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地球の自然史は、地球 の形成から現在までの発展に関するものです。 [1] [2]自然科学のほぼすべての分野が、絶え間ない地質学的変化と生物学的進化を特徴とする地球の過去の主要な出来事の理解に貢献してきました。
国際条約で定義されている地質年代尺度（ GTS ）[3]は、地球の始まりから現在までの長い期間を示しており、その区分は地球の歴史におけるいくつかの決定的な出来事を記録している。地球は、太陽系星雲からの集積によって、宇宙の年齢の約3分の1にあたる約45億4千万年前に形成された。[4] [5] [6]火山からのガス放出によって原始大気が、そしてその後に海洋が形成されたと考えられるが、初期の大気には酸素がほとんど含まれていなかった。地球の大部分は、頻繁な他の天体との衝突によって激しい火山活動が起こり、溶けていた。地球が最も初期の段階（初期地球）にあったとき、テイアと呼ばれる惑星サイズの天体との巨大衝突によって月が形成されたと考えられている。時が経つにつれて、地球は冷えて固い地殻が形成され、表面に液体の水が存在するようになった。
冥王代は、生命の信頼できる（化石）記録が残る以前の時代を表す。地球の形成とともに始まり、40億年前に終わった。その後の始生代と原生代は、地球上の生命の始まりとその最初期の進化を生み出した。次の顕生代は、節足動物、魚類、および最初の陸上生命の時代である古生代、非鳥類恐竜の出現、支配、そして絶滅の時代である中生代、そして哺乳類の出現をみた新生代の3つの紀に分かれている。認識できる人類が出現したのはせいぜい200万年前で、地質学的なスケールでは消え去るほど小さな時代である。
地球上で生命が存在したという最も古い証拠は、少なくとも35億年前の始生代[7] [8] [9] に遡り、これは地殻がそれ以前の溶岩の冥王代に続いて固まり始めた後のものである。西オーストラリアで発見された34.8億年前の砂岩には、ストロマトライトなどの微生物マットの化石がある。[10] [11] [12]生物起源物質の他の初期の物理的証拠は、グリーンランド南西部で発見された37億年前の堆積岩中のグラファイト[13]や、西オーストラリアの41億年前の岩石で発見された「生物の残骸」である。 [14] [15]研究者の一人は、「地球上で生命が比較的急速に発生したのであれば、宇宙でも一般的である可能性がある」と述べている。[14]
光合成生物は32億年前から24億年前に出現し、大気を酸素で豊かにし始めた。生命は、約5億8000万年前まで、主に小さく微視的なものであり続けたが、その頃に複雑な多細胞生物が出現し、時間をかけて発達し、約5億3880万年前にカンブリア爆発で頂点に達した。この突然の生命体の多様化により、現在知られている主要な門のほとんどが生まれ、原生代と古生代のカンブリア紀が分かれた。地球上に生息した50億種を超える全種の99パーセント[16]が絶滅したと推定されている[17]。[18]現在地球上に生息する種の数は1000万種から1400万種と推定されており[19] 、そのうち約120万種が記録されているが、86パーセント以上は記載されていない[20] 。
地球の地殻は形成以来絶えず変化しており、生命も最初の出現以来変化し続けています。種は進化を続け、新しい形態をとったり、娘種に分裂したり、絶滅したりしながら、常に変化する物理的環境に直面しています。プレートテクトニクスのプロセスは、地球の大陸と海洋、そしてそこに生息する生命を形作り続けています。
永劫
地質年代学では、時間は一般にmya (百万年前)で測定され、各単位は過去の約 100 万年を表します。地球の歴史は、惑星の形成である 4,540 mya から始まる 4 つの大きな紀に分かれています。各紀では、地球の構成、気候、生命に最も大きな変化が見られました。各紀はその後、紀に分割され、紀は期間に分割され、さらに紀に分割されます。
地質年代スケール
地球の歴史は、地質年代尺度に従って年代順に整理することができ、地層学的分析に基づいて区間に分割されています。[2] [21] 次の5つのタイムラインは、地質年代尺度をスケールごとに示しています。最初のタイムラインは、地球の形成から現在までの全時間を示していますが、これでは最新のエオンを示すスペースがほとんどありません。2番目のタイムラインは、最新のエオンの拡大図を示しています。同様に、最新の時代は3番目のタイムラインで拡大され、最新の期間は4番目のタイムラインで拡大され、最新の時代は5番目のタイムラインで拡大されています。
水平スケールは数百万年（タイムラインの上）/数千年（タイムラインの下）です
太陽系の形成
太陽系（地球を含む）の形成に関する標準的なモデルは、太陽系星雲仮説である。[22]このモデルでは、太陽系は太陽系星雲と呼ばれる、回転する巨大な星間塵とガスの雲から形成された。これは、138 億年前のビッグバンの直後に生成された水素とヘリウム、および超新星によって放出されたより重い元素で構成されていた。約45億 年前、星雲は収縮し始めたが、これは近くの超新星からの衝撃波によって引き起こされた可能性がある。[23]衝撃波は星雲を回転させたと思われる。雲が加速し始めると、その角運動量、重力、および慣性によって、回転軸に垂直な原始惑星系円盤に平坦化された。衝突による小さな摂動と他の大きな破片の角運動量によって、星雲の中心を周回する数キロメートルサイズの原始惑星が形成され始めた。[24]
星雲の中心部は角運動量があまりなく、急速に収縮し、圧縮によって加熱されて水素からヘリウムへの核融合が始まった。さらに収縮した後、 Tタウリ型の星が点火し、太陽へと進化した。一方、星雲の外側では、重力によって密度の摂動と塵粒子の周りに物質が凝縮し、原始惑星系円盤の残りの部分は分離してリングを形成し始めた。暴走降着と呼ばれるプロセスで、塵と破片の大きな破片が次々と集まって惑星を形成した。[24]地球はこのようにして約45.4億年前（不確実性は1％）に形成され、 [25] [26] [4] 1000万～2000万年以内にほぼ完成した。[27] 2023年6月、科学者らは地球がわずか300万年で形成された可能性があるという証拠を報告した。これは、以前考えられていた1000万～1億年よりもはるかに早い。[28] [29]それにもかかわらず、新しく形成されたTタウリ型星の太陽風は、まだ大きな天体に凝縮されていなかった円盤内の物質のほとんどを一掃しました。同じプロセスにより、宇宙で新しく形成されるほぼすべての恒星の周りに降着円盤が形成され、その一部から惑星が生まれると予想されています。[30]
原始地球は集積によって成長し、その内部は重鉄親和性 金属を溶かすほど高温になった。これらの金属はケイ酸塩よりも密度が高いため、沈んだ。このいわゆる鉄の大災害により、地球が形成され始めてからわずか1000万年後に原始マントルと（金属の）核が分離し、地球の層状構造が形成され、地球の磁場が形成され始めた。[31] JA Jacobs [32]は、地球の内核（液体の外核とは異なる固体の中心）が、地球内部の緩やかな冷却（10億年ごとに約100℃ [33] ）により凍結し、液体の外核から成長していると初めて示唆した。
冥王代と始生代
