光合成を行う生物はいつ誕生したのか？地球生命史年表が書き変わる大発見に迫る！
シアノバクテリアが光合成をする能力を持つ約25億年前の地球から、光合成の進化に関する研究が進んでいる。
地球の大気が酸素を含むようになったのは、光合成をする生物が登場したことが原因であり、光合成の進化は地球史上でも最大のイベントとされる。
微生物の化石からは24億年前に光合成をする生物が存在したかどうかは明確ではないが、15億年前からは緑藻や紅藻の光合成能力を持つ生物の化石が見られ、光合成の進化に関する謎が残されている。
植物は光合成をしています。では、この光合成を行う生物はいつ誕生したのでしょうか？ 科学に詳しい方なら、およそ25億年前にシアノバクテリアが酸素をつくるようになって……と答えるかもしれません。しかし、その仮説が変わる大発見をしたのが、国立研究開発法人海洋研究開発機構(JAMSTEC)超先鋭研究開発部門 超先鋭研究開発プログラム主任研究員の延優(Masaru K. Nobu)さんです。
生命はなぜ光合成をはじめたのか？ それはいつ、誰がはじめたのか？ この問いから地球生命年表を書き換える大発見についてくわしく紹介します。(取材・文:岡田仁志)
──現在の私たちは酸素なしに生きられませんが、大昔の地球の大気には酸素がなかったといわれています。地球の環境が激変したのは、光合成をする生物が登場したのが原因だと考えてよいのでしょうか？
地質学的には、およそ24億年前に「酸素のない地球」から「酸素のある地球」に変わったことがわかっています。そのころに何らかの「大酸化イベント」が起きたと考えられているんですね。
そして、酸素を生成する能力は、生物の光合成以外にはほとんどありません。それが大気の化学組成をガラッと変えたのですから、光合成の進化は地球史上でも最大の事件といっていいでしょう。その進化がいつ、どのように始まったのかは、地球史や生命史における大テーマです。
でも微生物は化石をほとんど残さない。残している場合でも容姿だけでは誰の化石か判別できないので、24億年前に光合成をする生物が存在したかどうかはわかっていませんでした。ここでいう微生物は原核生物を指します。
光合成をする緑藻や紅藻などが化石で確認できるのは、だいたい15億年前からです。もっと昔の35億年前の化石からは、光の届く水深に微生物がいたことがわかっていますが、それが光合成をしていたかどうかは定かではありません。
35億年前から15億年前までのあいだに光合成がどのように進化したのかは、地質学的な情報や化石などからは追うことができないんです。
