絶滅はなぜ起こるのか？――恐竜だけではない地球の大量絶滅

地球に存在した生物種の大部分は、すでに絶滅している。

絶滅というと恐竜と隕石が有名だが、生物史全体では絶滅は珍しい例外ではない。新しい種が生まれる一方、既存の種が消えることは常に起きてきた。

ただし、ときどき通常とは比較にならない規模で多数の系統が短い地質学的期間に消える。これが大量絶滅である。

種はなぜ普通に絶滅するのか

一つの種が存続するには、出生率と死亡率のバランスだけでなく、十分な個体数と分布域を維持する必要がある。

絶滅要因には次のようなものがある。

• 気候変化
• 餌資源の減少
• 生息地消失
• 新しい捕食者・競争者
• 病原体
• 火山・洪水・干ばつなどの攪乱
• 遺伝的多様性の低下
• 偶発的な個体数変動

特に個体数が小さくなると、近親交配、遺伝的浮動、偶然の不作などによってさらに絶滅しやすくなる「絶滅の渦」が起こる場合がある。

背景絶滅と大量絶滅

地質学では、平常時にも一定の絶滅が続く。これを背景絶滅と呼ぶ。

一方、広い地域・多数の分類群にわたり、通常よりはるかに高い絶滅率が現れる時期を大量絶滅と呼ぶ。

有名なのがいわゆる「Big Five」である。

• オルドビス紀末
• デボン紀後期
• ペルム紀末
• 三畳紀末
• 白亜紀末

ただし近年の研究では、「Big Fiveだけが統計的に特別な五回」と単純に区切れるかについて再検討が進んでいる。

化石記録には欠損があり、時代ごとの岩石量や保存されやすさも違う。大量絶滅という分類自体も、データベースの充実によって見え方が変わる。

隕石が原因だった大量絶滅

約6600万年前の白亜紀末大量絶滅では、現在のメキシコ・ユカタン半島付近への巨大天体衝突が主要因と考えられている。

衝突では巨大なエネルギーが放出され、岩石・粉塵・硫黄化合物などが大気へ放出された。

重要なのは「衝撃波で世界中の恐竜が直接死んだ」ことではない。

大気中の物質が日射を遮り、急激な寒冷化と光合成低下を引き起こした。植物プランクトンと陸上植物の生産が低下すれば、食物網の基盤が崩れる。

絶滅は一発の爆発ではなく、地球環境の変化が生態系へ連鎖することで拡大した。

ペルム紀末――史上最大級の絶滅

約2億5200万年前のペルム紀末大量絶滅は、海洋生物の非常に大きな割合が失われた事件として知られる。

主要候補はシベリア・トラップと呼ばれる大規模火山活動である。

大量のCO2などが放出されると、地球温暖化、海洋酸性化、海洋循環変化、酸素欠乏などが起こりうる。

高温になると海水に溶ける酸素量は減る。さらに代謝率は上がり、生物が必要とする酸素量が増える。この二重の圧力は海洋生物に深刻である。

巨大火山活動は「溶岩に焼かれる」だけではない

大量絶滅と関連して議論される大規模火成岩地域（Large Igneous Province: LIP）は、広大な地域へ大量のマグマが噴出・貫入した地質現象である。

その影響は溶岩流そのものより、CO2、SO2、ハロゲンなどの放出や、堆積物との反応によって大気・海洋化学を変えることにある。

SO2は短期的な寒冷化を、CO2は長期的な温暖化をもたらしうる。

急激な温度変動そのものが生物へ大きなストレスになる。

海洋無酸素化はなぜ危険なのか

海洋表層では光合成によって酸素が作られるが、深層への酸素供給には海洋循環が重要である。

温暖化や栄養塩流入などで成層が強まり、有機物分解が増えると、深い海で酸素が消費され無酸素・低酸素状態が広がることがある。

海底環境が無酸素化すれば、底生生物や酸素依存性の高い生物が生きられない。さらに硫化水素などの化学環境変化も加わる。

大量絶滅では「気温」だけでなく、海の化学状態が重要になる。

寒冷化でも絶滅は起こる

大量絶滅は温暖化だけで起こるわけではない。

オルドビス紀末では大規模な氷床形成と海水準低下、その後の環境変動が絶滅に関係したと考えられている。

浅海域が広く失われれば、そこに依存する生物の生息地が急減する。

生物にとって危険なのは「暑いこと」そのものより、適応できる速度を超えて環境条件が変わることである。

なぜ生き残る種と消える種が分かれるのか

絶滅は完全なランダムではない。

分布域が狭い、特定の餌だけに依存する、環境許容範囲が狭い、世代時間が長いなどの特徴は、急激な環境変化で不利になることがある。

一方、小型、広域分布、雑食、休眠可能などが生存に有利になる状況もある。

ただし「小さい生物なら必ず生き残る」といった万能ルールはない。危機の種類によって有利な形質は変わる。

大量絶滅の後には進化の空白ができる

多数の種が絶滅すると、それまで占有されていた生態的地位が空く。

白亜紀末に非鳥類型恐竜が消えた後、哺乳類の多様化が進んだ。ペルム紀末後にも新しい海洋・陸上生態系が再編成された。

大量絶滅は進化を「前進」させる目的を持つわけではないが、生態系の構造をリセットし、その後の進化経路を大きく変える。

もし白亜紀末の衝突がなければ、現在の哺乳類・鳥類の構成は大きく違っていた可能性がある。

現在は第六の大量絶滅なのか

人間活動によって絶滅率が上昇していること、生息地破壊、過剰利用、外来種、汚染、気候変動が生物多様性へ大きな圧力を与えていることは広く支持されている。

一方、「現在をすでに地質学的意味でBig Fiveと同規模の第六大量絶滅と呼べるか」は、定義や比較時間幅によって議論がある。

重要なのは名称ではない。

現在の絶滅速度が自然の背景絶滅率より大幅に高いとする推定があり、人為的要因が多数の種を同時に圧迫していること自体が問題である。

結論――大量絶滅は一つの原因ではなく、連鎖で起きる

隕石、火山活動、気候変動は「引き金」である。

実際に生物を絶滅へ追い込むのは、その後に起こる日射低下、温度変化、海洋酸性化、低酸素化、生息地消失、食物網崩壊などの複合的な変化である。

大量絶滅を理解するうえで大事なのは、原因を一語で覚えることではない。

地球物理の変化が大気と海を変え、それが一次生産者を変え、食物網を通じて生物圏全体へ伝わる。

大量絶滅とは、生物だけの事件ではなく、地球システム全体の事件なのである。

参考文献

1. Bambach RK / recent review: Forty years later: The status of the “Big Five” mass extinctions. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11895713/
2. Bond DPG, Grasby SE, et al. Theory and classification of mass extinction causation. 2023. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10727847/
3. 白亜紀末衝突・ペルム紀末火山活動に関する地球化学・古生物学レビュー。