地球の歴史における最初の時代である冥王代は、地球の形成から始まり、38億年前に始生代が続きます。[ 2] : 145 地球上で発見された最も古い岩石は約40億年前のものであり、岩石中に含まれる最も古い砕屑性ジルコン結晶は約44億年前のものであり、[34] [35] [36]地球の地殻と地球自体の形成直後のことです。月の形成に関する巨大衝突仮説では、最初の地殻の形成直後に、原始地球はより小さな原始惑星の衝突を受け、マントルと地殻の一部が宇宙に放出されて月が形成されたとされています。[37] [38] [39]
他の天体のクレーター数から、後期重爆撃期と呼ばれる激しい隕石衝突の時代が約41億年前に始まり、冥王代末期の約38億年前に終わったと推測されています。[40]さらに、大きな熱流量と地温勾配のために火山活動が激しかったです。[41]それでも、44億年前の砕屑性ジルコン結晶は液体の水と接触した証拠を示しており、その頃には地球にすでに海洋があったことを示唆しています。[34]
始生代が始まる頃には、地球は著しく寒冷化していた。始生代の大気には酸素がなく、紫外線を遮るオゾン層もなかったため、現在の生命体は地球の表面で生き延びることはできなかった。しかし、始生代初期には原始生命が進化し始めたと考えられており、候補となる化石はおよそ35億年前のものである。[42]科学者の中には、生命は44億年前の冥王代初期に始まり、地球表面下の熱水噴出孔で後期重爆撃期を生き延びた可能性があると推測する者もいる。 [43]
月の形成
地球の唯一の天然衛星である月は、太陽系の他のどの衛星よりも、惑星に対する相対的な大きさが大きい。[注 1]アポロ計画中に、月の表面の岩石が地球に持ち帰られた。これらの岩石の放射年代測定によると、月は 45.3 ± 0.01 億年前であり、 [46]太陽系が誕生してから少なくとも 3000 万年後に形成された。[47]新しい証拠によると、月はさらに遅く、44.8 ± 0.02 Ga、つまり太陽系が始まってから 7000 万～1 億年後に形成されたことが示唆されている。[48]
月の形成に関する理論は、月の形成の遅れと以下の事実を説明する必要がある。第一に、月の密度は低く（水の3.3倍、地球は5.5倍[49]）、金属核も小さい。第二に、地球と月は同じ酸素同位体シグネチャ（酸素同位体の相対的豊富さ）を持っている。これらの現象を説明するために提案された理論のうち、広く受け入れられているのが1つである。巨大衝突仮説では、火星サイズの天体（テイアと呼ばれることもある[47]）が原始地球にかすめ衝突した後に月が形成されたと提唱されている。[1] : 256 [50] [51]
この衝突は、非鳥類恐竜の絶滅を引き起こしたと考えられている最近のチクシュルーブ衝突の約1億倍のエネルギーを放出した。それは地球の外層の一部を蒸発させ、両方の天体を溶かすのに十分だった。 [50] [1] : 256 マントル物質の一部は地球の周りの軌道上に放出された。巨大衝突仮説は、月は金属物質が枯渇したと予測し、[52]その異常な組成を説明しています。[53]地球の周りの軌道上の噴出物は、数週間以内に単一の天体に凝縮した可能性があります。自身の重力の影響を受けて、放出された物質はより球形の天体、つまり月になりました。[54]
最初の大陸
マントル対流は、プレートテクトニクスを駆動するプロセスであり、地球内部から地球表面への熱流の結果である。[55] : 2 これには、中央海嶺での硬いテクトニックプレートの形成が含まれる。これらのプレートは、沈み込み帯でのマントルへの沈み込みによって破壊される。始生代初期（約30億年前）のマントルは現在よりもはるかに高温で、おそらく約1,600 °C（2,910 °F）であったため、[56] : 82 マントル内の対流はより速かった。今日のプレートテクトニクスに似たプロセスは確かに発生したが、これもより速かったであろう。冥王代と始生代には沈み込み帯がより一般的であったため、テクトニックプレートはより小さかった可能性が高い。[1] : 258 [57]
地球の表面が最初に固まったときに形成された最初の地殻は、この急速な冥王代プレートテクトニクスと後期重爆撃期の激しい衝撃の組み合わせにより完全に消滅しました。しかし、地殻の分化がまだほとんど起こっていなかったため、今日の海洋地殻と同様に、組成は玄武岩であったと考えられています。 [1] : 258 下部地殻で部分溶融中に軽い元素が分化した産物である最初の大きな大陸地殻は、冥王代末期、約40億年前に出現しました。これらの最初の小さな大陸の残骸はクラトンと呼ばれています。これらの後期冥王代と初期始生代の地殻の破片は、今日の大陸が成長した核を形成しています。[58]
地球上で最も古い岩石は、カナダの北アメリカクラトンで発見されています。これらは約40億年前のトーナル岩です。高温による変成作用の痕跡が見られますが、水輸送中に浸食されて丸くなった堆積粒子も見られ、当時は河川や海が存在していたことを示しています。[59]クラトンは主に2種類の交互に現れるテレーンで構成されています。1つ目は、いわゆるグリーンストーンベルトで、低度の変成堆積岩で構成されています。これらの「グリーンストーン」は、沈み込み帯の上にある海溝で現在見られる堆積物に似ています。このため、グリーンストーンは始生代の沈み込みの証拠と見なされることがあります。2つ目のタイプは、珪長質マグマ岩の複合体です。これらの岩石は主にトーナル岩、トロンジェーム岩、または花崗閃緑岩で、花崗岩と組成が似ている岩石の種類です（そのため、このようなテレーンはTTGテレーンと呼ばれます）。TTG複合体は、玄武岩の部分溶融によって形成された最初の大陸地殻の名残と見なされています。 [60] ：第5章
海洋と大気
地球には3つの大気があったとよく言われる。太陽系星雲から取り込まれた最初の大気は、太陽系星雲の軽い（好気性）元素、主に水素とヘリウムで構成されていた。太陽風と地球の熱の組み合わせがこの大気を追い出し、その結果、現在、大気は宇宙の豊富さに比べてこれらの元素が枯渇している。[61]月を作った衝突の後、溶融した地球は揮発性ガスを放出し、その後、火山によってさらに多くのガスが放出され、温室効果ガスは豊富だが酸素が乏しい第2の大気が完成した。[1] : 256 最後に、酸素が豊富な第3の大気は、約28億年前にバクテリアが酸素を生成し始めたときに出現した。 [62] : 83–84, 116–117
大気と海洋の形成に関する初期のモデルでは、第2の大気は地球内部からの揮発性物質のガス放出によって形成されたとされていた。現在では、揮発性物質の多くは、衝突により飛来した物体が蒸発する衝突脱ガスと呼ばれるプロセスによって集積中に運ばれた可能性が高いと考えられている。したがって、海洋と大気は地球が形成された時点ですでに形成が始まっていたことになる。[66]新しい大気には、おそらく水蒸気、二酸化炭素、窒素、および少量の他のガスが含まれていたと思われる。[67]
地球から太陽までの距離である1 天文単位（AU）の距離にある微惑星は、おそらく地球に水を供給しなかった。なぜなら、太陽系星雲は氷が形成されるには高温すぎ、水蒸気による岩石の水和には時間がかかりすぎたためである。 [66] [68]水は、外縁小惑星帯からの隕石と、2.5 AUを超える距離から来たいくつかの大型惑星胚によって供給されたに違いない。[66] [69]彗星も寄与した可能性がある。今日、ほとんどの彗星は太陽から海王星よりも遠い軌道上にあるが、コンピュータシミュレーションによると、彗星はもともと太陽系の内側の部分にはるかに多く存在していたことがわかっている。[59] : 130–132
