ターンオーバーパルス仮説

古生物学者エリザベス・ヴルバが提唱したターンオーバー・パルス仮説は、気候や生態系の大きな変化は、しばしば複数の異なる系統にわたる急速な絶滅と新しい種の急速なターンオーバー（「パルス」）の期間をもたらすことを示唆している。変化には、気候変動、プレートの変動、大災害などが含まれる。^{[1]これは、}進化的放散の概念を単一の系統から複数の系統の文脈に拡張したものと見ることができる。^[2]

生態系は定期的に大きな混乱を経験し、大量絶滅や種分化を引き起こします。ヴルバは、気候の変化が物理的環境への影響を通じて「動物の個体群を地理的および遺伝的に隔離されたグループに分割」し、その後、別々の種に進化すると主張しています。彼女はまた、生態系内では、異なる動物のグループでほぼ同時にこれが起こり、複数の系統にわたる「同期パルス」が作成されるはずだと予測しています。^[3]

この仮説は、アフリカのレイヨウに見られるさまざまな進化のパターンを説明するために立てられた。ヴルバは、東アフリカの哺乳類は280万年から250万年の間に気温の大きな変動によって急速な絶滅と種分化を経験したと主張した。^{[4]この出来事の間、多くの種が今では居住不可能な}生息地から移動しようとし、後に新しい環境でさまざまな適応を発達させて、ヴルバが調査したレイヨウのように森林の草食動物から草原の草食動物に進化したさまざまな種に進化したと仮説は述べている。^{[5]ヴルバは、さまざまな系統がすべて同期して気候イベントに合わせて適応するという考えを}オモ川流域 のげっ歯類の化石記録から支持した。

ヴルバは後に、これらの変化が、他のホミニンとは異なるホモ属の出現のきっかけであると提唱し、その時期はほぼこの頃とされている。^[6]これは、乾燥化の進行によりサバンナが成長・拡大し、ホミニンが木から降りて二足歩行する必要が生じたとするサバンナ仮説（または「乾燥仮説」）と一致している。道具を含む最古の考古学的遺跡もこの時期に遡る。 ^{[7]しかし、}ホモ属が気候イベント以前にすでに進化していた 可能性も残っている。 ^[5]

主な反対の見解は、リー・ヴァン・ヴァレンが提唱した「赤の女王仮説」であり、絶滅はパルスではなく一定のターンオーバーで起こると主張している。^[8]

250万年前と推測される劇的な変化が起こった当時のトゥルカナ盆地の化石を研究した結果、適応率はターンオーバー・パルス仮説で予測されていたよりも大幅に低く、数十万年で90%の種の入れ替わりではなく、100万年の間に50%から60%の種の入れ替わりが起こったことが判明した。 ^{[9] [10]}この食い違いの説明として提案されているのは、「時代を通じた化石の豊富さの変化がヴルバのデータを歪め、偽のピークを作り出した」、または「当時は森林に囲まれた川があったトゥルカナ地溝帯が劇的な気候変化から緩衝されていた」ということである。

280万年から250万年前のどこかの時点で、より寒冷で乾燥した気候に変化したという考えは広く受け入れられている（そして、海底の堆積層の組成によって裏付けられている）^[5]が、東アフリカのさまざまな種の間で適応のピークが異なる時期に記録されており、「大型哺乳類の証拠は、鮮新世後期の動物相の変化という考えと一致しているが、 [...] 現在、その範囲と正確な日付については合意が得られていない」^{[7] 。}

大規模な気候イベントが広範囲にわたる絶滅を引き起こすというコンセンサスがある一方で、東アフリカやその他の地域での研究では、同期した進化や種分化をもたらすパルス状のイベントは特定されておらず、これはおそらく地域の条件に依存していると考えられます。^[4]