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8億年前から6億年前、気候が寒冷化して地球表面が全面的に凍結したとするスノーボール・アース仮説が最近提案された。地球表面が完全に氷で覆われたら生物は大絶滅したと考えられる。２億年の間ずっと凍結したのではなく、赤道まで凍結するような時期が何回かあったということであろう。
地球が凍結したころ、南太平洋スーパープルームの上昇によって超大陸ロディニアが分裂を始めた。分裂した大陸の間に暖かい環境（海）が生まれた。そこで酸素を使った本格的な生物の進化、すなわち、大型化が始まったと考えられる。細胞の分化に関わる遺伝子群は8-6億年前に進化した。5.5億年前頃までにつぎの超大陸ゴンドワナができあがり、すぐに分裂を始めた。
６〜5.45億年前（先カンブリア時代の終わり）に、化石が残っている最古の多細胞動物として、エディアカラ生物群が出現した。通常、クラゲなど固い部分を持たない生物は化石にならないので、化石記録だけに頼ると柔らかい生物はいなかったようにみえる。エディカラ生物群も硬い骨格をもたないが幸運にも化石とした残された。この生物以前にも多細胞生物がいただろう。エディアカラ生物群では大きなものは直径1メートルにも達するが、薄い平板状で、活発に動き回って生活していたようには見えない。左右対称のものや回転対称のものがある。共生光合成細菌を乗せてゆっくりと移動したのであろうか。当時は浅い海にはストロマトライトが、海の底には藍藻マット（バイオマット：岩石や地面を覆う微生物の膜でぬるぬるした肌ざわりがある）が張り付いていた。エディアカラ生物群は、5億4300万年前のカンブリア紀の始まりには衰退した。衰退には、大陸分裂初期の爆発的な火山活動が関係した、また、カンブリア紀初期に出現するバージェス動物群に食い尽くされたという説がある。
カンブリア紀（5億4300万〜4億9000万年前）初期から大量の化石が発見される。急激に生物が進化したように見えるのでカンブリア紀の大爆発と呼んでいる。この頃の化石にアノマロカリスやオパビニアなどの不思議な大型生物で有名なバージェス動物群がある。また、三葉虫など化石としてよく知られた動物が繁栄した。バージェス頁岩では軟体性部分がきれいに残っているため、動物の体の構造や機能をくわしく調べることができた。
カンブリア紀の特徴は捕食者が明快な形で出現したこと。捕食に必要な器官があり、運動性能が備わっていたと予測できる。運動のためには酸素呼吸が利用されたであろう。また、大型捕食動物の出現に合わせるように、多くの動物が鉱物質の外骨格をまとうようになった。
バージェス動物群の出現は化石のデータからみると、突然である。甲殻動物や節足動物は幼生期は小さなプランクトンとして成長することが知られている。化石として残る以前は小さなプランクトンとして、寒冷な時期を乗り越え、進化した、すなわち、遺伝子を改良し、多様化させたのではないか。その中で効率的に酸素呼吸ができるような仕組みを備えたことが大きな要素であろう。大型化はすなわち、体の中心部に酸素を運搬する仕組みがないとできない。温暖化を契機に酸素の運搬機能を備えた生物が巨大化したのかもしれない。
バージェス動物群は奇妙な生物群で有名だが、現在の生物の祖先も多い。多くは節足動物(クモ、サソリ、カブトガニや三葉虫)である。少数ではあるが、我々の祖先となった背骨を持つ生物の原型も出現した。脊索動物（背骨の原型である脊索を持つ）や脊椎動物である。脊椎動物は全長はわずか数cmで、原始的な魚類・無顎類に属する。
三葉虫は、たくさんの肢を使って泥を巻き上げ、栄養分を泥といっしょに摂食していたと考えられる。特徴的な掘削跡（生痕）がたくさん残されている。海底表面をおおうバイオマットの下を掘り進みながら、そこにある腐食した古いバイオマットを食べていた動物もいて、トンネルも生痕化石として残されている。バイオマットが生痕のキャンバスの役割をした。カンブリア紀後期またはオルドビス紀初期（約5億年前）の標本には、海に近い砂丘のたい積物の上に残された動物の歩行跡がある。はい跡は少なくとも4対の歩行肢をもつ大型の節足動物、おそらく、ウミサソリによるもので、尾の跡も判別できた。
リン酸塩が大量にカンブリア期に堆積し、リン鉱石となった。これ以後、リン鉱石といえば生物由来となった。鳥の糞であるグアノが代表例である。
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突然出現したように見えるエディアカラ生物、バージェス動物群です。ようやく、目に見える大きさの生物の時代になりました。しかし、化石に残らない生物もいたわけですから、目に見える大きさの生物はこれらが最初かは疑問です。海藻やクラゲのような生物が大繁栄していた可能性はないのでしょうか。