地球が冷えると、雲が形成され、雨が降って海ができた。最近の証拠は、海が44億年前にはすでに形成され始めていた可能性があることを示唆している。 [34]始生代が始まるまでには、海はすでに地球の大部分を覆っていた。この初期の形成は、若い太陽の暗いパラドックスとして知られる問題のために説明が困難であった。星は年をとるにつれて明るくなることが知られており、太陽は45億年前に形成されて以来30％明るくなっている。[70]多くのモデルは、初期の地球は氷で覆われていたはずだと示唆している。[71] [66]ありそうな答えは、温室効果を生み出すのに十分な二酸化炭素とメタンがあったというものである。二酸化炭素は火山によって、メタンは初期の微生物によって生成されたであろう。メタンの光分解の生成物から生成された有機のもやが存在し、同様に反温室効果を引き起こしたという仮説もある。[72]もう一つの温室効果ガスであるアンモニアは火山から噴出するが、紫外線によってすぐに破壊される。[62] : 83
生命の起源
初期の大気と海洋に関心が寄せられる理由の1つは、それらが生命が最初に誕生した条件を形成したためである。生命が非生物化学物質からどのように誕生したかについては多くのモデルがあるが、コンセンサスはほとんど得られていない。実験室で作られた化学システムは、生物の最小限の複雑さには程遠い。[73] [74]
生命の出現の第一歩は、生命の構成要素である核酸塩基やアミノ酸などのより単純な有機化合物の多くを生成する化学反応であった可能性がある。 1952年にスタンレー・ミラーとハロルド・ユーリーが行った実験では、雷の効果を模倣する火花の助けを借りて、水、メタン、アンモニア、水素の大気中でそのような分子が形成できることが示された。[75]大気の組成はミラーとユーリーが使用したものとはおそらく異なっていたが、より現実的な組成を用いた後の実験でも有機分子の合成に成功した。[76]コンピューターシミュレーションでは、地球が形成される前に原始惑星系円盤で地球外有機分子が形成された可能性があることが示されている。 [77]
さらなる複雑さは、少なくとも3つの出発点から生じた可能性がある。自己複製、つまり生物が自分自身に似た子孫を生み出す能力、代謝、つまり自分自身を養い、修復する能力、そして外部の細胞膜、つまり食物は入り込み、老廃物は出ていくが、不要な物質は排除する能力である。[78]
複製第一：RNAワールド
現代の 3 つの生命ドメインの最も単純なメンバーでさえ、 DNA を使用して「レシピ」を記録し、RNAとタンパク質分子の複雑な配列を使用してこれらの指示を「読み取り」、成長、維持、自己複製に使用します。
リボザイムと呼ばれるRNA分子の一種が自身の複製とタンパク質の構築の両方を触媒できることが発見されたことから、初期の生命体は完全にRNAに基づいていたという仮説が生まれました。 [79]突然変異と水平遺伝子伝達により、各世代の子孫は親が最初に持っていたものとは異なるゲノムを持つ可能性がかなり高かったため、個体は存在するが種は存在しないRNAワールドを形成した可能性があります。 [80] RNAは後にDNAに置き換えられ、DNAはより安定しているため、より長いゲノムを構築でき、単一の生物が持つことができる能力の範囲が広がりました。[81]リボザイムは、現代の細胞の「タンパク質工場」であるリボソームの主要成分として残っています。[82]
短い自己複製RNA分子が実験室で人工的に生成されたことがあるが[83]、 RNAの自然な非生物学的合成が可能かどうかについては疑問が提起されている。[84] [ 85] [ 86]最も初期のリボザイムはPNA、TNA、GNAなどのより単純な核酸から形成された可能性があり、後にRNAに置き換えられたと考えられる。[87] [88]結晶[89] : 150 や量子システムなど、RNA以前の複製子も想定されている。 [90]
2003年には、多孔質の金属硫化物沈殿物が、熱水噴出孔付近の海底圧力と約100℃（212℉）の温度でRNA合成を促進するという説が提唱された。この仮説では、原始細胞は脂質膜が発達するまで金属基質の細孔内に閉じ込められることになる。[91]
代謝第一：鉄硫黄の世界
もう一つの長年の仮説は、最初の生命はタンパク質分子で構成されていたというものである。タンパク質の構成要素であるアミノ酸は、生命誕生前の条件で容易に合成され、優れた触媒となる小さなペプチド（アミノ酸のポリマー）も同様である。[ 92 ] : 295–297 1997 年に始まった一連の実験では、一酸化炭素と硫化水素の存在下で硫化鉄と硫化ニッケルを触媒としてアミノ酸とペプチドが形成できることが示された。それらの組み立てのほとんどの段階では、約100 °C（212 °F）の温度と中程度の圧力が必要であったが、ある段階では250 °C（482 °F）と7キロメートル（4.3マイル）の岩石の下にある圧力と同等の圧力が必要であった。したがって、熱水噴出孔の近くでタンパク質の自己持続的な合成が起こった可能性がある。[93]
代謝優先のシナリオの難しさは、生物が進化する方法を見つけることである。個体として複製する能力がなければ、分子の集合体は「構成ゲノム」（集合体中の分子種の数）を自然選択の標的とすることになる。しかし、最近のモデルは、そのようなシステムは自然選択に応じて進化できないことを示している。[94]
膜から始まる脂質の世界
細胞の外膜を形成する脂質の二重壁「泡」が、重要な第一歩であった可能性が示唆されている。 [95]初期の地球の状態をシミュレートした実験では、脂質の形成が報告されており、脂質は自発的にリポソーム、二重壁「泡」を形成し、その後自己複製することができる。脂質は核酸のように本質的に情報伝達体ではないが、寿命と再生のために自然淘汰を受ける。RNAなどの核酸は、リポソームの外側よりも内側で形成されやすかった可能性がある。[96]
粘土理論
いくつかの粘土、特にモンモリロナイトは、RNAワールドの出現を促進する可能性のある特性を持っている。粘土は結晶パターンの自己複製によって成長し、自然淘汰の類似物（特定の環境で最も速く成長する粘土の「種」が急速に優勢になる）の対象となり、RNA分子の形成を触媒することができる。[97]この考えは科学的コンセンサスにはなっていないが、今でも活発な支持者がいる。[98] : 150–158 [89]
2003年の研究では、モンモリロナイトは脂肪酸の「泡」への変換を加速し、その泡が粘土に付着したRNAを包み込む可能性があることが報告された。その後、泡は追加の脂質を吸収して分裂することで成長することができる。最も初期の細胞の形成も同様のプロセスによって促進された可能性がある。[99]
同様の仮説では、鉄分を豊富に含む粘土がヌクレオチド、脂質、アミノ酸の祖先であると提唱されている。 [100]
最後の普遍的共通祖先
