古生代

古生代（/ ˌ p æ l i . ə ˈ z oʊ . ɪ k , - i . oʊ -, ˌ p eɪ -/ PAL-ee-ə-ZOH-ik , -⁠ee -oh- , PAY- ; ^[1]またはPalaeozoic）時代は、顕生代における3つの地質時代の最初の時代です。5億3880万年前（Ma）に始まり、新原生代（原生代最後の時代）に続き、2億5190万年前の中生代開始時に終わります。^[2]古生代は、6つの地質時代に細分化されています（古いものから新しいものの順）。

いくつかの地質学的年代尺度では、古生代を非公式に前期と後期のサブ紀に分けています。前期古生代はカンブリア紀、オルドビス紀、シルル紀から成り、後期古生代はデボン紀、石炭紀、ペルム紀から成ります。^[3]

古生代という名称は、1838年にアダム・セジウィック（1785–1873）によって初めてカンブリア紀とオルドビス紀を表すために使用されました^{[4] 。1840年に}ジョン・フィリップス（1800–1874）によって再定義され、カンブリア紀からペルム紀までをカバーするようになりました^{[5] 。これは}ギリシャ語の palaiós（παλαιός、「古い」）とzōḗ （ζωή、「生命」）に由来し、「古代の生命」を意味します^{[6] 。}

古生代は、地質、気候、進化の面で劇的な変化があった時代でした。カンブリア紀は、地球の歴史上最も急速かつ広範囲にわたる生命の多様化（カンブリア爆発）が見られ、ほとんどの現代の門が初めて出現した時代です。節足動物、軟体動物、魚類、両生類、爬虫類、単弓類はすべて古生代に進化しました。生命は海で始まりましたが、やがて陸上に移行し、古生代後期までには原始的な植物の大森林が大陸を覆い、その多くがヨーロッパと北アメリカ東部の炭層を形成しました。この時代の終わりに向けて、大型で洗練された単弓類と双弓類が優勢になり、最初の現代植物（針葉樹）が出現しました。

古生代は顕生代最大の絶滅イベント^[a]であるペルム紀-三畳紀絶滅イベントで終わりを迎えました。この大惨事の影響は非常に壊滅的で、陸上の生命が回復するまでに中生代に入って3000万年かかりました。^[7] 海中の生命の回復ははるかに早かった可能性があります。^[8]

古生代基底期は、地質学上の時間の主要な区分の1つであり、原生代と顕生代、古生代と新原生代、エディアカラ紀とカンブリア紀の区分を表しています。^{[9]アダム・セジウィックが1835年に古生代と名付けたとき、彼は}三葉虫が優勢な動物相の存在によって示されるように、岩石記録で複雑な生命が初めて出現した時期を基底期と定義しました。^[4]それ以来、古い岩石層での複雑な生命の証拠が増加し、20世紀後半までには、初期の骨格化石としても知られる小型貝類動物相（SSF）の最初の出現が古生代基底期のマーカーと見なされるようになりました。しかし、SSFは炭酸塩堆積物中によく保存されているのに対し、エディアカラ紀からカンブリア紀の岩石層の大部分は珪質砕屑岩で構成されており、骨格化石はほとんど保存されていません。[ ^9]このため、国際層序委員会（ICS）は、複雑な生命の指標として生痕化石を使用しています。^[10]後期の化石記録とは異なり、カンブリア紀の生痕化石はさまざまな堆積物や環境で保存されており、世界中のさまざまな場所の相関関係を調べるのに役立ちます。生痕化石は、それを作った生物の体制の複雑さを反映しています。エディアカラ紀の生痕化石は、単純で水平に近い摂食の痕跡です。より複雑な生物が進化するにつれて、そのより複雑な行動は、残された生痕化石の多様性と複雑さの増大に反映されました。^[9] 20年に及ぶ審議の末、ICSはニューファンドランド島ビュリン半島のフォーチュンヘッドを、トレプティクヌス・ペダムの痕跡化石群の基底、エディアカラ紀のプロブレマティカ化石であるハルラニエラ・ポドリカとパレオプサシクヌスの最後の出現のすぐ上にある基底カンブリア紀全球標準断面および地点（GSSP）として選定した。^[10]顕生代、古生代、カンブリア紀の基底は5億3880万年前とされ、現在は三葉虫とSSFが初めて出現した場所の真下に位置している。^{[9] [10]}