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海藻やカイメンはいわば、単細胞生物の集合体ですが、クラゲは分化した細胞からなる多細胞生物です。遺伝子の解析から、多細胞生物特有の遺伝子は重複により、爆発的に増えた時期があります。それはカイメンのような細胞集合体になってからではなく、単細胞生物のときでした。単細胞の原生動物である立襟鞭毛虫の遺伝子解析から明らかにされました。多細胞でもないのに、立襟鞭毛虫には神経や細胞接着に関係する遺伝子など、多細胞特有の遺伝子が見つかりました。まだ、一部の遺伝子だけですが、現在も遺伝子の探求が進められています。
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火力・原子力発電所では、冷却水として大量の海水を取水します。夏場には大量に発生するクラゲが取水口を塞ぎ、放置しておくと設備が停止します。そこで、発電所では、取水口前でクラゲを捕獲していますが、その量は半端でなく、処理における労力や腐敗が問題となっています。また、最近では、大型クラゲが大量に出現し、漁業に支障をきたしています。大量出現の原因はよくわかっていません。
深海潜水艇の探査により、深海底にも豊かな生態系が広がっていることが解ってきました。そして、大量のクラゲ類。今までは網にかかっても破壊されてしまうか、捨てられていたため、実態や量については研究されてきませんでした。最近の推定では海の深いところにいる生物の50%はクラゲ類（ゼラチン質プランクトン）とされています。クラゲは深海へ炭素源を運び、海底の生態系を維持しているのです。
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地質年代も今までは1億年以上の期間でしか記述されませんでしたが、これからは数千万年で刻まれます。また、多くのデータが出てくるためか、専門家の間でも色々な説があるようで、これが正解！というのが探しにくくなってきました。もっとも、いままでの時代解説の中にも正解！というのがどのくらいあったか疑問です。ただ、時間の幅が大きいので許される（？）ような気がするだけです。
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バージェス動物群はプランクトンの時代に、多様な遺伝子のセットをテストし、装備しました。環境要因（温暖化、酸素の利用）から巨大化したと考えると正解！のようです。この時期はホメオボックス遺伝子群が複雑化しました。ホメオボックス遺伝子は面白い遺伝子で、多細胞動物の発生（受精卵から赤ちゃんまで）の色々な段階で形態形成をになう遺伝子の発現を、コントロールする調節遺伝子です。ショウジョウバエ（蝿です）で見つかったのですが、バイソラックス（胸が2つという意味）やアンテナペディア（触覚が足になってしまう！）遺伝子が有名です。ひとつの遺伝子の不具合でこんなに形が変わってしまうことがあるとは驚きです。ホメオボックス遺伝子は、多細胞生物、特に、硬骨格（燐酸カルシウム、炭酸カルシウム、珪酸）をもつ生物群で大規模に進化しました。
昆虫はこんなに単純なんだと思いましたが、しかし、同じような塩基配列を持つ遺伝子は人間や哺乳類にもあります。
遺伝子が飛躍的に多様化して、種々の新しい組み合わせが誕生し、それまでに獲得していた遺伝子の相互作用のネットワークへの組込み・調整が何らかのきっかけで一度に進行しました。そのときは生物種が多様化するように見えるのではないでしょうか。バージェス動物群では節足動物が注目されますが、後期には脊椎動物も出現しており、外骨格だけでなく、骨もできていたのです。
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生物の大きさや形が現代的になっただけではありません。食物連鎖が複雑化し、生態系が変化しました。動物を食べる大きな動物（捕食者）の登場です。それに従い、センサー群も進化することになりました。また、たくさんの生痕化石も残されていて、静かだった海の中が賑やかになりました。
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バージェス動物群のアノマリカリスの体を再現する仮定はNHKの番組で紹介されていましたが、とても印象的でした。基本となった考え方は「生物の体はどこもかしこも生存のために有利にできていて、何らかの役割を持っている」です。しかし、実際はそうでもなくて、何でこんなものがあるのだろう、とか、こんな形のほうがいい、と思う構造は良くあります。人間が作った機械だと、機能のない構造は無駄だから、わざわざお金をかけて装備することはなく、存在しないのですが、生物では存在理由のはっきりしない構造は多い。それでも人間は理屈をつけたがります。