この多数の原始細胞のうち、生き残ったのは 1系統だけであると考えられています。現在の系統発生学的証拠は、最後の普遍的祖先(LUA) が始生代初期、おそらく 35 億年前かそれ以前に生息していたことを示唆しています。[101] [102]この LUA 細胞は、今日の地球上のすべての生命の祖先です。おそらく原核生物であり、細胞膜とおそらくリボソームを有していましたが、核やミトコンドリアや葉緑体などの膜結合細胞器官はありませんでした。現代の細胞と同様に、遺伝コードとして DNA を使用し、情報伝達とタンパク質合成には RNA を使用し、反応を触媒する酵素を使用しました。一部の科学者は、単一の生物が最後の普遍的共通祖先であるのではなく、水平遺伝子伝達によって遺伝子を交換する生物の集団が存在したと考えています。[103]
原生代
原生代は25億年前から5億3880万年前まで続いた。[105]この期間に、クラトンは現代の大きさの大陸に成長した。酸素に富んだ大気への変化は決定的な発展であった。生命は原核生物から真核生物、多細胞生物へと進化した。原生代にはスノーボールアースと呼ばれる厳しい氷河期が2回あった。約6億年前の最後のスノーボールアースの後、地球上の生命の進化は加速した。約5億8000万年前、エディアカラ生物群はカンブリア爆発の前兆となった。[要出典]
酸素革命
最も初期の細胞は周囲の環境からエネルギーと栄養を吸収した。細胞は発酵を利用して、より複雑な化合物をより少ないエネルギーでより複雑でない化合物に分解し、そのようにして解放されたエネルギーを成長と繁殖に利用した。発酵は嫌気性（酸素のない）環境でのみ起こる。光合成の進化により、細胞は太陽からエネルギーを引き出すことが可能になった。[106] : 377
地球の表面を覆う生物のほとんどは、直接的または間接的に光合成に依存している。最も一般的な形態である酸素発生型光合成は、二酸化炭素、水、太陽光を食物に変換する。これは、ATPなどのエネルギーに富む分子に太陽光のエネルギーを取り込み、それが糖を作るためのエネルギーを提供する。回路に電子を供給するために、水から水素が取り除かれ、酸素が廃棄物として残る。[107]紅色細菌や緑色硫黄細菌などの一部の生物は、水から取り除いた水素の代替物を電子供与体として使用する無酸素型の光合成を使用する。例としては、硫化水素、硫黄、鉄などがある。このような極限環境生物は、温泉や熱水噴出孔など、そうでなければ生息できない環境に限って生息する。[106] : 379–382 [108]
より単純な無酸素型は、生命の出現からそれほど経たない、約38億年前に出現した。酸素発生型光合成の時期については議論の余地があり、約24億年前には確かに出現していたが、32億年前まで遡る研究者もいる。[107]後者は「おそらく地球の生産性を少なくとも2桁から3桁増加させた」。[109] [110]酸素を生成する生命体の最も古い遺物の中には、化石ストロマトライトがある。[109] [110] [111]
最初、放出された酸素は石灰岩、鉄、その他の鉱物と結合した。酸化された鉄は、シデリアン期（25億年から23億年前）に大量に形成された縞状鉄鉱層と呼ばれる地層に赤い層として現れた。 [2] : 133 露出した反応しやすい鉱物のほとんどが酸化されると、最終的に酸素が大気中に蓄積し始めた。各細胞は微量の酸素しか生成しなかったが、膨大な時間をかけて多くの細胞の代謝が組み合わさり、地球の大気は現在の状態になった。これが地球の第三の大気である。[112] : 50–51 [62] : 83–84, 116–117
一部の酸素は太陽の紫外線によって刺激されてオゾンを形成し、大気圏の上層部に集まった。オゾン層はかつて大気圏を通過した紫外線のかなりの量を吸収し、現在も吸収し続けている。これにより細胞は海洋表面に定着し、最終的には陸地にも定着した。オゾン層がなければ、陸地や海に降り注ぐ紫外線は、曝露された細胞に持続不可能なレベルの突然変異を引き起こしていただろう。[113] [59] : 219–220
光合成はもう一つの大きな影響を及ぼした。酸素は有毒であり、酸素レベルが上昇したため、地球上の多くの生命はおそらく酸素災害として知られている現象で死滅した。耐性のある生物は生き残り、繁栄し、中には酸素を利用して代謝を高め、同じ食物からより多くのエネルギーを得る能力を発達させたものもあった。[113]
スノーボールアース
太陽の自然な進化により、太古代と原生代には次第に明るくなり、太陽の光度は10億年ごとに6%増加した。 [59] : 165 その結果、地球は原生代に太陽からより多くの熱を受け取るようになった。しかし、地球は温暖化しなかった。むしろ、地質学的記録は、原生代初期に地球が劇的に寒冷化したことを示唆している。南アフリカで発見された氷河堆積物は22億年前に遡り、古地磁気学的証拠に基づくと、その当時は赤道付近に位置していたに違いない。したがって、ヒューロニアン氷河期として知られるこの氷河期は地球全体に及んだ可能性がある。一部の科学者は、これが非常に深刻であったため、地球は極地から赤道まで凍りついたと示唆しており、スノーボールアースと呼ばれる仮説がある。[114]
ヒューロニアン氷河期は、大気中の酸素濃度の上昇によって大気中のメタン（CH 4 ）が減少したことによって引き起こされた可能性がある。メタンは強力な温室効果ガスであるが、酸素と反応して効果の低い温室効果ガスであるCO 2を形成する。 [59] : 172 大気中に自由酸素が利用可能になると、メタン濃度は劇的に減少し、太陽からの熱流の増加の影響を打ち消すのに十分なほどになった可能性がある。[115]
しかし、スノーボール・アースという用語は、クライオジェニアン期の後期の極端氷河期を指すのによく使われている。7億5000万年前から5億8000万年前の間に、それぞれ約1000万年続いた4つの時代があり、その頃の地球は、最も高い山を除いて氷で覆われ、平均気温は約−50℃（−58℉）だったと考えられている。[116]スノーボール・アースは、赤道をまたぐ超大陸ロディニアの位置によって部分的に生じた可能性がある。二酸化炭素は雨と結合して岩を風化させて炭酸を形成し、それが海に流され、大気から温室効果ガスを抽出する。大陸が極近くにあるときは、氷の前進により岩が覆われ、二酸化炭素の減少が遅くなるが、クライオジェニアン期には、氷が熱帯に前進するまでロディニアの風化は抑制されずに続くことができた。このプロセスは、火山からの二酸化炭素の放出やメタンガスハイドレートの不安定化によって最終的に逆転した可能性がある。代替のスラッシュボールアース理論によれば、氷河期の最盛期でさえ、赤道にはまだ開いた水があった。[117] [118]
真核生物の出現
現代の分類学では、生命は 3 つのドメインに分類されています。ドメインの起源は不明です。細菌ドメインは、おそらく他の生命形態 (ネオムラと呼ばれることもあります) から最初に分岐しましたが、この仮説は議論の的となっています。その後まもなく、2 億年前までに[119] 、ネオムラは古細菌と真核生物に分岐しました。真核細胞 (真核生物) は原核細胞 (細菌と古細菌) よりも大きく複雑であり、その複雑さの起源は最近になってようやく判明しつつあります。[120]菌類の典型的な特徴を持つ最古の化石は、約 24 億年前の古原生代にまで遡ります。これらの多細胞の底生生物は、吻合が可能な糸状の構造を持っていました。[121]