古生代と中生代、およびペルム紀と三畳紀の境界は、コノドント Hindeodus parvusの初出現によって特徴づけられる。これは、ペルム紀末の大量絶滅と環境変化の後の回復の始まりに関連する、世界で初めての生物層序学的イベントである。非海洋地層では、同等のレベルはペルム紀のディキノドン四肢動物の消失によって特徴づけられる。^[11]これは、シベリア・トラップ洪水玄武岩の噴火、温室気候の始まり、海洋の無酸素状態と酸性化、および結果として生じる大量絶滅など、以前はペルム紀と三畳紀の境界を示すと考えられていたイベントが、現在ではペルム紀後期のものであると見なされていることを意味する。^[11] GSSP は中国南部の浙江省眉山付近にある。境界のすぐ上と下にある火山粘土層の放射年代測定では、その年代は251.902+/-0.024Maという狭い範囲に限定されている。 ^[11]

古生代の初めには、超大陸パンノティアの分裂が見られました^{[12] [13]} そして、超大陸パンゲアが形成される間に終わりました。^[14] パンノティアの分裂は、イアペトゥス海と他のカンブリア紀の海の開口とともに始まり、海面の劇的な上昇と一致しました。^[15] 古気候研究と氷河の証拠は、中央アフリカが古生代初期には極地にあった可能性が高いことを示しています。 パンノティアの分裂の後には、巨大な大陸ゴンドワナが形成されました（5億1千万年前）。 古生代中期までに、北アメリカとヨーロッパの衝突によりアカディア・カレドニア隆起が生じ、沈み込むプレートがオーストラリア東部を隆起させました。古生代後期には大陸衝突によりパンゲア超大陸が形成され、アパラチア山脈、カレドニア山脈、ウラル山脈、タスマニア山脈などの大山脈が形成された。^[14]

カンブリア紀は5億3900万年から4億8500万年前まで続き、顕生代古生代の最初の時代である。カンブリア紀はカンブリア爆発と呼ばれる進化のブームの時期であり、地球の歴史上、単一時代で最多の生物が進化した。藻類などの生物が進化したが、この時代に最も広く見られたのは三葉虫のような装甲節足動物だった。ほぼすべての海洋門がこの時代に進化した。この時期に超大陸パンノティアが分裂し始め、その大部分は後に超大陸ゴンドワナとなった。^[16]

オルドビス紀は、4億8500万年前から4億4400万年前まで続いた。オルドビス紀は、原始的な魚類、頭足動物、サンゴなど、現在でも広く見られる生物群の多くが進化した地球の歴史の時代である。しかし、最も一般的な生命形態は、三葉虫、巻貝、貝類であった。最初の節足動物は、空っぽだったゴンドワナ大陸に上陸し、そこに定着した。オルドビス紀の終わりまでに、ゴンドワナは南極に達し、初期の北アメリカはヨーロッパと衝突し、その間の海は閉じられていた。アフリカの氷河作用により海面が大幅に低下し、ゴンドワナ沿岸に定着したすべての生命が死滅した。氷河作用は、海洋無脊椎動物の60％と科の25％が絶滅したオルドビス紀-シルル紀の絶滅事象を引き起こした可能性があり、顕生代で最初の大量絶滅事象であり、2番目に致命的な大量絶滅事象であると考えられています。^{[a] [17]}

シルル紀は、4億4400万年前から4億1900万年前まで続いた。シルル紀には、地球が前回の氷河期から回復するにつれて、生命の若返りが見られた。この時代には、顎のない魚の数が増え、顎のある魚が進化し、最初の淡水魚が進化するなど、魚類の大規模な進化が見られたが、ウミサソリなどの節足動物は依然として頂点捕食者であった。初期のクモ形類、菌類、ムカデなど、完全に陸生の生物が進化した。維管束植物（クックソニア）の進化により、植物は陸上に足場を築くことができた。これらの初期の植物は、陸上のすべての植物の先駆けとなった。この時代には、ゴンドワナ大陸（アフリカ、南アメリカ、オーストラリア、南極、シベリア）、ローレンシア大陸（北アメリカ）、バルティカ大陸（北ヨーロッパ）、アバロニア大陸（西ヨーロッパ）の4つの大陸があった。近年の海面上昇により、多くの新しい種が水中で繁栄するようになった。^[18]

