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『眼の誕生』。カンブリアの大爆発をもたらしたのは“眼”。この事件が、生物の世界を一変させる。お薦めの本のなかでも“特選”。

■眼の誕生 カンブリア紀大進化の謎を解く


『“視覚”を獲得したことで、「食うもの」と「食われるもの」との間に起きた熾烈な“軍拡競争”が【カンブリアの爆発】をもたらした』とする説を展開。動物が“視覚”を手に入れた地質時代の歴史を読み解いていく。
説得力ある文脈で、完璧な展開という印象を受ける。説明もわかりやすく読み応え十分。なるほど…ナルホドの連続である。なぜ、今まで“眼”“視覚”と【カンブリアの大爆発】の関係に気が付かなかったのか。

【カンブリアの大爆発】をもたらしたのは“眼”。『眼の誕生』。この事件が、生物の世界を一変させる。

アンドリュー・パーカーの【光スイッチ説】。【カンブリア紀初期】にスイッチが入れられた。
『【光スイッチ説】は発想と結論が単純なだけに、その真価がなかなか伝わりにくい面がある』(訳者あとがき)とあるように、解説も簡潔で読みやすい。
果たしてこれ“新説?”と今までなぜここに気付いた発想がなかったのか?不思議に感じるほどである。

お薦めの本のなかでも“特選”。是非ご一読おすすめです。



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価格:2,310円(税込、送料別)

アンドリュー・パーカー著
渡辺政隆・今西康子訳
2006.03.03. 第一刷
株式会社 草思社


★★★☆☆ 難易度
★★★★★ 蘊蓄度
★★★★★ お勧め指数
★★★★★ 保存版
★★★★★ 編集、構成
★★★★★ 総合評価






◆ 感銘・共感・知見の一文 ◆

○【カンブリア紀の大爆発】P5
 「爆発的進化の原因」
・5.43^5.38億年前の★500万年間に、今日見られる動物門のすべてが、いっせいに硬い殻をもつ特有の形態へと進化した。地球の歴史上最も劇的な出来事、しかも歴史上は“一瞬”の出来事である。ではこの起爆剤は一体何か?
・この動物進化における進化の【ビックバン】が起きたことについては多くの書があるが、その原因については解明されていない。
★『本書は、この原因を解き明かすことにある』と著者。
 「38の動物門」P27
・5.43^4.9億年前の地層から初めて化石が発見されたのが、ウェールズ(英)の【カンブリア山地】で【カンブリア紀】と呼ばれる由縁。
・僅か500万年間に、すべての動物門が複雑な外部形態を取得した進化上の一大事変。
★“視覚”があるのは6/38門だが、種のレベルでは95%以上の動物種に“視覚”がある。

○「眼と種の存続」P291
・種の存続をもたらす基本原則は「個体が生き続けること」⇒ 捕食者からの回避が重要⇒ 現存多細胞生物の95%以上が“眼”をもつ
・水中に棲む動物にとって捕食者はあらゆる方向から出現する。これに対し多くの甲殻類は自由に動かせる柄の先に“眼”をつけた。しかし、有柄眼をもつ甲殻類は、食べる側であり同時に食べられる側でもある。
・【カンブリア紀】の【三葉虫】の化石の多くに捕食者に攻撃された傷跡が見つかる。さらに、治癒能力もあったとみられ傷口にカルスが形成されている。【三葉虫】の硬い殻は、捕食者からの身を守る役割が当初からあったとみられる。

◎「【光スイッチオン説】」 ★Keyword=【淘汰圧】【ニッチ】 P337
・地質時代を視覚が出現する前と後に二分すると、5.43億年前の【カンブリア紀】の前と後になる。それ以来、動物の外部形態に制約が課せられることになり、“眼”の出現で動物の外観が重要となった。
★あらゆる多細胞生物に作用する【淘汰圧】が激変した。
視覚による活動的【捕食者】が登場し、これに対抗し身を守る進化があらわれる。これこそが【カンブリア大爆発】の原因であり、『視覚による【捕食者】の出現と【淘汰圧】の変化』がきっかけとなったとする【光スイッチオン説】の根拠となる。
・【カンブリア紀初頭】に“眼”と“捕食用付属肢”をもつ【三葉虫】が地球上の海に出現し、捕食の時代となる。遊泳能力も高く機動力もあるため、捕食される側は対抗策として、防衛手段の進化を促す【淘汰圧】になる。捕食される側が“硬組織”をもち形態進化を促したのは捕食者の出現が起因で、この過程が【カンブリア大爆発】となったと考えられる。
★“視覚”の出現は、新たな【ニッチ】を巡る争奪戦を引き起こし、爆発的進化をもたらしたが、【ニッチ】が満たされると【小進化】へと落ち着くことになる。