この頃、最初の原ミトコンドリアが形成された。今日のリケッチア[122]に関連する細菌細胞は、酸素を代謝するように進化しており、その能力を持たないより大きな原核細胞に入り込んだ。おそらく、大きな細胞は小さな細胞を消化しようとしたが失敗した（おそらく獲物防御の進化による）。小さな細胞は大きな細胞に寄生しようとしたのかもしれない。いずれにせよ、小さな細胞は大きな細胞の中で生き延びた。酸素を使って、大きな細胞の老廃物を代謝し、より多くのエネルギーを得た。この余剰エネルギーの一部は宿主に返された。小さな細胞は大きな細胞の中で複製された。すぐに、大きな細胞とその中の小さな細胞の間に安定した共生関係が生まれた。時間が経つにつれて、宿主細胞は小さな細胞からいくつかの遺伝子を獲得し、2つの種類は互いに依存するようになった。つまり、大きな細胞は小さな細胞が作り出すエネルギーなしでは生き残ることができず、逆に小さな細胞は大きな細胞が提供する原材料なしでは生き残ることができなかった。現在では細胞全体が一つの生物とみなされ、より小さな細胞はミトコンドリアと呼ばれる細胞小器官に分類されています。[123]
同様の出来事は、光合成性 シアノバクテリア[124]が大型の従属栄養細胞に入り込み、葉緑体になったときにも起こった。[112] : 60–61 [125] : 536–539 おそらくこれらの変化の結果として、10億年以上前に光合成が可能な細胞株が他の真核生物から分岐した。このような封入イベントはおそらく複数あった。ミトコンドリアと葉緑体の細胞起源に関する確立された細胞内共生説の他に、細胞がペルオキシソームにつながり、スピロヘータが繊毛と鞭毛につながり、DNAウイルスが細胞核につながったという説もあるが[126] [127]、いずれも広く受け入れられているわけではない。[128]
古細菌、細菌、真核生物は多様化を続け、より複雑になり、環境に適応していった。各ドメインは繰り返し複数の系統に分裂した。約11億年前、植物、動物、菌類の系統が分裂したが、依然として単独細胞として存在していた。これらの一部はコロニーで生活し、徐々に分業が始まった。例えば、周辺の細胞は内部の細胞とは異なる役割を担い始めた可能性がある。特殊化した細胞を持つコロニーと多細胞生物の区別は必ずしも明確ではないが、約10億年前[129]に最初の多細胞植物、おそらく緑藻類が出現した。[130]おそらく約9億年前[125]までに、 真の多細胞性は動物にも進化していた。[131]
当初は、破壊された生物が自らを再構築することを可能にする全能性細胞を持つ今日の海綿動物に似ていたと考えられます。 [125] : 483–487 多細胞生物の異なる系統で分業が完成するにつれて、細胞はより特殊化し、互いに依存するようになりました。[132]
原生代の超大陸
過去 2 億 5000 万年 (新生代と中生代) のプレート運動の復元は、大陸縁辺、海底磁気異常、古地磁気極のフィッティングによって確実に行うことができます。それより古い海洋地殻は存在しないため、それ以前の復元はより困難です。古地磁気極は、古代のプレートの縁を示す造山帯や、動植物の過去の分布などの地質学的証拠によって補完されます。過去にさかのぼるほど、データは少なくなり、解釈が難しくなり、復元はより不確実になります。[133] : 370
地球の歴史を通じて、大陸が衝突して超大陸を形成し、後に新しい大陸に分裂した時期がありました。約10億年から8億3000万年前、大陸の大部分は超大陸ロディニアに統合されました。[133] : 370 [134]ロディニアの前には、ヌーナ大陸とコロンビア大陸と呼ばれる前期中期原生代大陸が存在していた可能性があります。[133] : 374 [135] [136]
約8億年前にロディニアが分裂した後、5億5千万年前頃に大陸は別の短命の超大陸を形成した可能性がある。この仮説上の超大陸は、パンノティアまたはベンディアと呼ばれることもある。[137] : 321–322 その証拠は、現在のアフリカ、南アメリカ、南極、オーストラリアの大陸塊を結合した、汎アフリカ造山運動として知られる大陸衝突の段階である。パンノティアの存在は、ゴンドワナ（現在の南半球の陸地のほとんどとアラビア半島、インド亜大陸を含む）とローレンシア（現在の北アメリカにほぼ相当）の間の亀裂のタイミングに依存している。[133] : 374 少なくとも、原生代末期までに大陸塊の大部分が南極付近の位置で結合していたことは確かである。[138]
原生代後期の気候と生命
原生代末期には、少なくとも2回のスノーボールアースが発生し、海洋表面が完全に凍結した可能性があるほど深刻でした。これは、クライオジェニアン期の約7億1650万年前と6億3500万年前に発生しました。[139]両方の氷河期の強度とメカニズムはまだ調査中であり、原生代初期のスノーボールアースよりも説明が困難です。[140] ほとんどの古気候学者は、寒冷期が超大陸ロディニアの形成に関連していると考えています。[141]ロディニアは赤道上にあったため、化学的風化の速度が上昇し、大気から二酸化炭素（CO 2 ）が取り除かれました。 CO 2は重要な温室効果ガスであるため、気候は地球全体で寒冷化しました。[142]
同様に、スノーボールアースの期間中、大陸表面の大部分は永久凍土で覆われ、化学的風化が再び減少し、氷河期の終焉につながった。別の仮説としては、火山のガス放出によって十分な量の二酸化炭素が放出され、その結果生じた温室効果によって地球の気温が上昇したというものがある。[141]ほぼ同じ時期にロディニアが分裂したことで火山活動が活発化した。[143]
クライオジェニアン期に続いてエディアカラ期が到来し、新しい多細胞生物が急速に発達した。[144]厳しい氷河期の終焉と生物の多様性の増加に関連があるかどうかは明らかではないが、偶然ではないようだ。エディアカラ生物群と呼ばれる新しい生命体は、かつてないほど大きく多様であった。ほとんどのエディアカラ生物の分類は不明だが、一部は現代の生命体の祖先であった。[145]重要な発達は、筋肉細胞と神経細胞の起源であった。エディアカラの化石には、骨格のような硬い体の部分はない。これらは、原生代と顕生代、またはエディアカラ紀とカンブリア紀の境界以降に初めて出現した。[146]
顕生代
顕生代は地球の現在の時代であり、約5億3880万年前に始まった。この時代は古生代、中生代、新生代の3つの時代から成り、[105]多細胞生物が今日知られているほぼすべての生物に大きく多様化した時代である。[147]
古生代（「古い生命」）は顕生代の最初の、そして最も長い時代であり、5億3880万年から2億5190万年まで続いた。[105]古生代には、多くの現代の生命グループが誕生した。生命は最初に植物、次に動物として陸地に定着した。2つの大きな絶滅が起こった。原生代末期のパンノティアとロディニアの分裂で形成された大陸はゆっくりと再び動き、古生代後期に超大陸パンゲアを形成した。 [148]
中生代（「中期生命」）は2億5190万年前から6600万年前まで続いた。[105]三畳紀、ジュラ紀、白亜紀に細分される。この時代は、化石記録の中で最も深刻な絶滅イベントであるペルム紀-三畳紀絶滅イベントで始まり、地球上の種の95％が絶滅した。[149]恐竜を絶滅させた白亜紀-古第三紀絶滅イベントで終わった。[150]