デボン紀は4億1900万年前から3億5900万年前まで続いた。「魚の時代」としても知られるデボン紀は、ダンクルオステウスのような装甲魚や、最終的に最初の四肢動物に進化した肉鰭類など、魚類の大きな多様化を特徴としていた。陸上では、植物がリグニンを生成し、背が高くなり、維管束組織が発達したデボン紀爆発と呼ばれる出来事で植物群が急速に多様化した。最初の樹木と種子が進化した。これらの新しい生息地は、節足動物の多様化をさらに進めた。最初の両生類が現れ、魚類が食物連鎖の頂点を占めた。地球の顕生代における2番目の大量絶滅イベント（いくつかの小規模な絶滅イベントのグループ）である後期デボン紀絶滅では、現存する種の70％が絶滅した。^{[a] [19]}

石炭紀は、この時期に堆積した大規模な石炭鉱床にちなんで名付けられました。この時代は3億5900万年前から2億9900万年前まで続きました。この時期、地球の平均気温は非常に高く、石炭紀前期の平均気温は約20℃でした（石炭紀中期には10℃まで下がりました）。^{[20]この時代の重要な進化的発達は、}有羊膜卵の進化であり、これにより両生類は内陸部まで移動できるようになり、この時期を通じて優勢な脊椎動物であり続けました。また、沼地では最初の爬虫類と単弓類が進化しました。石炭紀を通じて寒冷化傾向があり、ペルム紀-石炭紀氷河期または石炭紀熱帯雨林の崩壊につながりました。ゴンドワナ大陸はその多くが南極周辺に位置していたため、氷河に覆われていました。^[21]

ペルム紀は2億9900万年から2億5200万年前まで続き、古生代最後の時代でした。この時代が始まると、すべての大陸が集まって超大陸パンゲアが形成され、パンサラッサと呼ばれる1つの海に囲まれていました。この時代、パンゲア内部の気候は大きな水域によって調節されていなかったため、陸地は非常に乾燥しており、厳しい季節がありました。新しい乾燥した気候の中で、双弓類と単弓類が繁栄しました。ディメトロドンやエダフォサウルスなどの生物が新しい大陸を支配しました。最初の針葉樹が進化し、陸上の景観を支配しました。しかし、ペルム紀の終わり近くには、パンゲアはさらに乾燥しました。内部は砂漠で、スクトサウルスやゴルゴノプシッドなどの新しい分類群がそこを埋め尽くしました。最終的に、彼らは地球上の全生命の95％とともに、「大絶滅」として知られる大災害で姿を消しました。これは顕生代における3番目で最も深刻な大量絶滅でした。^{[a] [22] [23]}

カンブリア紀初期の気候は、おそらく最初は穏やかだったが、顕生代で2番目に大きい持続的な海面上昇が始まるにつれて、カンブリア紀の間に温暖化した。しかし、この傾向を相殺するかのように、ゴンドワナ大陸は南に移動し、オルドビス紀には西ゴンドワナ大陸（アフリカと南アメリカ）の大部分が南極の真上に位置していた。

古生代初期の気候は強い帯状性を持っていたため、抽象的な意味での「気候」は温暖化したが、当時のほとんどの生物の生息域である大陸棚の海洋環境は着実に寒冷化していった。しかし、バルティカ（北ヨーロッパとロシア）とローレンシア（北アメリカ東部とグリーンランド）は熱帯地域に留まり、中国とオーストラリアは少なくとも温暖な海域にあった。古生代初期は、短いが明らかに厳しいオルドビス紀後期氷河期で、かなり突然に終わった。この寒波は顕生代で2番目に大規模な絶滅を引き起こした。 ^{[24] [a]}時が経つにつれ、温暖な気候は古生代へと移行した。

オルドビス紀とシルル紀は温暖な温室時代で、古生代で最も海面が高く（現在の海面より200メートル高い）、温暖な気候は3000万年間の寒冷期、すなわち前期古生代氷期によってのみ中断され、 4億4500万年前のオルドビス紀末期のヒルナンティアン氷河期で最高潮に達した。 ^[25]