機械論的説明；分子や細胞、組織（生物学的な言葉です）の相互作用があるのでそういうものができた。
進化論的説明；先祖の形が淘汰されずに残っている。
発生学的説明：受精卵から大人になるまでの過程でできたのが残っている。
何も生物の体の不思議だけでなく、文化や政治などにも通じる考え方ではないでしょうか。
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アノマリカリスは肉食動物と考えられています。カンブリア紀は巨大な生物が登場しましたが、同時に弱肉強食の時代のスタートでもありました。弱肉強食は、本来、動物の世界の現象を表す言葉でありながら、人間社会、経済関係を比喩的に表す言葉として広く流布しています。
動物界において弱肉強食は、例えば、ライオンがシマウマを食べるといった現象を示します。しかし、専門家は弱肉強食という言葉は使わず、「食う-食われる」の食物関係と言います。シマウマも草原の草を食っているからです。この関係は食物連鎖と呼ばれます。 ライオンを駆除するとシマウマが増えすぎ、シマウマは草を食い尽くして、最終的には減ってしまう。シマウマは全部食われると困るが、全く食われなくても困る。食物関係は両者の共存のために必要な関係です。
一方、人間界では、競争の結果として勝者と敗者が生ずる現象に対して使われています。動物でも雌を巡る同種雄の競争、なわばりを巡る同種個体間競争があります。人間界での使用例はこのケースに当たります。
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食物連鎖の網のどこに位置し、何を食べ、何に食べられ、どのような役割を果たしているかを示す言葉として「ニッチェ」があります。広義には棲みわけなども含めて生態系の中での地位を意味することもあります。ニッチェは人間社会で言えば職業や業種にあたります。
食物連鎖の網のなかでエネルギーと物質の動きを想像してみましょう。種間の食物関係を通して栄養としての物質とエネルギーが流れ、循環します。動物種が単位となって矢印が描かれるので、動物種は物質とエネルギーの加工集配所のようなものになります。同様に、職業や業種を経済システム全体の中に位置づけると、物質とエネルギーの加工集配機関と見ることができます。
このような類似を見取ると、人間社会を末永く、つつがなく（？）運営していくためには食物連鎖網、地球における生態系を参考にするのも悪くない発想です。最近では廃棄物処理の問題がクローズアップされています。食物連鎖網では当然のことながら廃棄物も連鎖の中に組み込まれ、完全に処理されています。人間社会は長い間、自分たちの経済システムの廃棄物の処理を自然界の食物連鎖網に任せていました。しかし、人間の経済活動が巨大化・特殊化すると、自然界の食物連鎖網では手に負えなくなっています。地球環境にかかわるあらゆる問題がこの点に発生しています。
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共進化という言葉があります。食う側が進化すれば、食われる側もこれに対応して進化し、逆に、食われる側が進化すれば、食う側もこれに対応して進化する。競争関係について言うときは「軍拡競争」とも呼ばれます。
２つの動物種が競争するという考えだけでは、生物界の多様性を説明できません。同時に、生物種は単独で存在するわけではなく、また、２種間の関係においてのみ生きるわけでもありません。多様性を生み、多様な生物が共存することを説明する考えが必要です。競争関係ではない第３、第４の種が進化に便乗していること。多くの種との複雑な関係の中で生き、その関係を前提として進化すること。関係する２種だけが共進化するだけでなく、生態系全体が相互の関係の中で共進化するのだとも言えます。２つの種の競争をクローズアップした（多くの関係の中から抽出した）のは科学的な考え方からです。
こんな風に考えると共生のイメージが広がって、地球共生系は全体として共進化してきたと総括できます。もし、餌を食い尽くすような進化が生じたとすれば、その種はかえって自らを滅ぼします。突然変異や社会環境の変化から生まれた病原性の強い感染微生物も、やがて、感染する宿主に優しく、独力の弱い微生物に置き換わっていきます。生態系の複雑な他種との関係を完全に破壊する種は、進化してきたこと、これから生き残ることは許されないでしょう。
つづく