新生代（「新しい生命」）は6600万年前に始まり、古第三紀、新第三紀、第四紀に分かれている。この3つの時代はさらに7つの区分に分かれており、古第三紀は暁新世、始新世、漸新世から成り、新第三紀は中新世、鮮新世に分かれ、第四紀は更新世、完新世から成る。[151]哺乳類、鳥類、両生類、ワニ類、カメ類、鱗竜類は、非鳥類恐竜やその他多くの生命体を絶滅させた白亜紀-古第三紀絶滅イベントを生き延び、この時代に現代の形態へと多様化した。[152]
テクトニクス、古地理学、気候
原生代末期には、超大陸パノティアは、ローレンシア、バルティカ、シベリア、ゴンドワナといった小さな大陸に分裂していた。[153]大陸が離れていく時期には、火山活動によって海洋地殻がより多く形成される。若い火山地殻は古い海洋地殻よりも比較的高温で密度が低いため、そのような時期には海底が上昇する。これにより海面が上昇する。そのため、古生代前半には、大陸の広い範囲が海面下にあった。[要出典]
古生代初期の気候は今日よりも温暖であったが、オルドビス紀末期には短い氷河期があり、その間、巨大なゴンドワナ大陸があった南極は氷河に覆われていた。この時期の氷河の痕跡は、かつてのゴンドワナ大陸でのみ発見されている。オルドビス紀後期の氷河期には、いくつかの大量絶滅が起こり、多くの腕足動物、三葉虫、コケムシ、サンゴが姿を消した。これらの海洋生物は、海水温の低下に耐えられなかったと思われる。[154]
ローレンシア大陸とバルティカ大陸は、4億5000万年前から4億年前のカレドニア造山運動の間に衝突し、ローラシア（ユーラメリカとしても知られる）を形成した。 [155]この衝突によって生じた山脈の痕跡は、スカンジナビア、スコットランド、北部アパラチア山脈で見ることができる。デボン紀（4億1600万年前から3億5900万年前）[21]には、ゴンドワナ大陸とシベリア大陸がローラシアに向かって動き始めた。シベリアとローラシアの衝突はウラル造山運動を引き起こし、ゴンドワナとローラシアの衝突はヨーロッパではバリスカン造山運動またはヘルシニア造山運動、北アメリカではアレゲニー造山運動と呼ばれている。後者の段階は石炭紀（3億5900万年前から2億9900万年前）[21]に起こり、最後の超大陸であるパンゲアの形成をもたらした。[60]
1億8千万年前までに、パンゲアはローラシア大陸とゴンドワナ大陸に分裂した。 [要出典]
カンブリア爆発
化石に記録されている生命の進化の速度は、カンブリア紀（5億4200万～4億8800万年前）に加速した。[21]この時代に多くの新しい種、門、形態が突然出現したことは、カンブリア爆発と呼ばれている。これは適応放散の一種であり、絶滅したエディアカラ生物群が残した空のニッチが新しい門の出現によって埋められた。[156]カンブリア爆発における生物学的刺激は、その前にも後にも前例のないものであった。[59] ：229 エディアカラ生物はまだ原始的で、現代のグループに簡単には当てはまらないように見えるが、カンブリア紀の終わりには、ほとんどの現代の門がすでに存在していた。軟体動物、棘皮動物、ウミユリ類、節足動物（前期古生代に生息する節足動物のよく知られたグループとしては三葉虫）などの動物では、殻、骨格、外骨格などの硬い体の部分が発達したため、原生代の祖先よりもこれらの生命体の保存と化石化が容易になった。このため、カンブリア紀以降の生命については、それ以前の時代の生命よりも多くのことが分かっている。これらのカンブリア紀のグループの中には複雑に見えて、現代の生命とはかなり異なっているものもある。例としては、アノマロカリスやハイコウイクティスなどがある。しかし、最近では、これらは現代の分類に位置づけられているようだ。[157]
カンブリア紀には、最初の脊椎動物、その中には最初の魚類が登場した。[125] : 357 魚類の祖先、あるいはおそらく近縁だった生物がピカイアである。ピカイアは原始的な脊索を持っていたが、この構造は後に脊柱に発達した可能性がある。顎を持つ最初の魚類（顎口類）は、次の地質時代であるオルドビス紀に登場した。新しいニッチへの定着により、巨大な体格となった。このようにして、古生代初期には、全長7メートル（23フィート）にもなる巨大な板皮類ダンクル オステウスなど、サイズが大きくなる魚類が進化した。 [158]
生物多様性は、バイオメアと呼ばれる広範囲の生物地層単位を定義する一連の大量絶滅のために、大幅に増加しませんでした。[159]絶滅の波の後、大陸棚地域は、他の場所でゆっくりと進化していた可能性のある類似の生物によって再び生息しました。[160]カンブリア紀後期までに、三葉虫は最大の多様性に達し、ほぼすべての化石群集を支配しました。[161] : 34
土地の植民地化
光合成による酸素の蓄積によりオゾン層が形成され、太陽の紫外線の多くを吸収したため、陸地に到達した単細胞生物は死ににくくなり、原核生物が増殖し始め、水中での生存に適応するようになった。原核生物の系統は、真核生物の起源よりも前の3億年前にはすでに陸上に定着していたと考えられる[162] [163]。長い間、陸上には多細胞生物が生息していなかった。超大陸パンノティアは6億年頃に形成され、わずか5千万年後に分裂した[164] 。最も初期の脊椎動物である魚類は、5億3000万年頃に海洋で進化した[125] 。 354 カンブリア紀の終わり近くに大規模な絶滅が発生し、 [165] 4億8800万年前に終わった[166]。
数億年前、植物（おそらく藻類に似ている）と菌類が水辺で成長し始め、やがて水の外にまで広がり始めた。[167] : 138–140 陸生菌類と植物の最古の化石は4億8000万年から4億6000万年前のものだが、分子論的証拠によれば、菌類は10億年前、植物は7億年前には陸に定着していた可能性がある。[168]当初は水辺近くにとどまっていたが、突然変異と変化により、この新しい環境にさらに定着していった。最初の動物が海を離れた時期は正確にはわかっていない。最も古い明確な証拠は、4億5000万年前頃に節足動物が陸にいたことで、[169]陸上植物が提供する膨大な食料源のおかげで、おそらく繁栄し、より適応していったと考えられる。節足動物が5億3000万年前には陸に現れていた可能性があるという未確認の証拠もある。[170]
四肢動物の進化
オルドビス紀の終わり、4億4300万年前[21]には、おそらく同時期に起こった氷河期が原因で、さらなる絶滅が起こった。 [154]およそ3億8000万年前から3億7500万年前、最初の四肢動物が魚類から進化した。[171]ひれは進化して手足になり、最初の四肢動物はそれを使って頭を水から出して空気呼吸をした。これにより、酸素の少ない水でも生活したり、浅瀬で小さな獲物を追いかけたりすることができた。[171]彼らは後に短期間、陸上に出た可能性がある。最終的に、彼らのうちのいくつかは陸上生活に非常によく適応したため、水中で孵化し、卵を産むために戻ってくるものの、成獣の生涯を陸上で過ごすようになった。これが両生類の起源である。およそ3億6500万年前、おそらく地球寒冷化の結果として、別の絶滅の時代が起こった。[172]植物は種子を進化させ、この頃（約3億6千万年前）に陸上での拡散を劇的に加速させた。[173] [174]
