生命環境史７大事変の実態と原因の解明 真実を知り、未来を予測する

参考書 ７章　6-13

Developments of Plants Extinction Events 1st Tree Developments of Plants 1st Seed 1st Forest Algeo et al., 1995

有機的土壌生成の増加 それまでの大陸は不毛な岩石に覆われていた 初期の植物の根は未発達 有機的土壌の生成に寄与していない 　　有機的土壌の生成に寄与していない 植物の進化により、地中深くまで根が浸透 　　有機的土壌の生成が増加 裸子植物の出現による森林拡大 　　有機的土壌の生成域も拡大 (Algeo and Scheckler, 1998)

Invasion of Land Vertebrate Plant Arthropod Modeled fluctuations in Late Paleozoic atmospheric oxygen concentration (□, ref. 4; ■, ref.3) in context with the timing of key terrestrial ecological events (text and arrows toward base) and major trends in wildfire occurrence (text and arrows toward top). Shaded area indicates the fire window. The charcoal/inertinite data used to support our interpretations are differentiated into clastic sediments (numbered circles) and coals (numbered squares). The key to these numbered data and its referencing is as follows: 1, Prídolí (13); 2, Lochkovian (13, 20); 3, Pragian/Emsian (21, 22); 4, Givetian (27, 84); 5, Frasnian (27, 84); 6, Famennian (29); 7, Famennian (23, 84); 8, Famennian (30, 31); 9, Famennian/Tournaisian (Bear Island, this report); 10, Tournaisian (40, 41); 11, Tournaisian (36); 12, Tournaisian (refs. 32, 34, and 85, Foulden, this report); 13, Viséan (33–35, 85, 86); 14, Viséan (refs. 37–39, Pettycur, this report); 15, Viséan (41, 87); 16, Serpukhovian (ref. 44, Douglas Coalfield, this report); 17, Bashkirian (5, 34, 51, 54); 18, Bashkirian (36, 50, 56); 19, Bashkirian (52, 88); 20, Moscovian (89–93); 21, Kasimovian/Gzhelian (57, 58, 94); 22, Cisuralian (Asselian-Kungurian), Europe (95); 23, Cisuralian, Southern Africa (63, 96–99); 24, Cisuralian, India (67, 100, 101); 25, Cisuralian, South America (102, 103); 26, Cisuralian, China (61, 62, 94, 104, 105); 27, Guadalupian/Lopingian (Roadian-Changsingian), Antarctica (106); 28, Guadalupian/Lopingian, Australia (refs. 74, 107, and 108, Swansea Head, this report); 29, Guadalupian/Lopingian, India (68, 96, 109, 110); 30, Guadalupian/Lopingian, China (111); 31, Guadalupian/Lopingian, Europe (14); 32, Guadalupian/Lopingian, China (15). Scott A C , and Glasspool I J PNAS 2006;103:10861-10865

Cretaceous-Paleogene boundary 過去６億年の海洋無脊椎動物の多様性 Paleozoic Mesozoic Cenozoic Cretaceous-Paleogene boundary Number of families 800 Mass extinctions Macroevolution Late Devonian 600 End-Ordovisian End-Permian End-Triassic 400 Cambrian fauna Modern fauna 200 Paleozoic fauna Ediacaran fauna P N 600 400 200 200 Geologic time （1 million years ago: 1 Ma） Present

鰭から腕へ 上腕骨にみられる多くの特徴をきちんと順序だててまとめるとこのような魚類から四肢動物へと移り変わる分岐図ができます。四肢動物になるにつれ、軸の平板化、上腕骨頭の伸長、腹側の著しい隆起の方向の変化が見られ、これらのことから、筋肉の増加と筋肉により伝わる機械的利益の増加、後ろへ向かう鰭から主な機能を支えるための横方向に向かう足への付属肢の再設定が示唆されます。また、四肢動物に向かうにつれて、尺骨が複数の関節とつながるようになる点や、手の構造につながる横方向の整列が見られます。 Shubin et al. (2006)

研究方法 主にクロロフィルの 側鎖のフィトール起源：Oxic, Anoxic 還元 土壌流出 続成 C 有機分子の保存状態の規格化 不完全燃焼 大規模火災

デボン紀後期大量絶滅： 土壌流入と海洋還元の証拠（有機分子） 不完全燃焼 Kaiho et al. (2013)

デボン紀後期大量絶滅のトリガーとプロセス 約４億−３億５千万年前 植物の陸上進出ー陸上森林化 Algeo et al. (1995) Algeo & Scheckler (1998, 2010) Kaiho et al. (2012) 背景 土壌形成 湿地帯発達、湿地帯に植物 トリガー 海進 土壌保持力弱い 新しい解釈 ？ 森林火災 海への土壌（栄養塩と泥）流入 得た証拠 藻類増加 バイオマーカー プロセス ベルギー フランス 海洋貧酸素化 浅海濁化 　整合的 石炭紀：寒冷乾燥気候、土壌保持力強い このプロセスでの大量絶滅は起きなく なった。 結果　浅海固着生生物の大量絶滅

