カンブリア爆発に関する否定された仮説

カンブリア紀の出来事に関する理解が深まるにつれ、カンブリア爆発の原因として想定されていたいくつかの可能性を否定するデータが蓄積されてきました。その例としては、草食動物の進化、プレートテクトニクスの速度や軌道運動の大きな変化、あるいは異なる進化メカニズムの作用などが挙げられます。

Hox遺伝子は、体のさまざまな部分で他の遺伝子のスイッチをオンまたはオフにすることで、その機能を制御し、「ここに目を作る」または「そこに足を作る」。非常によく似たHox遺伝子が、刺胞動物（クラゲなど）から人間まですべての動物に見られますが、哺乳類は4セットのHox遺伝子を持っているのに対し、刺胞動物は1セットしかありません。^[1]異なる動物グループのHox遺伝子は非常に似ているため、たとえば、人間の「目を作る」Pax6遺伝子をショウジョウバエの 胚に移植しても、目が形成されます。ただし、移植されたHox遺伝子が活性化する遺伝子はショウジョウバエの遺伝子であるため、それはショウジョウバエの目です。 ^[2]

すべての動物がこのように類似した Hox 遺伝子を持っているという事実は、すべての左右相称動物の最後の共通祖先が類似した Hox 遺伝子を持っていたことを強く示唆しています。これにより、Hox 遺伝子の進化が複雑な体型の発達への道を開いたのではないかという推測が生まれました。

ここで分子年代測定が役に立ちます。突然変異がゲノム内で一定の割合で蓄積されると仮定することで、系統、そして遺伝子の年齢を大まかに推定できます。この技術によって算出される年代は不正確であることが多く、方法によって異なりますが、この技術は出現の「相対的な」年齢を示すことができます。

分子時計は、カンブリア紀初期に、左右相称動物の3つの主要な系統群（冠状動物、後口動物、脱皮動物）の拡散を検出しました。同じ研究では、Hox遺伝子がこれらのグループよりも先に多様化したことも判明しました。つまり、Hox遺伝子が爆発を引き起こした革新ではあり得なかったということです。^[3]

科学者の中には、生物が複雑になるにつれて、基本的な発達メカニズムの変化が不利になる可能性が高くなると示唆する者もいる。このようにして、基本的な体の設計は「行き詰まる」ことになる。なぜなら、そのような中核メカニズムに影響を与える突然変異は、おそらく生物の発達を妨げるからである。突然変異は、生物のそれほど基本的でない部分に影響を与える場合にのみ有利になる可能性が高い。 ^[4]同様に、建物の基礎を改造しても建物が倒壊するのを防ぐのは難しいが、上層階の改造は簡単にできる。建物が高くなるほど、基礎の改造が建物を倒壊させる可能性が高くなる。

しかし、生物の発達経路に関する理解が深まるにつれ、この考えの当初の提唱者でさえ、それが大きな要因である可能性は低いことに気づき始めており、^[5]カンブリア紀以降の根本的なレベルでの大きな変化の例が発見されている。^[6]

アウラミック（1973）は、約7億年前に原生生物（単細胞の真核生物）が出現し、微生物マットを「刈り取る」ことで食物連鎖が大幅に拡大し、急速な多様化が可能になり、カンブリア爆発につながったと示唆したが^[7]、ストロマトライトが約12億5千万年前に減少し始めたため、「刈り取り」は10億年前より前に発生したと現在では考えられている。^{[8] [9]}

^{他にも、初期カンブリア紀を通じて13C} / ^12C比が短期的に減少したのはメタンの「げっぷ」によるもので、これが地球の気温を上昇させ、多様性の増加を引き起こしたという説もある。^{[10]しかし、この仮説では}格差の拡大を説明できない。^[6]