約2000万年後（3億4000万年前[125] ：293～296年 ）、羊膜卵が進化し、陸上で産まれるようになったため、四肢動物の胚は生存に有利になった。これにより、羊膜類は両生類から分岐した。さらに3000万年後（3億1000万年前[125] ：254～256年 ）、単弓類（哺乳類を含む）は竜弓類（鳥類や爬虫類を含む）から分岐した。他の生物群も進化を続け、魚類、昆虫類、細菌類などの系統が分岐したが、詳細についてはあまりわかっていない。[要出典]
2億3000万年前頃、この時代（2億5100万～2億5000万年前）で最も深刻な絶滅が起こり、恐竜は爬虫類の祖先から分岐した。[175] 2億年前の三畳紀-ジュラ紀絶滅では多くの恐竜が生き残り、[21] [176]恐竜はすぐに脊椎動物の中で優位になった。この時期にいくつかの哺乳類の系統が分岐し始めたが、現存する哺乳類はおそらくトガリネズミに似た小型動物だったと思われる。[125] : 169
鳥類恐竜と非鳥類恐竜の境界は不明瞭だが、伝統的に最初の鳥類の一つと考えられている始祖鳥は、1億5000万年前頃に生息していた。 [177]
被子植物が花を進化させた最も古い証拠は、約2000万年後の白亜紀（1億3200万年前）に見られる。[178]
絶滅
5 つの大規模な絶滅の最初のものは、オルドビス紀 - シルル紀の絶滅でした。その原因として考えられるのは、ゴンドワナ大陸の激しい氷河作用で、最終的にはスノーボールアースが生まれました。海洋無脊椎動物の 60% が絶滅し、すべての科の 25% が絶滅しました。[出典が必要]
2番目の大量絶滅はデボン紀後期の絶滅であり、おそらく樹木の進化によって引き起こされ、温室効果ガス（ CO2など）の枯渇や水の富栄養化につながったと考えられます。全種の70％が絶滅しました。[179]
3 度目の大量絶滅はペルム紀 - 三畳紀、または大絶滅イベントである。このイベントは、シベリア・トラップ火山イベント、小惑星の衝突、メタンハイドレートのガス化、海面変動、および大規模な無酸素イベントの組み合わせによって引き起こされた可能性がある。南極で提案されているウィルクスランドクレーター[180]またはオーストラリア北西海岸沖のベドアウト構造は、ペルム紀 - 三畳紀絶滅との衝突のつながりを示している可能性がある。しかし、これらまたは他の提案されているペルム紀 - 三畳紀境界クレーターが実際の衝突クレーターであるかどうか、またはペルム紀 - 三畳紀絶滅イベントと同時期に発生したかどうかは不明である。これはこれまでで最も致命的な絶滅であり、すべての科の約 57% とすべての属の 83% が死滅した。[181] [182]
4番目の大量絶滅は三畳紀-ジュラ紀の絶滅であり、このときほぼすべての単弓類と主竜類が絶滅したが、これはおそらく恐竜との新たな競争によるものと考えられる。[183]
5番目で最新の大量絶滅は、白亜紀-古第三紀の絶滅イベントです。6600万年前、10キロメートル（6.2マイル）の小惑星がユカタン半島沖（当時のローラシア大陸の南西端のどこか、現在のチクシュルーブクレーターがある場所）に衝突しました。これにより大量の粒子状物質と蒸気が大気中に放出され、太陽光を遮って光合成を阻害しました。鳥類以外の恐竜を含む全生物の75％が絶滅し、[184]白亜紀と中生代が終わりました。[要出典]
哺乳類の多様化
最初の真の哺乳類は、三畳紀後期までに世界中に広がった恐竜やその他の大型主竜類の影に隠れて進化した。最初の哺乳類は非常に小型で、捕食者から逃れるために夜行性だったと考えられる。哺乳類の多様化が本格的に始まったのは、白亜紀-古第三紀の絶滅イベントの後である。[185]暁新世初期までに地球は絶滅から回復し、哺乳類の多様性が増加した。アンブロケトゥスのような生物は海洋に進出し、最終的にはクジラに進化したが、[186]霊長類などの一部の生物は樹上で生活した。[187]このすべてが、南極とオーストラリアの間に環南極海流が形成され、地球規模の気象パターンが乱れた中期始新世から後期始新世の間に変化した。草のないサバンナが地形の大部分を占めるようになり、アンドリューサルクスなどの哺乳類が出現して史上最大の陸生捕食哺乳類となり、[188]バシロサウルスのような初期のクジラが海を支配しました。[要出典]
草の進化は地球の地形に著しい変化をもたらし、新たに作られた空き地は哺乳類をどんどん大きくすることになった。草は中新世に拡大し始め、中新世は多くの現代の哺乳類が初めて出現した時期である。パラケラテリウムやデイノテリウムのような巨大な有蹄類が草原を支配するように進化した。草の進化はまた霊長類を樹木から降ろし、人類の進化を開始させた。最初の大型ネコ科動物もこの時代に進化した。[189]テチス海はアフリカとヨーロッパの衝突によって閉ざされた。[190]
パナマの形成は、おそらく過去6000万年間で起こった最も重要な地質学的出来事でした。大西洋と太平洋の海流が互いに遮断され、メキシコ湾流が形成され、ヨーロッパが温暖化しました。陸橋により、南米の孤立した生物が北アメリカに移住できるようになり、その逆も同様でした。[191]さまざまな種が南に移動し、南米にはラマ、メガネグマ、キンカジュー、ジャガーが生息するようになりました。[要出典]
300 万年前、氷河期による劇的な気候変化を特徴とする更新世が始まりました。氷河期は、サハラアフリカにおける現代人の進化と拡大を招きました。支配的な大型動物は、その時までには亜熱帯世界の大半を占領していた草原を食べていました。氷に保持された大量の水により、北海やベーリング海峡などのさまざまな水域が縮小し、時には消滅しました。ベーリンジア沿いで大規模な移動が起こったと多くの人が信じており、それが今日、ラクダ(北米で進化して絶滅した)、馬(北米で進化して絶滅した)、およびネイティブアメリカンが存在する理由です。最後の氷河期の終わりは、人類の拡大と氷河期の大型動物の大規模な絶滅と一致していました。この絶滅は「第六の絶滅」と呼ばれています。
人類の進化
約600万年前に生息していたアフリカの小型類人猿は、その子孫に現代人とその近縁種であるチンパンジーが含まれる最後の動物であった。[101] [125] : 100–101 その系統樹のうち、生き残った子孫がいるのは2つの枝のみである。分岐後すぐに、理由は未だに不明であるが、一方の枝の類人猿は直立歩行能力を発達させた。[125] : 95–99 脳の大きさは急速に増大し、200万年前までにホモ属に分類される最初の動物が出現した。[167] : 300 同じ頃、もう一方の枝は一般的なチンパンジーの祖先とボノボの祖先に分岐し、すべての生命体で同時に進化が続いた。[125] : 100–101
火を制御する能力は、おそらくホモ・エレクトス（またはホモ・エルガスター）の頃に始まり、少なくとも79万年前[192]、おそらく150万年前から始まっていたと考えられる。[125] : 67 制御された火の使用と発見は、ホモ・エレクトスよりも古い可能性もある。火は、前期旧石器時代（オルドワン石器時代）のホモ・ハビリスや、パラントロプスなどの強力なアウストラロピテクスによって使用されていた可能性がある。[193]