中期古生代はかなり安定した時代だった。海面は氷河期と同時に低下したが、シルル紀とデボン紀を通じてゆっくりと回復した。バルティカとローレンシアがゆっくりと融合し、ゴンドワナ大陸の一部が北に移動したことで、比較的暖かく浅い海底の新しい地域が数多く生まれた。大陸縁辺に植物が定着するにつれて、酸素レベルは上昇し、二酸化炭素は減少したが、その変化はそれほど劇的ではなかった。南北の温度勾配も緩和されたようで、後生動物の生命が単により丈夫になったか、あるいはその両方だった。いずれにせよ、南極大陸と西ゴンドワナ大陸の極南の大陸縁辺はますます不毛な土地ではなくなった。デボン紀は一連のターンオーバーの波で終わり、中期古生代の脊椎動物の生命の多くを死滅させたが、種の多様性は全体的に目立ったほどには減少しなかった。

後期古生代については、未解決の疑問が数多くある。ミシシッピ紀（石炭紀初期）は、大気中の酸素が急増して始まったが、二酸化炭素は過去最低にまで急落した。このため気候が不安定になり、石炭紀には 1 回、おそらくは 2 回の氷河期が訪れた。これらは、後期オルドビス紀の短い氷河期よりもはるかに厳しかったが、このときは世界の生物相への影響は重要ではなかった。キズラリア紀までには、酸素と二酸化炭素はともに通常のレベルまで回復した。一方、パンゲアの集合により、極端に気温の変動の激しい広大な乾燥内陸地域が形成された。ロピンギアン紀は、海面低下、二酸化炭素の増加、および全般的な気候悪化と関連しており、ペルム紀の絶滅という荒廃に至った。

マクロ的な植物は古生代初期、おそらくはそれ以前の新原生代後期に出現したが、植物は主に水生のままで、約4億2千万年前のシルル紀に陸上に移行し始めた。陸生植物は石炭紀に最盛期を迎え、ユーラメリカの熱帯地帯には高くそびえるリコプシド熱帯雨林が広がっていた。気候変動により石炭紀熱帯雨林が崩壊し、この生息地は分断され、石炭紀後期からペルム紀にかけての植物の多様性は減少した。^[26]

古生代の生物の注目すべき特徴は、カンブリア紀の初めにほぼすべての無脊椎動物門が突如大量に出現したことだ。最初の脊椎動物は原始的な魚類の形で出現し、シルル紀とデボン紀に大きく多様化した。陸地に進出した最初の動物は節足動物だった。一部の魚類は肺と強力な骨質の鰭を持ち、3億6750万年前のデボン紀後期には陸に這い上がることができた。鰭の骨はやがて脚へと進化し、3億9000万年前に最初の四肢動物となり、肺を発達させ始めた。両生類は石炭紀中期まで四肢動物の支配的存在だったが、気候変動によりその多様性は大きく減少した。その後、爬虫類が繁栄し、ペルム紀後期までに数と種類を増やし続けた。^[26]

古生代の海洋動物相は、現代に比べて捕食動物が著しく少なかった。捕食動物は古生代群集の動物相の約 4% を占めたが、温帯の新生代群集では 17%、熱帯の新生代群集では 31% を占めた。軟質基質の古生代群集では内生動物が 4% を占めたが、新生代群集では約 47% を占めた。さらに、外乱に容易に適応できる通性運動動物は古生代には非常に少なく、そのような生物は群集の 1% を占めたのに対し、新生代動物群集では 50% を占めた。基質に縛られない非運動動物は新生代では非常に稀であったが、古生代には豊富に存在した。^[27]

古生代の植物プランクトンは、全体的に栄養分が乏しく、栄養分の乏しい環境条件に適応していた。この植物プランクトンの栄養分の乏しさが、古生代の生物多様性が比較的低いことの説明として挙げられている。^[28]

• 地質年代尺度 – 地質層と時間を関連付けるシステム
• 先カンブリア時代 – 46億～5億3900万年前の地球の歴史
• 新生代 – 顕生代第三紀
• 中生代 – 顕生代第二紀: 約2億5200万～6600万年前
• 顕生代 – 地質年代スケールの4番目で現在の時代

ウィキメディア・コモンズには、古生代に関連するメディアがあります。

Wikisourceには、このトピックに関するオリジナルの作品があります:古生代

• 古生代有孔虫の画像60枚以上
• 古生代（年代層序スケール）