Invasion of Land Vertebrate Plant Arthropod 湿地 Modeled fluctuations in Late Paleozoic atmospheric oxygen concentration (□, ref. 4; ■, ref.3) in context with the timing of key terrestrial ecological events (text and arrows toward base) and major trends in wildfire occurrence (text and arrows toward top). Shaded area indicates the fire window. The charcoal/inertinite data used to support our interpretations are differentiated into clastic sediments (numbered circles) and coals (numbered squares). The key to these numbered data and its referencing is as follows: 1, Prídolí (13); 2, Lochkovian (13, 20); 3, Pragian/Emsian (21, 22); 4, Givetian (27, 84); 5, Frasnian (27, 84); 6, Famennian (29); 7, Famennian (23, 84); 8, Famennian (30, 31); 9, Famennian/Tournaisian (Bear Island, this report); 10, Tournaisian (40, 41); 11, Tournaisian (36); 12, Tournaisian (refs. 32, 34, and 85, Foulden, this report); 13, Viséan (33–35, 85, 86); 14, Viséan (refs. 37–39, Pettycur, this report); 15, Viséan (41, 87); 16, Serpukhovian (ref. 44, Douglas Coalfield, this report); 17, Bashkirian (5, 34, 51, 54); 18, Bashkirian (36, 50, 56); 19, Bashkirian (52, 88); 20, Moscovian (89–93); 21, Kasimovian/Gzhelian (57, 58, 94); 22, Cisuralian (Asselian-Kungurian), Europe (95); 23, Cisuralian, Southern Africa (63, 96–99); 24, Cisuralian, India (67, 100, 101); 25, Cisuralian, South America (102, 103); 26, Cisuralian, China (61, 62, 94, 104, 105); 27, Guadalupian/Lopingian (Roadian-Changsingian), Antarctica (106); 28, Guadalupian/Lopingian, Australia (refs. 74, 107, and 108, Swansea Head, this report); 29, Guadalupian/Lopingian, India (68, 96, 109, 110); 30, Guadalupian/Lopingian, China (111); 31, Guadalupian/Lopingian, Europe (14); 32, Guadalupian/Lopingian, China (15). Scott A C , and Glasspool I J PNAS 2006;103:10861-10865

E O F/F P/T T/J 大気中酸素％：炭素ー硫黄循環モデルに炭素同位体比と硫酸塩硫黄同位体比 を入れた。 恐竜 動物 節足 脊椎 ほ乳類 Berner et al., 2007 現在の高度 0 m 相当 現在の高度 5000 m 相当

生命環境史７大事変の実態と原因の解明 真実を知り、未来を予測する

Land vertebrate in South Africa P/T Retallack et al., 2003

(Mammal like reptiles) Invertebrate Ma Vertebrate Plant Angiosperm Birds K/P 100 Mammals Modern type Dinosaurs Gymnosperm 200 P/T 300 Lycopsids (Ferns) Paleozoic type Paleozoic type Synapsida 400 (Mammal like reptiles) 500 Cambrian type Ediacaran type 600

Nepaの地質概図 オルドビス紀 後期カンブリア紀 中期カンブリア紀 前期カンブリア紀

パイプの生成

海深70m付近の温度が極大値を取る時期には赤道域には海棲爬虫類や魚類の化石は見つからず、そのほかの海の生物の化石量も少ない。 Lilliput effect　高温に適応した結果！！！ Genera 属 Species 種 海深70m付近の温度が極大値を取る時期には赤道域には海棲爬虫類や魚類の化石は見つからず、そのほかの海の生物の化石量も少ない。 三畳紀初期の赤道域の陸上では針葉樹が生息できず、シダ類が生息していた。 環境がもとにもどると生物多様性は回復していく。その際、全体的に大きさが小さくなる。

P-T境界の大量絶滅後の生物量の回復、小さい生物群の繁栄、三畳紀前期の石炭堆積の欠如がみられるのもその大量絶滅を反映していると考えられている。

O3 O2 CH3Cl CH4 ボックスモデル: 対流圏化学反応 反応速度 有機物・石炭燃焼 海洋還元 シベリア巨大 玄武岩火山 CO2増 ペルム紀末大量絶滅の トリガーとプロセス No decrease O2 10 % decrease decrease 約２億５千万年前 ボックスモデル: 対流圏化学反応 反応速度 CH3Cl Kaiho and Koga, 2013 CH4 Beerling et al. (2007) 海中大量絶滅 浅海へH2S 有機物・石炭燃焼 Song et al., 2014 海洋還元 Grice et al., 2005; Kaiho et al., 2012 シベリア巨大 玄武岩火山 CO2増 Global Warming 陸上大量絶滅 トリガー

下記の設問に対する回答をミニットペーパーに書いて提出せよ。 デボン紀後期の大量絶滅時の海洋環境と栄養塩と植物進化 　の関係は？　(２行） なぜ、石炭紀に酸素が増えたのか？その結果出現した生物は？　 　　（１行） 森林火災の証拠はなにか？　(１語） ペルム紀後期とペルム紀末の大量絶滅時に陸上で起きた事件 　　は？（１語）　 5. ペルム紀末の大量絶滅時の海洋環境は？　(１行）