言語の起源を突き止めるのはさらに困難で、ホモ・エレクトスが話せたのかどうか、あるいはその能力がホモ・サピエンスになるまで始まらなかったのかどうかは不明である。[125] : 67 脳のサイズが大きくなるにつれて、赤ちゃんは頭が骨盤を通過できなくなるほど大きくなる前に、より早く生まれるようになった。その結果、赤ちゃんはより可塑性を示し、学習能力が高まり、より長い期間の依存を必要とするようになった。社会的スキルはより複雑になり、言語はより洗練され、道具はより精巧になった。これがさらなる協力と知的発達に貢献した。[195] : 7 現代人（ホモ・サピエンス）は、約20万年前かそれ以前にアフリカで誕生したと考えられており、最も古い化石は約16万年前に遡る。[196]
霊性の兆候を示した最初の人類はネアンデルタール人（通常、子孫が生き残っていない別種として分類される）である。彼らは死者を埋葬したが、多くの場合、食べ物や道具の痕跡はなかった。[197] : 17 しかし、初期のクロマニヨン人 の洞窟壁画（おそらく魔術的または宗教的な意味を持っていた）[197] : 17–19 などのより洗練された信仰の証拠は、32,000年前まで現れなかった。[198]クロマニヨン人は、ヴィレンドルフのビーナスなどの石像も残しており、これもおそらく宗教的信仰を意味している。[197] : 17–19 11,000年前までに、ホモサピエンスは南アメリカの南端に到達していた。南アメリカは、（1820年まで発見されなかった南極を除く）最後の無人大陸であった。[199]道具の使用とコミュニケーションは改善し続け、対人関係はより複雑になりました。[要出典]
人類の歴史
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ホモ・サピエンスは、その歴史の90%以上にわたって、遊牧的な 狩猟採集民として小さな集団で生活していた。[195] :8 言語がより複雑になるにつれて、情報を記憶し伝達する能力が、新しい複製子、すなわちミームを生み出した。[200]アイデアは素早く交換され、世代を超えて受け継がれるようになった。文化的進化は急速に生物学的進化を上回り、歴史が始まった。紀元前8500年から7000年の間に、中東の肥沃な三日月地帯の人類は、動植物の組織的な飼育、すなわち農業を始めた。[201]これは近隣地域に広がり、他の場所でも独自に発展し、最終的にほとんどのホモ・サピエンスは農民として定住生活を送るようになった。すべての社会、特にオーストラリアのように栽培可能な植物種が乏しい孤立した地域の社会が遊牧生活を放棄したわけではない。[202]しかし、農業を採用した文明の間では、農業によってもたらされた相対的な安定性と生産性の向上により、人口が拡大することができた。[要出典]
農業は大きな影響を与え、人類はかつてないほど環境に影響を与え始めた。余剰食糧により僧侶や統治階級が生まれ、続いて分業が進んだ。これにより、紀元前4000年から3000年の間に中東のシュメールで地球初の文明が生まれた。 [195] : 15 古代エジプト、インダス川流域、中国でもすぐに追加の文明が生まれた。文字の発明により複雑な社会が誕生した。記録管理と図書館は知識の倉庫として機能し、情報の文化的伝達を促進した。人類はもはや生きるために全ての時間を働くことに費やす必要がなくなり、最初の専門職業（職人、商人、僧侶など）が可能になった。好奇心と教育が知識と知恵の追求を駆り立て、科学（原始的な形）を含むさまざまな分野が生まれた。その結果、最初の帝国のような、ますます大規模で複雑な文明が出現し、時には互いに貿易を行ったり、領土や資源をめぐって戦ったりしました。
紀元前500年頃までに、中東、イラン、インド、中国、ギリシャには高度な文明が存在し、時には拡大し、時には衰退しました。[195] : 3 紀元前221年、中国は単一の政体となり、東アジア全体に文化を広め、現在でも世界で最も人口の多い国です。この時期に、ヴェーダとして知られる有名なヒンズー教のテキストがインダス文明に生まれました。この文明は、戦争、芸術、科学、数学、建築の分野で発展しました。[要出典]西洋文明の基礎は、世界初の民主的な政府と哲学と科学の大きな進歩を伴った古代ギリシャと、法律、政府、工学の進歩を伴った古代ローマで主に形成されました。 [203]ローマ帝国は4世紀初頭にコンスタンティヌス帝によってキリスト教化され、 5世紀末までに衰退しました。 7世紀から、ヨーロッパのキリスト教化が始まり、少なくとも4世紀以来、キリスト教は西洋文明の形成において重要な役割を果たしてきました。[204] [205] [206] [207] [208] [209 ] [210] [211] 610年にイスラム教が創設され、すぐに西アジアの支配的な宗教になりました。知恵の家は、アッバース朝時代のイラクのバグダッドに設立されました。[212]ここは、イスラムの黄金時代、主要な知的中心地であったと考えられており、 9世紀から13世紀にかけて、モンゴル軍がバグダッドを占領した1258年まで、バグダッドとカイロのイスラム学者が活躍しました。 1054年にローマカトリック教会と東方正教会の間で大分裂が起こり、西ヨーロッパと東ヨーロッパの間に顕著な文化的違いが生じました。[213]
14世紀には、イタリアで宗教、芸術、科学の進歩とともにルネサンスが始まりました。 [195] : 317–319 当時、キリスト教会は政治的実体としてその力の多くを失いました。1492年、クリストファー・コロンブスがアメリカ大陸に到達し、新世界に大きな変化をもたらしました。ヨーロッパ文明は1500年から変化し始め、科学革命と産業革命をもたらしました。その大陸は世界中の人間社会に対して政治的、文化的支配力を及ぼし始め、この時代は植民地時代として知られています（大航海時代も参照）。[195] : 295–299 18世紀には、啓蒙時代として知られる文化運動がヨーロッパの精神をさらに形作り、世俗化に貢献しました。[要出典]
参照
- 宇宙の年表 – 宇宙の歴史と未来
- 詳細な対数タイムライン - 宇宙、地球、人類のタイムライン
- 地球の満ち欠け – 月から見た地球の満ち欠け
- 生命の進化の歴史
- 地球の未来 – 地球の長期的な地質学的および生物学的変化の推定
- 地球の地質史 – 地球の過去における主要な地質学的出来事の順序
- 地球規模の大災害リスク – 仮想的な地球規模の災害リスク
- 生命の進化の歴史のタイムライン
- 自然史の年表
注記
参考文献
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- ^ abcd グラッドスタイン、オッグ＆スミス 2004
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外部リンク
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- 進化のタイムライン ( Flash Player を使用)。アニメーション化された生命の物語は、ビッグバンから地球の形成、細菌や他の生物の発達、そして人類の出現まで、あらゆることを紹介します。
- 地球の歴史における25の最大の転換点BBC
- 地球の進化。地球の進化における最も重要な出来事のタイムライン。
- BBCの「In Our Time」で地球の起源について語る
- 地球の老化、BBCラジオ4のリチャード・コーフィールド、ヘイゼル・ライマー、ヘンリー・ジーとの討論（In Our Time、2003年11月20日）