◎「“眼”の進化の引き金となった原因は何か?」P365
 著者は地表に達する日光量の増大が原因とみなしている。
日光量が増大するには、
1.太陽から放射される【光の量】が増加した
2.太陽と地球あるいは海面と生物が生息する海底の【光透過性】が増した
このどちらかに起因したと推測する。
 太陽光の増大に起因したとする説
・【先カンブリア時代】の末期に地表の日光量が増大した地質学的証拠がある。日光量は、【地球磁場】との関係から、岩石中の放射性元素【炭素14】【ベリリウム10】の増大と比例する。
・恒星形成理論から46億年前の太陽は現在に比べ25^30%暗かったといわれている。その光量が臨海レベルに達したのが【先カンブリア時代】末期だったことになる。
【大気組成】の透過性に起因したとする説
地質年代とともに変化してきた【大気組成】が変化し、太陽光の透過性が増した。「【先カンブリア時代】は“霧”により地球表面が覆われ日光を遮っていた」とする説が気象学者の一部にある。太陽からの光量が臨界レベルに達し、“霧”が晴れ透過性が増した。

◎「このほかの説」 ★Keyword=【渦巻きアーム】【オールトの雲】 P368
 さらに雄大な説:銀河系の【渦巻きアーム】と太陽系の位置に起因したとする説
太陽系が銀河の【渦巻きアーム】(渦巻き状に伸びる4本の腕で、分子ガス、塵、星が密集する部分)から離れた時期とする説がある。
【渦巻きアーム】に太陽系が入ると、
・星の密度が高くなり超新星の出現が近くにあれば、惑星間物質が変化し地表の光量が減少する
・【オールトの雲】を横切れば、太陽は明るさを増し、地球大気が不透明になる
・【オールトの雲】から離れれば、地球の表面は明るくなる
★この分野の研究課題は【カンブリア紀の爆発】と【渦巻きアーム】を太陽系が通過した時期が一致するか?…詳しい研究が待たれる。
 海の透明度と【ミネラル含有量】」P370
・現在の海は、青色系の特定の色を通すフィルターとなっている。ここで【ミネラル】の含有量が変わるとフィルターとなるスペクトルが変化する。氷河が後退した時期に岩石中の【ミネラル】を削り出し海へと運んだと考えられる。最後の【スノーボールアース】は遅くとも5.75億年前で、【カンブリア紀の爆発】が5.43^5.38億年前で、3,200万年のズレがある。【先カンブリア時代】に起きた“うねり”とみなすべきで、このへんの研究は今後の課題である。



◆ ポイントひろい読み  ◆

○「シャーク湾の【ストロマトライト】」P34
・【ストロマトライト】(ギリシャ語で石のカーペット)が生息するのは、ハメリンプールと呼ばれる入口が砂洲とアマモで外洋と仕切られた場所。外洋と仕切られるため、蒸散により塩分濃度が高まり【シアノバクテリア】を捕食する動物が生息できない。この条件が【シアノバクテリア】の棲息を守り続けた。
【シアノバクテリア】は石灰を放出、これが固まり【ストロマトライト】を形成する。
・西オーストラリアのピルバラ地方に35億年前の【シアノバクテリア】化石があり、生成物される独特の構造物から同じ子孫と判定されている。

○「【カンブリア紀】前後の化石生物群」P41
◆【エディアカラ動物群】
(フリンダーズ山脈エディアカラ丘陵)
多細胞生物化石。(後に、アフリカ・ロシア・イギリス・スウェーデン・アメリカで同様の化石発見)
最古の【エディアカラ化石】はカナダのマッケンジー山脈で発見されている6億年前の泥質海底に生息していた多細胞動物の【印象化石】(押し型だけが残る化石)。
◆【バージェス動物群】
(カナダロッキー山脈の鉱山町フィールド)
5.15億年前の水深70mに満たない礁に生息していた生物群が、堆積した炭酸塩からなる泥に押し流され、海盆に埋葬され化石となる。この上に堆積した泥が超高圧下で変性形成し【頁岩】となり、その中に圧縮された化石として発見される。
◆【澄江(チェンジャン)動物群】
(雲南省)
種類の豊富さと5.25憶年前の古い地質年代が特徴。

