中国南部ドウシャントウ層の燐灰岩から得られたエディアカラ紀セラミアレス類（紅藻類）の三次元復元

古代の海藻と初期の複雑な生命の物語

殻や骨格を持つ動物が海を埋め尽くすずっと前に、地球の海には驚くほど複雑な海藻がすでに存在していました。本研究は、中国南部で非常に良好な三次元保存を示す新種の化石紅藻、Vetusceramium sinense を明らかにします。強力なX線イメージングでこれらの小さな石中植物の内部を覗くことで、発達した海藻の構造――したがって高度な多細胞生命――が、著名なカンブリア爆発よりもはるか以前、5億年以上前に進化していたことが示されます。

深い時間を覗く特別な窓

化石は、約6億3500万年から5億5100万年前に浅海で堆積したドウシャントウ層に由来します。この地域では海底堆積物がリン酸塩に富んでおり、これは軟組織を素早く被覆・充填して固定化することができます。その急速な鉱化作用が壊れやすい細胞を腐敗前に保存し、貴州省のウェンアン地域を初期複雑生物の世界的に優れた記録のひとつにしました。新たに見つかった藻類は、この層の暗色で有機物に富む地層から発見され、穏やかな埋没と化学条件が生体の外殻だけでなく個々の小さな生物体全体の保存を促した場所でした。

三次元で明らかになった小さな海藻

研究チームは、シンクロトロンX線トモグラフィーという超高分解能の三次元走査技術を用い、リン灰岩の小片を壊さずに内部を観察しました。スキャンにより、長さ約0.25ミリメートルの微小で巧妙に構成された海藻体が露呈しました。それは細長い円柱状で、先端が狭く基部が広い形状をしており、現生の一部の紅藻の成長端に似ています。化石をスライスごとに復元することで、研究者たちはいくつかの入れ子状の組織層や個々の細胞間の壁までも識別できました。

意外に洗練された藻類の構造

各小さな円柱の内部には、積み重なった細胞からなる大きな中心管があり、その周りをより細い糸状体の被膜と外側の皮膜様層が取り囲んでいました。中心の細胞は厚い横壁によって区切られ、その横壁はトランペット状に広がる開口部を形成しています。いくつかの箇所では、これらの壁を横切る小さな通路が画像に示されており、現生紅藻の隣接細胞をつなぐ“ピット連結”によく似た構造が認められます。中心軸の周囲では、より細い糸状体が分岐して支えのネットワークを編み、その配列は基部から先端にかけて変化しており、機械的支持と光合成のための効率的な光取り込みの両方を示唆します。

エディアカラの化石を現生の紅藻に結びつける

単一の主要軸、周囲の糸状体クラウン、および推定されるピット連結の組み合わせは、現生の紅藻の中でも最も多様で精巧なグループのひとつである Ceramiales 目に見られる構造を強く想起させます。ただし、この化石には系統配置を確定する上で重要な生殖器官の保存が見られません。したがって著者たちは Vetusceramium を「ステム（幹）形態」と解釈しており、現生の Ceramiales グループのすぐ外側に位置する初期の親戚であるが、多くの特徴をすでに示していると考えています。これにより、Ceramiales 類似の体制が後期エディアカラ紀まで遡ることが示され、希薄な化石記録だけからは示唆されなかった何億年もの時間が前倒しされます。

他の生命形態の可能性を排する

これらの管状構造はスポンジ、ワーム、あるいは緑藻や褐藻のような他の生物に属する可能性はないのでしょうか。著者たちは Vetusceramium を様々な候補と慎重に比較しました。スポンジのような濾過給餌用の孔は化石に見られません。また、一部初期海藻に見られる石灰化した骨格も欠き、緑藻や褐藻の内部組織パターンとも一致しません。むしろ、厚い細胞壁、中心軸細胞、そして赤藻に特有とされる可能性のあるピット連結が一貫して存在することから、紅藻である可能性が強く示唆されます。

この古代海藻が重要な理由

この化石の海藻は、複雑な多細胞設計が動物が台頭するずっと前から既に成立していたことを示しています。この発見は、複雑な内部構造と特殊化した組織を持つ紅藻が、5億8000万年以上前のエディアカラ海で繁栄していたことを裏付けます。こうした生物は酸素生産に寄与し、海底に生息域を構築し、海洋の化学組成の形成にも影響を与えたはずです。ドウシャントウの岩石が細胞壁に至る三次元保存を与えることで、科学者たちは初期の海藻がどのように構築されていたかを前例のない精度で観察でき、単純な微生物マットと、その後に続く豊かな肉眼的大形生物とのギャップを埋めます。

引用: Du, W., Wang, X., Wang, Y. et al. Three-dimensional reconstruction of ediacaran ceramiales (Rhodophyta) from the phosphorite doushantuo formation, South China. Sci Rep 16, 9935 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42410-5

キーワード: エディアカラ期の紅藻, ドウシャントウ化石, 多細胞性, シンクロトロン断層撮影, 初期海洋生態系