地球の歴史は、先カンブリア時代、古生代、中生代、新生代という4つの地質時代に大別されます。これらの時代は主に生物の進化と絶滅を基準にして分けられています。そこで、地球の歴史について4部に分けて解説します。第1部では、地球誕生から大型化した多細胞生物が出現した先カンブリア時代について解説します。第2部では、無脊椎動物の出現から哺乳類型爬虫類の出現までの古生代について解説します。第3部では、恐竜が繁栄して絶滅した中生代について解説します。第4部では、人類の祖先が出現して進化していった新生代について解説します。
古生代
古生代は、約5億4100万年～2億5200万年前の地質時代のことです。この時代は、カンブリア紀(約5億4100万年～4億8500万年前)、オルドビス紀(約4億8500万年～4億4400万年前)、シルル紀(約4億4400万年～4億1900万年前)、デボン紀(約4億1900万年～3億5900万年前)、石炭紀(約3億5900万年～2億9900万年前)、ペルム紀/二畳紀(約2億9900万年～2億5100万年前)の6つに分けられます。先カンブリア時代の末には、繁栄していた殻や骨格がないエディアカラ生物群の多くは絶滅しました。
カンブリア紀
古生代の最初の時代にあたるカンブリア紀になると、エディアカラ生物群と交代するように背骨のない生物(無脊椎動物)が出現しました。そして、この無脊椎動物は急激に進化して多様な生物へと拡大していきました。そのため、これを「カンブリア爆発」と呼んでいます。約5億4100万年前以降、海中ではバージェス動物群と呼ばれている硬い殻を持った無脊椎動物が出現しました。それは、アノマロカリス、オパビニア、三葉虫などの生物でした。また、同時期には貝類やサンゴのような生物も出現しました。バージェス動物群の多くは古生代の初めに絶滅しましたが，三葉虫は古生代末まで生き残りました。
オルドビス紀
オルドビス紀においても生物の多様化が進みました。すなわち、オウムガイなどの軟体動物(貝、タコ、イカなどの外套膜に覆われた生物)が現れました。そして、三葉虫以外の新しい種類の節足動物(カニ、エビ、昆虫などの硬い殻に覆われた生物)も現れました。さらに、筆石(ふでいし)と呼ばれるサンゴのように1つの骨格に多数の小さな生物(個虫)が集まっているものが現れました。また、この時代には最初の脊椎動物として魚類が出現しました。
この時代の魚類は、あごがないため、口から水と一緒に微生物を吸い込み、えらでろ過して食べていました。また、オルドビス紀には、オゾン層が大気に形成されたため、紫外線が吸収されるようになりました。その結果、地表に届く有害な紫外線の量が減少しました。これは陸上に生物が進出するきっかけになりました。しかし、同時に、火山活動が活発になったため、大量の浮遊粒子状物質が上空に拡散しました。そのため、太陽の光は反射して地表には十分届かず、気温は急激に冷えていきました。
そして、氷河が拡大していきました。これは、約4億6000万年～4億3000万年前に起こったアンデス・サハラという氷河期(３回目)でした。これにより、これまで繁栄してきた海洋生物が大量に絶滅する原因となりました。これが地球の歴史において最初に起こった生物大量絶滅でした。ちなみに、このような生物大量絶滅は歴史上で5回起こったと考えられています。そして、この大量絶滅は、生態系を大きく変えるとともに、新種の生物が生まれるきっかけともなりました。
シルル紀
次のシルル紀になると、寒冷化が終わり、温暖化が進みました。また、地表に到達する紫外線の量が減るにつれて、生物が徐々に陸上に進出していく環境が整っていきました。はじめに、生物は海から川や湖(淡水)に進出していきました。植物は浅瀬からその生息域を陸上に広げていきました。そして、茎や葉などが陸上で繁殖できるように進化しました。次に、節足動物が上陸しました。進化して羽を持ったものは昆虫の先祖となりました。一方、魚類も種類が増えて淡水に進出していきました。シルル紀末にはあごのある魚類も現れました。
