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| プロトタキシテス 時間範囲:
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| P. loganiiの分岐頂点、「シュネムンクの木」 | |
科学的分類 
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| ドメイン： | 真核生物 |
| 王国： | 菌類 |
| 語幹グループ: | 子嚢菌類 |
| 家族： | †プロトタキシタ科 ヒューバー |
| 属: | †プロトタキシテス ・ドーソン1859 |
| タイプ種 | |
| プロトタキシテス・ロガニ ドーソン、1859
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| 種 | |
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| 同義語 | |
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プロトタキシーテス （ˌ p r oʊ t oʊ ˈ t æ k s ɪ t iː z ）は、シルル紀後期からデボン紀後期にかけて生息していた絶滅した陸生 菌類の属である。 [1] [2]プロトタキシーテスは、最大幅1メートル（3フィート）、長さ8メートル（26フィート）に達する大きな幹のような構造を形成し、 [3]直径約50マイクロメートル（0.0020インチ）の絡み合った管で構成されており、当時としては断然最大の陸生生物であった。
プロトタキシテスの分類学は長い間議論の対象となってきた。プロトタキシテスは菌類であると広く考えられているが、議論は続いている。[3]現存する菌類の系統との正確な関係は不明である。プロトタキシテスは多年草で、数年かけて成長する生物であったことはほぼ確実である。多くの現代の菌類のように腐生栄養性であった、または地衣類化した独立栄養生物であったなど、いくつかの生態学が提唱されている。[1]
形態学
直径最大1メートル（3フィート3インチ）、高さ8.8メートル（29フィート）のプロトタキサイト化石は、その存在した時代に発見された生物の中では群を抜いて最大のものである。遠くから見ると、化石は木の幹の形をしており、根元近くでわずかに広がっており、保存されていない根のような構造とのつながりを示唆している。[4]プロトタキサイトがかつて「根」で占められていた空間を表す可能性のある充填鋳型は、デボン紀前期の地層によく見られる。[5]同心円状の成長輪には、埋め込まれた植物質が含まれることもあり、[6]外層が加わることで生物が散発的に成長したことを示唆している。保存された幹のような構造は、菌類の子実体、または胞子体を表しており、分散した糸状の網（菌糸）である菌糸体によって栄養を与えられたと考えられる。顕微鏡レベルで見ると、化石は互いに絡み合う細い管状の構造でできている。この構造には2つの種類がある。直径20～50 マイクロメートル （μm）の骨格管は壁が厚く（2～6μm）、全長にわたって分割されていない。生殖フィラメントはより細く（直径5～10μm）、頻繁に枝分かれしており、互いに絡み合って生物の基質を形成する。これらの細いフィラメントは隔壁があり、つまり内壁を持っている。これらの隔壁は有孔で、つまり生殖孔があり、これは現代の紅藻類と菌類にのみ見られる特徴である。[7]
これらの管が初期の植物 ネマトタラスの構造に似ていることから、後者はプロトタキシテスの葉を表しているのではないかという説が浮上した。この仮説にとって残念なことに、この2つが接続して発見されたことは一度もないが、これは生物の死後に分離した結果である可能性がある。[8]
研究の歴史
1843年に初めて収集されたプロトタキシテスの化石[9]は、14年後にカナダの科学者ジョン・ウィリアム・ドーソンによって研究され、彼はそれを部分的に腐った巨大な針葉樹で、それを分解していた菌類の残骸が含まれていると説明しました。[10] [11] [6]この概念は、1872年にライバルの科学者ウィリアム・カラザースがこのアイデアを嘲笑するまで議論されませんでした。[12]彼は非常に熱心だったので、プロトタキシテス（大まかに翻訳すると「最初のイチイ」[13]）という名前を非難し、ネマトフィカス（「糸状の藻類」[14]）という名前を採用するよう主張しました[6]。これは科学的慣習に強く反する動きでした。[15]ドーソンは、微細構造の研究によって彼の立場が支持できないことが明らかになるまで、断固として元の解釈を擁護しようとした。そこで彼はすぐにこの属をネマトフィトン（「糸状の植物」）と名付け、木であると考えたことは一度もないと激しく否定して、自らその属名を変更しようとした。[6]この属名を変更しようとする政治的な試みにもかかわらず、植物命名法の規則により、「プロトタキシテス」という名前は、意味がいかに不適切であっても、今日でも使用され続けている。
この生物が陸上で生育したという圧倒的な証拠があるにもかかわらず、[16] [17]巨大な海藻であるというカラザースの解釈は、1919年にアーサー・ハリー・チャーチが、カラザースが菌類である可能性を否定しすぎたと示唆した際に一度だけ異議を唱えられた。[18]現存するどのグループにも特徴的な特徴がないため、確固たる仮説を提示することは困難であった。 [6]この化石は謎に包まれたまま議論の対象となった。 20年間の研究を経て、2001年にワシントンDCの国立自然史博物館のフランシス・ヒューバーが、プロトタキシテスをその位置に置こうとする待望の論文を発表したのは、ようやくのことである。この論文は、その形態に基づいて、プロトタキシテスは菌類であると推論した。[6]
