先カンブリア時代

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45億～5億4200万年前

　先カンブリア時代は、約45億年前の地球の誕生から、その約40億年後の複雑な多細胞生物の出現までという膨大な地球史の大半を占めている。

　先カンブリア時代は最も古い地質年代であり、複数の異なる堆積岩層によって区分される。何千万年も地中にあった堆積岩層には層が形成されたときに埋められた動植物の化石化した残骸が残っており、地球史の永久的な記録となっている。

　生命活動が始まったとき、地球は既に6億歳を超えていた。初期の融解状態から冷却されて固体の地殻が形成され、海は大気中の水蒸気から作り出された。多くの科学者たちは、この原初の海が生命を産み出したと考えている。ミネラル豊富な深海の熱水噴出孔が、微小な水泡の表面で起こる化学反応を促す触媒として働き、その水泡の表面が最初の細胞膜となった。噴出孔の周囲で化学物質を誘引することによって自己複製を行う物質を形成する水泡も存在していたと考えられている。やがてこの2種類の水泡が結合し、エネルギーを消費する生きた細胞となった。

　最初の生きた有機体は微細なバクテリアであり、34億年前という早い時期に現れたことが化石記録として残っている。バクテリアは増殖して数を増やし、化学燃料を食べ尽くしてしまうと、代わりのエネルギー源を探し始めた。その中から生じた新しい種が太陽の力を利用し始める。光合成として知られるこの生化学プロセスによって、やがて単純な植物が生まれ、地球は動物が生活しやすい環境へと整えられていった。

　約30億年前の地球の大気には酸素が実質的に不足していたが、24億年前頃になると、シアノバクテリア（藍色細菌）による光合成の副産物として酸素が海から放出されるようになった。大気中の酸素濃度は徐々に高くなり、20億年前頃には約1％に達する。やがて約8億年前に、酸素濃度は現在とほぼ同じ約21％に達し、より複雑な有機体に生命が吹き込まれた。酸素の豊富なオゾン層も形成され、太陽の有害な放射線から地球の表面が保護されるようになる。

見慣れない生命形態

　最初の多細胞動物は約6億年前の化石記録に現れる。エディアカラ生物群として知られるこの奇妙な生物たちはほとんど現代の生物形態に似ておらず、海底に生育し、明らかな頭も口も消化器官も持っていなかった。その中で最大の化石は、平らなドアマットを小さく切り取ったような姿をしたディッキンソニアという生物のものである。不思議なエディアカラ生物群がどのような運命をたどったのかは明らかになっていない。後の動物の原種となった可能性もあるが、絶滅によって完全に消え去った可能性も否定できない。

　先カンブリア時代を生き延びた最も初期の多細胞動物は、3つの主要カテゴリーに分類される。これらの軟体生物で最も単純なものが海綿動物である。器官や神経系はなく、体内に水を取り込み、食物の粒子をろ過して食べていた。イソギンチャクやクラゲ、サンゴなどの刺胞動物は袋状の体内に単純な消化器官を備え、口はあるが肛門はなく、微細な針細胞（刺胞）の付いた触手を使って食物を捕らえていた。第3のグループ、体節のある扁形動物（へんけいどうぶつ）ともいえる環形動物は、流動体で満たされた体腔を持ち、皮膚を通して呼吸していた。

　先カンブリア時代の末期は、地球全体の長い氷河期にあたると考えられている。この期間に広範囲にわたる絶滅が起きた可能性があり、後に続く地質年代にはその厳しい結末が反映された。