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2019年12月13日 (金)

酸素濃度と生物の巨大化の関係

以下は酸素濃度と生物の巨大化との関係を解説したブログ。生物が巨大化したのは酸素濃度が高いとエネルギーを十分に供給できるという説や巨大化してもエサが豊富にあったからという説などがあるようです。

以下「酸素濃度と生物の巨大化の関係について解説」より引用
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■酸素濃度と生物の巨大化の関係

過去に存在した昆虫が巨大化できた理由は、しばしばその時代の酸素濃度の高さと結び付けられます。これはなぜなのかというと、現在空気の組成は、窒素が78%、酸素が21%となっており、これだけでその99%を占め、残りの約1%のほとんどがアルゴンで、二酸化炭素などはごくごくわずかなものです。

しかし、このメガネウラが存在していた時代は、その空気中の酸素の濃度が35%にまで上がり、これまでの時代の中でピークに達していたことが分かっています。しかも、実はその酸素濃度は、以前はずっと濃かったものが段々と減ったわけではなく、メガネウラがいた時代だけが高くて、その前後の時代では15%程度であったこともわかっています。

つまり、その酸素濃度が高かった時期がピンポイントで巨大化した昆虫がいた時期と重なるために、酸素濃度による巨大化説が浮上したのです。そういうことなら、これを結び付けて考えたくなるのもわかりますよね。

そして、その理由としてまず挙げられたのは、酸素が豊富に存在したがために、巨大化してもエネルギーを十分に供給することができたのだというもの。私たち人間も含め、すべての生物は酸素なしには生きられませんが、それが多ければ多いほど、巨大化には適していたというのです。

しかしながら、これとは全く真逆の説も浮上しています。それが、小さな体のまま酸素を大量に摂取しすぎると、その毒性の影響を強く受けてしまうために、相対的にそれを減らすために巨大化したのだというものです。

なんのことだ?と思われる方もいるかもしれませんが、実は酸素は濃度が濃すぎると、逆に生物にとっては害になることが知られています。もしも人間が酸素濃度が高い場所に放り込まれたら、1日も経たずに命を落としてしまうほどです。

そして、トンボのような生物は特に幼虫の時はその摂取量を調節するのが苦手であるとされています。そのため、その影響が少なくて済むように巨大化したのだということです。しかしながら、このどちらが正しいのか、そして、どちらも正しくないのかということはいまだによくわかっていません。

また、この時代は酸素濃度だけではなく、そもそも「空気」の量が多かったために、巨大化しても飛びやすかったのだという説もあります。当たり前ですが、空を飛ぶ生物は空気抵抗を利用して飛んでいるので、空気が濃い方が粘性があって飛びやすいのです。例えば、鳥は真空中を飛ぶことはできない、というとわかりやすいでしょうか?

このように様々な説が提唱されているものの、実際のところはどうだったのかというところはいまだによくわかっていません。

■酸素濃度だけが巨大化の理由ではない

しかしながら、もし酸素濃度がその巨大化に関係していたとしても、おそらくそれだけが巨大化の理由でもありません。やはり1番の理由は、それだけ巨大化しても、生きていけるほどのエサが豊富にあったからであるといえるでしょう。

先ほど説明したメガネウラはがいた時代には、陸上に既にトカゲのような生き物はいましたが、まだ鳥のような生き物はいませんでした。プテラノドンのような翼竜が登場したのはもっと後のことで、鳥は小型の肉食恐竜が進化したものなので、もっともっと後です。

そのため、この時代空を支配していたのは、まさにメガネウラのような昆虫でした。つまり、敵がいなかったので、空を飛んでいても何かの標的になることが無かったのです。このメガネウラは、ゆったりと飛んでいたと考えらえています。

しかも、実はこの時代はすべての昆虫が巨大化していたわけではなく、メガネウラのようなトンボに似た生物の仲間の中には、今のトンボくらいのものもいたのです。なので、酸素濃度は100%生物の巨大化を引き起こすものではありません。

そして、このメガネウラがいつ絶滅したのかというのは詳しくはわかっていないものの、結局はその巨大化は環境の変化に対応するには適していなかったといえるでしょう。

セミの中には、絶滅を避けるためにきっかり17年おきに集団で地上に出てきて、子孫を残す17年ゼミと呼ばれるものがいますが、このように、生物が生き残るということはただ大きくて強いだけではだめなのです。エサが無くなれば真っ先に死んでしまうのも、その巨大な生物ですからね。

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西本圭

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