○「光・色への適応」
「【エンゼルフィッシュ】の“光”を使った縄張り争い」P116
・アマゾン川の澄んだ水面を生息域とし、他の【エンゼルフィッシュ】が縄張りに侵入すると相手の眼に“閃光”を浴びせる。扁平な体型で、鏡のように銀色に光る皮膚を備え、体を斜めにして“光”が相手の目を射るよう狙いを定める。アマゾンの強烈な光を集束させた“閃光”は、直接眼を射れば網膜血管が破裂し目が眩むほど強烈で、時には死に至ることもあるという。
★強烈な光がある環境で適応した魚の行動。

「【カメレオン】【コウイカ】の体色変化の仕組み」P126
・皮膚は【色素胞】という【色素細胞】で覆われる。個々の【色素細胞】には1種の色素しか含まれないが、様々な色合いのものがあり、形状を変形することができる。神経により、体表に平たく広がるほどその色素が目立つようになる。部分毎に独立して変化させることができる機能をもち合わせる。

「【トラ】【キリン】のカムフラージュは【分断色】」P132
・【トラ】の縞模様、【キリン】の網目模様は、生育環境の中で体の輪郭が途切れることで、茂みなどにとけ込む効果がある。背景が一様でない場合には、均一な色よりも目立ちにくくなる。

「魚の体色」P139
・はっきりとした色彩をもつ魚は、水面から数mに生息。サンゴ礁に色とりどりの生き物が生息するのは、光が充分届く浅瀬であるため。
・水深が深くなるにつれ、赤色、紫外線光、紫色が吸収され、水深10mで青緑色、水深200mでは青色一色となる。
 水深200m以上では、赤色の魚が多い。ここまで届く光は“青色”であり、“赤色”が届かないため、赤い色素は反射されない。その上、赤い色素は青い光を吸収するため“赤色”は【隠ぺい色】となり魚の姿が見えなくなる

「【クジャク】飾り羽のマジック」P144
・広げた羽を小刻みに震わせると、1つの目玉模様が2つにみえる。これも光に対応する適応で、メスに対し視覚効果を高めている。

◎「体色は生息地・生息状況を反映する」 ★Keyword=【構造色】【回析格子】【多層膜構造】P220
・カンブリア紀直後の5億年前に生息していた【三葉虫】の化石にピンク色の痕跡がある。かつての体表面の色の名残と思われる。【隠ぺい色】とすると、赤色の届かない海底でピンク色は灰色にみえ、背景に溶け込むことができた。(憶測の域を出ない推測)
・これが【構造色】となると状況は変わってくる。色素に比べ化石として保存される可能性は高くなる。
・1966年、4.2憶年前の腕足類【アラゴナイト】の結晶が光の波長域のサイズで層になっていることを発見した。淡い虹色の真珠様の光沢を帯びるのは、【回析格子】と【多層膜構造】の複合的効果と思われる。
・著者は、5.15億年前に生息していた多毛類の【ウィワクシア】【カナディア】節足動物の【マルレラ】の表面に【回析格子】の痕跡を見つける。日の当たる海水に入れ、その色彩が鮮やかによみがえることを確認している。



◆ チェックポイント ◆

◎【三葉虫】 ★Keyword=【方解石】【チョーク】 P272
棲息時期・生息地
・5.43^2.8億年前に棲息し4,000種が見つかっている。繁栄を極めたのは出現した最初のころ。
・【カンブリア紀】に多様性が極めて高く、どこにも棲息、節足動物の由来となる『幹グループ』と考えられる。
・【外骨格】を最初に手に入れ、ここから甲殻類、昆虫類が進化したと考えられる。
【複眼】
・現生動物と違いレンズが【方解石】でできている。(現在、ヒトデ類、クモヒトデ類がこのレンズ)
★【チョーク】も方解石だが比較的大きい顆粒のため光が散乱して“白”く見える。光の散乱は【構造色】を生じ、大きさにより色に違いができる。 
・複眼は【完全複眼】と【集合複眼】に分けられる。
【集合複眼】:個眼ひとつひとつが巨大(1mm程度)だが数は少ない。上下2つの部分からなる【二重レンズ】で、遠近ともに見ることができたらしい。
【完全複眼】:個眼ひとつひとつは小さいが、数は多く備わる。正方形または六角形の薄い両凸レンズ。しかし【方解石】のレンズの保存は良いが、他の部分が失われているため、像を結ぶ仕組みについては謎が残る。
★現生のエビの一種の眼は幼生と成体で構造が違う。
幼生時:六角形の個眼からなる【連立像眼】で、明るい浅海への適応。 鮮明な像を結ぶには適しているが、光を集めるのには不適。
成体時:成体へ脱皮時に四角形の【重複像眼】に取り替わる。これは光量の限られる環境に適するが、鮮明な像を結ぶには不適。
★このことから、六角形の個眼をもつ【三葉虫】は浅海に、正四角形の個眼をもつ【三葉虫】は深海あるいは夜行性とも推測される。
≪六角形と四角形に何か意味があるのだろうか?著者も確言できないところ≫
■用語■
【方解石】:方解石=カルサイト(炭酸カルシウム:CaCO3)炭酸塩鉱物の一種。石灰岩の主成分で、石材は大理石と称される。
【チョーク】:ほとんどは【ハプト藻】の【ココリス】で、これ以外のナノプランクトンも含まれることから【石灰質ナノプランクトン】と称される。
【ココリス】:円石藻の細胞表面を覆う炭酸カルシウム構造。