この考えは不信、否定、そして強い懐疑論をもって受け止められたが、それを裏付ける更なる証拠が出てきている。[19] 2007年、シカゴ大学のヒューバーとケビン・ボイスを含むチームによる同位体分析[3]により、プロトタキサイトは巨大菌類であると結論付けられた。彼らはプロトタキサイト標本の炭素同位体比の値に非常にばらつきがあることを検出した。同時期に生息する独立栄養生物（光合成によって生計を立てる植物や藻類などの生物）は同じ（すなわち大気）炭素源を利用する。同種の生物は同じ化学機構を共有するため、この大気の組成を一定の炭素同位体痕跡で反映する。プロトタキサイトにおいて観察された矛盾した比率は、生物が光合成によって生き延びなかったことを示しているようで、ボイスのチームは生物が近くにいた他の生物の残骸など、さまざまな基質を食べていたと推測した。[3]しかし、この生物の巨大な体には、必要なバイオマスを蓄積するのに十分な有機炭素を得るために、地下菌糸の広範なネットワークが必要である。根のような構造は状況的にプロトタキシテスの根粒菌であると解釈されており、この生物が地上の体を支えるために栄養素を長距離輸送している可能性を裏付けている。[20]
最近の研究では、プロトタキシテスは苔類の束を巻き上げたものであると示唆されているが[21]、この解釈には大きな困難がある。[22]
類似の属であるネマタスケトゥムも、軸の束の中に縞模様と分岐した管があり、菌類のようです。[23]
2021年、グレゴリー・レタラックは、テネシー州ダグラス・ダムのレノア石灰岩のダグラス湖層中期オルドビス紀ダリウィリアン期から新種プロトタキサイト・ホネッゲリを記載した。これはプロトタキサイト属の最古の出現を示している。 [24]いくつかの研究ではこの属のオルドビス紀起源について言及されているが、[2]レタラックの研究に言及して、古植物学者ダイアン・エドワーズは「診断的特徴がない場合、そのような断片的な有機物は誤って解釈され、信じがたい帰属につながる可能性がある」とコメントした。[25]ネルソンとボイス（2022）は、レタラックの研究に言及して、この属の最初の出現はシルル紀後期であったと主張した。[1]
2022年の論文では、プロトタキシテスは従来の直立した成長という見方とは対照的に、横向きに成長し、おそらく部分的には地下に潜っていた菌類の根粒菌であると示唆された。 [2]
生態学的背景
シカゴ大学の研究チームは、プロトタキシテスを枝分かれのない円柱状の構造物として再現した。 [26]プロトタキシテスは当時、断然最も背の高い生物であった。比較すると、同時代の植物クックソニアは高さがわずか6センチメートル（2.4インチ）で、その下に生えている「苔の森」よりも高くそびえ立ち、無脊椎動物が他の唯一の陸生多細胞生物であった。プロトタキシテスは、その高い円柱状の構造を胞子散布に利用した可能性がある。あるいは、プロトタキシテスが光合成構造を持っていたとしたら、高さによって光を捕らえる能力が高まっただろう。[4]藻類によく関連付けられる生体分子 の存在は、プロトタキシテスが共生または寄生藻類に覆われ、本質的に巨大な地衣類であったこと、あるいはそれ自体が藻類であったことを示唆している可能性がある。 [4] [27] [28]しかし、プロトタキシテスの標本間の同位体シグネチャδ13Cの比率の変動は、それが従属栄養生物であったことを示唆している。[1]
プロトタキシテスの菌糸（糸）は、維管束植物の組織に侵入して化石化した。[6]一方、プロトタキシテスに動物が生息していた証拠もある。いくつかの標本では迷路のような管が見つかり、菌類が空隙に再成長していたことから、プロトタキシテスの絶滅 はそのような活動によって引き起こされたのではないかと推測されている。[6]しかし、プロトタキシテスの節足動物の穿孔跡はデボン紀前期と後期から見つかっており、この生物が何百万年も穿孔のストレスに耐えてきたことを示唆している。[29]興味深いことに、プロトタキシテスに穿孔跡が現れたのは、植物が構造的に同等の木質の茎を発達させるはるか以前であり、植物が進化したときに穿孔虫が植物に移った可能性がある。[29]プロトタキシテスは維管束植物が台頭するにつれてデボン紀後期に絶滅した。[4]
大衆文化において
架空の種であるP. stellaviatori は、 『スタートレック:ディスカバリー』に、同名の宇宙船の駆動機構の重要な構成要素として登場します。
参考文献
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外部リンク
- プロトタキシテスの分類の画像と考察
- 「謎の化石は巨大な菌類であることが判明」ABC News Online 2007-04-23 2007-04-23閲覧。
- Brahic, Catherine ( 2007-04-24 ). 「謎の先史時代の化石は巨大菌類と確認される」。New Scientist。2014-07-27閲覧。
- シュルツ、コリン (2013-07-17)。「樹木が陸地を占領するずっと前から、地球は巨大なキノコで覆われていた」。スミソニアン。2014-07-27閲覧。
- (リンク切れ)ポール・スタメッツのTEDトーク「プロトタキシテス」5分59秒
更新: https://www.ted.com/talks/paul_stamets_6_ways_mushrooms_can_save_the_world