古第三紀-始新世境界での複雑な海洋生態学的応答：全球有孔虫記録が明らかにするもの

古代の海が気候の転換点に直面したとき

約3400万年前、地球の気候は恒常的な氷に乏しい高温の世界から、南極に大規模な氷床が発達する氷期優勢の状態へと転換しました。この変化は海面、海水温、そして無数の海洋生物の生活を一変させました。本研究では、古い海で重要な役割を担った小さな殻を持つ生物・有孔虫の化石記録に注目し、異なる海洋群集がこの大規模な気候変動にどのように応答したかを明らかにします。結果は単純な大量絶滅の物語を超えており、地球の冷却に伴い有孔虫のグループごとに非常に異なる進化的経路が辿られたことを示しています。

時を越える小さな殻

有孔虫は単細胞生物で、精緻な殻を作り、浮遊して表層に暮らす種から、海底の浅層や深海に生息する種まで多様です。彼らの殻は大量に化石化するため、過去の海洋生物の記録として非常に重要です。研究チームは161の掘削コアと露頭から、48万年から20万年（訳注：原文は「48〜20百万年」）にわたる1000種以上の大規模な全球データセットをまとめました。次に、進化生物学の概念（「突然変異」「組換え」「選択」）を借用した新しい計算アルゴリズムを用い、種の出現と消失の非常に詳細な全球履歴を、平均約2万9000年という高い時間分解能で再構築しました。

古代の多様性の興亡を再構築する

この高解像度のタイムラインにより、研究者たちは種の豊富さ—基本的には異なる種の数—が時間を通じてどのように増減したかをたどりました。彼らは大きく二つの成長期と二つの主要な減少期を見出しました。大規模な気候転換の前には、多様性の初期的な増加があり、その後晩第三紀後期にかけて長期の減少が続きました。続いて、特に深海底での新種の急増を伴う前期プリアボニアン段階の繁栄がありました。真の危機はその後に始まり、最新の晩第三紀から始まる長期の衰退が続き、引き伸ばされた絶滅相とさらに続く前期始新世の落ち込みに分かれました。多様性は早期中新世に入っても低水準にとどまり、回復の兆しはわずかにしか現れませんでした。

生息地ごとに異なる運命

中心的な洞察の一つは、すべての有孔虫が同じように反応したわけではないということです。表層を漂う浮遊性種や温暖で浅い水域に生息する大型種は密接に結びついた歴史をたどりました。これらの多様性は海面温度と海面高さを反映し、地球が冷却し海面が低下するにつれて温暖域に特化した種は不利になりました。これらのグループで最も急激な損失が起きたのは、南極に大規模で安定した氷床が形成され、海面が数十メートル低下した時期でした。一方で、深海底に棲む小型底生種は異なる物語を語ります。彼らは晩第三紀に一時的に繁栄し、冷涼化と微細な植物の大発生に伴う有機物の深層への輸送変化により深海への食物供給が増えたことが要因と考えられ、のちに長期で不均一な衰退期に入ります。

気候、食糧、そして水中の地形

化石傾向を温度、海面高さ、炭素化学の独立した記録と比較することで、研究はこれらの変化を引き起こした因子を分離しました。表層や浅水域に生息する種は、海水の冷却と浅海生息域の縮小に最も敏感でした。これに対し、深海コミュニティは深層水温、有機物の降下量、そして全球炭素循環の変動に強く反応しました。著者らは、隕石衝突や大規模な火山噴火のような当時の他の劇的な出来事も検討しましたが、これらは長期的な気候および海洋変動と比べると、有孔虫の全体的な多様性に対して明確な痕跡を残していないことがわかりました。

未来への教訓を含む複雑な過去

一般の理解では、古代の気候変動を単一の一撃で生物を一掃する単純な破局と考えたくなるかもしれません。本研究はより微妙な図を描き出します。地球が現代の氷期状態へと冷却するにつれて、ある海洋群集は崩壊し、他は一時的に急増し、多くは生息地や食物源に強く結びついた形で応答しました。巨大な全球データセットに最先端の計算手法を適用することで、本研究は気候変動に対する生物の反応が層状的で生息地特異的であり、環境変化の速度と性質に大きく依存することを示しています。過去のこの複雑さを理解することは、現在の海洋とそれを支える無数の小さな生物群が、我々の時代の急速な気候変動にどのように応答するかをより良く予測する助けになります。

引用: Lu, Z., Xue, K., Deng, Y. et al. Complex marine ecological response during the Eocene-Oligocene revealed by global foraminiferal record. Nat Commun 17, 3954 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70541-w

キーワード: 始新世-漸新世気候転換, 有孔虫化石, 海洋生物多様性の変化, 古気候と海面変動, 深海生態系