デボン紀
デボン紀になると、陸上では森のように植物が密集した場所ができてきました。そして、約3億8500万年前、両生類(脊椎動物)が陸上に進出しました。両生類の祖先は、シーラカンスのような魚類で、胸と腹のヒレが前足と後足に進化したと考えられています。約3億6000万年～2億6000万年前にかけて、カルーと呼ばれる氷河期(４回目)がありました。そのため、南半球には広大な氷床が形成されました。
そして、地球の歴史上2回目の生物大量絶滅が発生しました。その原因は大規模な火山活動でした。すなわち、火山の噴火によって大量の二酸化硫黄などが放出されたため、太陽の光が反射して、寒冷化が起こりました。その結果、陸上に進出してきた動物や植物が絶滅しました。また、海などに生息していた古代魚なども絶滅しました。しかし、この大量絶滅は新しい両生類や魚類の誕生をもたらしました。そして、シダ植物の茂みが広がって、森林ができていきました。
石炭紀
石炭紀には、陸上におけるシダ植物の繁殖域が拡大して、各地に大森林が形成されました。ちなみに、このシダ植物の化石は現在の石炭となって利用されています。そして、大繁栄していた植物による光合成が大気の酸素濃度を高くしていきました。このように、陸上が生物の生息に適した環境に変わっていきました。その結果、陸上に進出した生物はさらに内陸へと生息域を広げていきました。たとえば、水辺から離れた両生類は、陸上だけで生きていけるように進化していきました。
すなわち、一部の両生類は、陸上で産卵しても、卵が乾燥しないように殻と羊膜がある卵を産み始めました。これを羊膜(胚と羊水を包む膜)類と呼びます。このような進化の過程で、単弓類(たんきゅうるい)と双弓類(そうきゅうるい)が出現しました。石炭紀の末には、主に3つに分かれていた陸地は1つに集まり、パンゲアと呼ばれる超大陸の原形が出現しました。これにより、内陸には乾燥地帯が広がりました。そして、石炭紀後期には、単弓類から大型の生物が進化しました。
分裂した受精卵を胚と呼ぶけど、羊膜で包まれている胚を卵として産んだり、体内で育てたりする脊椎動物を羊膜類と呼ぶんだ！陸上生活に適用するため、両生類は羊膜類に進化したけど、そのときに、単弓類と双弓類に分かれたんだ！単弓類は、頭蓋骨の左右に単弓型側頭窓という1つずつの穴がある脊椎動物のことだよ！双弓類は、頭蓋骨の左右に双弓型側頭窓という2つずつの穴がある脊椎動物のことだよ！単弓類は哺乳類に進化したんだ！そして、双弓類は爬虫類と鳥類に進化したんだ！
ペルム紀
古生代の最後となるペルム紀には、多種多様の生物が生息していました。ペルム紀(二畳紀)前期には単弓類の生物が繁栄しました。その代表的な生物がディメトロドンでした。大型の捕食動物で、全長は３メートルを超えるものもいました。巨大なトカゲのような体の背には、背骨の一部が細長く伸びた帆のような背ビレがありました。盤竜類のディメトロドンは、ペルム紀前期における生態系の頂点にいました。また、双弓類は多くの爬虫類に進化しました。
ペルム紀末(約2億5000万年前)、3回目にあたる生物の大量絶滅がありました。この大量絶滅では地球上の生物の約90パーセントが絶滅したと考えられています。それは、大規模な火山活動によって引き起こされた生息環境の悪化が原因でした。すなわち、火山の噴火によって溶岩が流出して火山灰が降り注ぎました。そのため、陸上では火災が広がりました。そして、土壌が流出して荒れ果てました。さらに、二酸化炭素が大量に放出されたため、温暖化が進み、海中の酸素が失われました。このように、地球の生息環境は著しく悪化しました。
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