確なメンバーのセットを持っています。 海岸近くで水陸両用の生活をしていると考えられていたコヨーテサイズの半水生の肉食動物の化石が発見されている。 その後の化石では、もっと水生の捕食動物が発見されています。犬に似ていますが、尾はずっと大きく、頭は水中での狩りに適応しています。 3,500万年前には、ほぼ完全に水棲化し、後肢を失った動物が存在していた。

最古の化石

地球上の生物の化石記録といっても、その記録はもっと前にさかのぼります。 これまでに分析された最古の岩石は約38億年前のものです。 ある岩石に含まれる鉱物や炭化水素をたどると、約27億年前には何らかの単細胞生物が存在していたと考えられています。

しかしながら、化石を豊富に残した多細胞生物の誕生は、通常12億年前頃とされており、6億年前頃に大きく拡大したとされています。 この時期は「先カンブリア紀」と呼ばれ、非常に複雑な生命が誕生した時期です。 その後、世界中で海洋生物の大規模な放射が行われ、カンブリア紀が始まります。 カンブリア紀には、内部骨格を持つ脊椎動物や、外部骨格を持つ甲殻類や節足動物が登場する。 この時期には、化石記録に見られる種の最大の拡大の一つである「カンブリア爆発」が起こっている。 陸上動物が出現するのは、それよりもずっと後の4億1500万年前のシルル紀である。 一方、人類は200万年前の第三紀に猿の仲間から分岐した。

Geologic time scale

Quiz

1. 人類の祖先と思われる新しい化石が発見されました。 このような場合、科学者はどのようにしてそれを人類の系統図の中に位置づければよいのでしょうか?
A. DNA解析
B. 放射性物質による年代測定
C. 比較解剖学
D. All of the Above

質問1への回答
Dが正しいです。 科学者は徹底して、新しい標本が分類グループの他の化石や生きているメンバーとどこで、どのように適合するかを判断するために、常にいくつかの方法を使用します。

2.最古の化石が何歳なのかを知るには? 放射性物質による年代測定
B. 推測
C. 歴史的な文献

質問2への回答
Aが正解です。 放射性同位元素の崩壊を測定することで、大規模な時間を正確に測ることができます。 放射性物質は一定の割合で分解しますが、その割合がわかれば、ある物質がいつ、どのくらいの量で化石に取り込まれたかがわかり、その化石の正確な年代がわかります。 歴史的な文献は、最大でも5,000年程度しかさかのぼれません。 放射性物質による年代測定では、20億年以上前に堆積した化石の年代を測定することができます。

3.なぜ、脊椎動物の化石記録はクラゲの化石記録よりも優れているのか?
A.
A. クラゲの方が長く存在している
B. 脊椎動物の方が保存性が高い
C. より多くの脊椎動物がいたから

質問3の答え
Bが正しいです。 硬い組織を持たないクラゲが、死後、化石になるほど長くそのままの状態を保つことは非常に考えにくいです。 脊椎動物の増加は、軟組織よりも骨の方が化石化しやすかったこともあり、化石記録の中でははるかに容易に追跡できます。

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