◎「【三葉虫】の眼の起源」P278
【完全複眼】の起源について、まともに取り上げられたことがないが、本書ではここが重要なところである。
・最古の【三葉虫】は、【カンブリア紀初期】の5.43億年前頃で【完全複眼】を手に入れていた。これ以前に【三葉虫】は存在していない。
・【カンブリア紀初期】の【三葉虫】は多くの種類が発見されているが、すべてに眼がある。
視覚が生まれた時期について著者は、5.44^5.43億年前の100万年間と推測している。



▽▲▽▲▽ 芋蔓式本読みの面白さ ▽▲▽▲▽

今回の『眼の誕生』は2006年の出版直後に読んで感銘を受けた一冊。

3月に記事にした『昆虫未来学』の一節でこの本が紹介されていたのが読み返す“キッカケ”。
今回は【三葉虫】の話題が多くやはり以前に読んだ『三葉虫の謎』を読み返したくなる。

こんなふうに“芋蔓式”に気になる本を手にするのも本読みの楽しみの一つである。
Web 検索なら“ネットサーフィン”などと気の利いた表現があるが、こちらは“芋蔓式”。些かダサい感がある。

気に入った本に巡り合ったときは、本文で紹介されている図書や巻末の参考図書リストに目を通すと、興味をそそる何冊かが見つかることが多い。また、著者がどんな本を読んでいるのかをちょっと伺い知ることができるところも参考になる。

しかし、ここは一つ注意が必要で、“ライバル”と思しき著者の本は当然掲載されていない。当然この本は気になってるだろうから、目を通していると思われる本がない!このへんを勝手に見抜いたつもりになって、想像するのもまた愉快なところである。



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No title

こんにちは、Dr.Kusaichiさん

初めての訪問でずうずうしくも質問させていただきます。とってもおもしろそうな本なのですが、基礎知識のない一般向けに書かれている本でしょうか?そうだとしたら、ぜひ読んでみたいのですが。

『眼の誕生』返信

こんにちは“ブッチ”さん

『眼の誕生』読みやすく書かれた一般書ですので、是非お薦めです。
難しいかどうかは、生物や自然科学に興味がある方であれば、問題ないと思います。
このへん詳しくなくても面白い記事を追っていくことで十分楽しめます。
チョット難しそうな『回析格子』などは写真や、図が挿入されていますのでとても分かりやすいと思います。
細かなところで、ややこしく感じたら、そこは斜め読みしてでも全体をとらえて、本書の主題“眼”とカンブリア紀の進化の爆発の関係を掴めれば、ナルホドが理解でき、それこそ『目から鱗』です。お薦めのなかでも特選です。是非ご一読ください。




> こんにちは、Dr.Kusaichiさん
>
> 初めての訪問でずうずうしくも質問させていただきます。とってもおもしろそうな本なのですが、基礎知識のない一般向けに書かれている本でしょうか?そうだとしたら、ぜひ読んでみたいのですが。

No title

Dr.Kusaichiさん、ていねいなご返信ありがとうございました。ウェールズ在住なのでちょっぴり縁を感じますし、内容にもとても興味をひかれるので、がんばって手に入れて読みます!
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プロフィール

Dr.kusaichi

Author:Dr.kusaichi
日頃より、身近な科学に興味があり、新書などいろいろ読み漁り、また読み耽っています。
そんな中から、選りすぐりのお薦め書籍をご紹介します。

植物の本、昆虫、小動物、菌類からウィルスまでいろいろ登場予定。
科学の本 身近で分かりやすく、肩の凝らない本が中心。
最近話題の本も登場、その他 私の勝手にいろいろ出てきそうです。
気軽に楽しんでいただけると幸いです。

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