カナダ北西部の古代の岩石に、海綿動物と一致する構造が含まれていることが発見されました。8億9000万年前のもので、地球上で知られている最古の動物化石である可能性があります。
地球上に単純な単細胞生命体が初めて現れたのは約34億年前ですが、より複雑な動物が出現するまでにはしばらく時間がかかりました。複雑な生命体が出現したカンブリア爆発は約5億4000万年前に起こり、これは紛れもなく記録に残る最古の海綿動物の化石と一致しています。
2018年、6億6000万年前から6億3500万年前の岩石からステロイド（既知のバイオマーカー）が発見され、海綿動物の出現はカンブリア紀より少なくとも1億年前の原生代新世に遡るとされました。現代の海綿動物の遺伝子解析も同様に、これらの海生生物の起源が古く、地球上に最初に現れた動物が海綿動物であったという説をさらに強固なものにしています。
スウェーデン、ウプサラ大学の生物学者で、今回の研究には関わっていないものの海綿動物の専門家であるパコ・カルデナス氏は、化石記録と化学的証拠およびDNAの証拠との間のこの矛盾は「ここ数年、盛んに議論されてきた」と述べた。だからこそ、地球上のあらゆる動物の起源を理解する上で重要な意味を持つ今回の発見は重要なのだ。
カナダのサドベリーにあるローレンシャン大学のエリザベス・ターナー氏は、ネイチャー誌に掲載された新しい論文の唯一の著者であり、カナダのノースウェスト準州のストーンナイフ層にある8億9000万年前のリトルダル岩礁から採取された岩石で発見された化石のような構造物の発見について報告している。
「これらの化石が海綿動物の化石であると確認されれば、化石記録における最初の動物化石となることは間違いありません。そうなれば、動物の出現はカンブリア紀より3億5000万年前まで遡ることになります」とカルデナス氏はメールで説明した。今回の発見は「これまでの証拠を最終的に一致させる可能性がある」一方で、「新たな疑問も生じている」と付け加えた。
顕微鏡で岩石を観察すると、ターナーは方解石の結晶に覆われた管状の構造物に気づきました。これらの特徴は、角質海綿動物の繊維状の骨格に驚くほど似ており、太古の生物の腐敗によって形成されたものだと彼女は主張しています。角質海綿動物は今も存在しており、もしかしたらお風呂用のスポンジとして使っている人もいるかもしれません（つまり、人類はお風呂用のスポンジの子孫なのかもしれません。スポンジ・ボブの大ファンである私は、その説にとても納得しています）。
ターナーは、化石材料の構成により、微細構造に関する他の解釈を排除することができた。
「それは小さな管が枝分かれして再び合流し、複雑な三次元の網目構造を形成しています」と彼女はメールで述べた。「別の解釈として考えられる枝分かれした生物の中には、このような三次元の網目構造を持つものは一つもありません。真の藻類も、バクテリアも、真菌もです。」
同時に、角質海綿動物は「まさにそのような微細構造の網目構造を持っている」が、そのような網目構造は「紛れもない化石海綿動物にも記載されている」とターナー氏は付け加えた。
カルデナス氏は、「論文のタイトルが示唆するように、これらは紛れもない海綿動物の化石ではないことを強調すべきだ」と指摘した。確かに、新論文のタイトルではこれらを「可能性のある」海綿動物の化石と表現しているが、「確かに、今日の角質海綿動物に見られるスポンジンと呼ばれる海綿タンパク質骨格の残骸のように見える」ものの、「研究者たちは同時代の他の化石からの確認を待つだろう」と述べている。
地球最古の動物が海綿動物、あるいは少なくとも海綿動物に似た動物であったことは、驚くべきことではない。「海綿動物は現在も化石記録においても最も基本的な動物種であることを考えると」とターナー氏は記している。さらに、「私が提示する標本の年代は、分子時計の予測と一致しており、海綿動物がこの頃に出現したことを示唆しています」と彼女は説明し、「化石海綿学者は、この種の標本ははるかに古い岩石から見つかるはずだと予測してきました」と付け加えた。この研究の主要な成果は、「他のいくつかの無関係な研究を通して予測されていたこととほぼ一致しています」とターナー氏は指摘した。
一方、カルデナス氏は、前述のステロイド海綿化合物の出現より2億5000万年以上も前に海綿動物の化石が発見されたことは「予想外」だと述べた。新たに報告された化石と同時代には他の化合物も見つかっているが、「まだ海綿動物のものと特定されていない」とカルデナス氏は述べ、「海綿動物の化合物との類似性は認められている」と付け加えた。
おそらくもっと驚くべきは、地球の大気中の酸素が動物の生命維持に必要なレベルに達する約9000万年前、古代の海綿動物が出現したという点です。少なくとも私たちはそう考えていました。もしこの新たな発見が確認されれば、海綿動物、ひいては複雑な動物生命は、地球における2つの酸素化イベントのうち2つ目、すなわち新原生代酸素化イベントよりも前に出現したことになります。
「私の資料の解釈が正しければ、最古の動物はその出来事の前に出現し、比較的低い酸素レベルに耐えられた可能性がある」とターナー氏は指摘した。
この発見は、7億2000万年前から6億3500万年前に発生したクライオジェニアン氷河期において、複雑な生命体が完全に絶滅したわけではないことを示唆しています。この氷河期は、地球の表面全体が氷に覆われていたとされ、議論の的となってきた、いわゆる「スノーボール・アース」と呼ばれる時期でした。
この新たな解釈が正しいと仮定すると、海綿動物は8億9000万年前に存在していたことになる。そこで疑問が浮かび上がる。彼らはさらにどれほど昔に存在していたのだろうか？ 新たな研究が指摘するように、海綿動物は酸素不足や激しい氷河期の影響をほとんど受けていなかったため、さらに古い時代に出現した可能性も否定できない。
「これらの疑問に答えるには、地質学的記録をもっと徹底的に、そして本当に偏見なく調べる必要がある」とターナー氏は語った。
さらに：これらの曲がりくねった模様は、地球上で最も古い化石生命の一部である可能性があります。
