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地球の歴史と生命の誕生
- 2. 留意事項 あくまで発信日時での公開情報を中心とした内容であることに留意ください。 所属企業ではなく、あくまで個人としての発信です。本情報に伴う結果に関して責任は 負いかねますのでご了承お願いいたします。 COPYRIGHT@ KOJI FUKUOKA 2
- 3. 本シリーズ共通の趣旨：３つの謎の解明をカジュアルに楽しむ COPYRIGHT@ KOJI FUKUOKA 3 生命とは？ 宇宙とは？ 知能とは？ 宇宙物理学 宇宙生物学 分子生物学 合成生物学 神経科学 コンピュータ科学 物理学 生物学 化学 生理学 数学 解きたい謎 関連する学問テーマ 学問テーマの大分類 【自己紹介】 IT企業でAIなど新技術を活用した 事業開発。 元々宇宙物理研究を志し、 今は１科学愛好家。
- 4. 本日の流れ • 地球の年表 • 地球誕生 • 生命誕生 • 主なイベント • 酸素の登場 • 全球凍結（スノーボールアース） • 生物の大量絶滅と進化 • カンブリア爆発 • 最後の大量絶滅 • 現在までの生存確率は〇〇% • まとめ ※QAは都度チャットでお願いします COPYRIGHT@ KOJI FUKUOKA 4
- 6. 地球の年表（中分類） COPYRIGHT@ KOJI FUKUOKA 6 我々が属する顕生代では、カンブリア紀から一気に多様化が進んで、幾度かの絶滅危機を乗り越えて人類が誕生します。 顕生代（けんせいだい） 古生代 中生代 新生代 出所：「地球・生命の大進化」
- 7. 地球誕生 COPYRIGHT@ KOJI FUKUOKA 7 出所：「地球環境 46億年の大変 動史」 惑星系形成論 ： 最新 “ 太陽系の 作り方 ” https://www.rikanenpyo.jp/t op/tokusyuu/toku2/index.ht ml 太陽系を構成する地球の形成過程は、ガス・チリが集まって原始惑星となり、それらが衝突した結果として完成しました。 太陽系惑星の形成過程（仮説）と現在の惑星タイプ 0. 原始太陽系円盤の形成 太陽形成の副産物として原始太陽のまわりにガスとダストからなる原始太陽系円盤が形成。 1. 微惑星の形成 ( 106 年 ) ダストは太陽のまわりを公転しながら円盤の中心面に落下し、ダスト層が形成される。ダスト層は臨界密度を越えると、重力的に 不安定になり分裂する。この分裂片が収縮して微惑星 ( 約1015 - 1018 kg ) が形成。 2. 原始惑星の形成 ( 106 - 107 年 ) 微惑星は太陽のまわりを公転しながら衝突合体 ( 集積 ) して成長する。大きな微惑星ほど強い重力で周囲の微惑星を集めて 速く成長する。これは暴走的成長と呼ばれる。微惑星の暴走的成長により原始惑星 ( 1023 - 1026 kg ) が形成。原始惑星は ある程度大きくなると重力で周囲の微惑星のを振り回してしまうため成長が鈍り、また重力による相互作用によって隣どうし一定の 間隔を保ちながら成長。 3. 惑星の形成 ( 107 - 109 年 ) 地球型惑星領域では、原始惑星どうしの衝突によって地球型惑星が形成される。木星 ・ 天王星型惑星領域では、原始惑星 が重力によって原始太陽系円盤からガスをまとうことによって木星型惑星と天王星型惑星が形成される。
- 8. 地球誕生：月の創造 COPYRIGHT@ KOJI FUKUOKA 8 原始地球誕生直後に、火星規模の惑星衝突（ジャイアントインパクト）が起こり、現在の「月」が生まれた説が有力です。 NASA/JPL-Caltech - http://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/image_feature_1454.html, パブリック・ドメイン, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=8626942による ジャイアントインパクト登場までの説 • 原始地球は高速で回転していてその一部がち ぎれて月になったとする「分裂説」←地球との 密度差説明困難 • 太陽系形成時に塵の円盤から地球と一緒に 月が形成されたとする「兄弟説」←地球のコア 構造差異が説明困難 • 月は地球とは別の場所で生じ、それが後に地 球の引力に捕らえられて衛星となったとする 「捕獲説」←同上 →いずれも問題点があり「ジャイアントインパクト」 説が有力
- 9. 生命誕生とその起源 COPYRIGHT@ KOJI FUKUOKA 9 原始生命の起源 1. 陸上の水溜り 2. 深海 3. 宇宙からの飛来 4. その他 生物の系統図（RNA基準） ※出所：生物はなぜ誕生したのか https://medium.com/@BetterLateThanNever/%E7%94%9F%E7%89%A9%E5%AD%A6-%E7%AC%AC2%E7%89%88-%E7%AC%AC20%E7%AB%A0- %E7%B3%BB%E7%B5%B1%E7%99%BA%E7%94%9F%E3%81%A8%E7%94%9F%E5%91%BD%E3%81%AE%E6%AD%B4%E5%8F%B2-dcfe28ea7939 宇宙時間 主な出来事 0 太陽と地球の形成 6億年 原始生命の誕生 138億年 現在 （核を持つ） （バクテリア） （アーキア） 地球誕生6億年ごろに原子生命が誕生したと推測されてますが、その誕生場所やプロセスはまだ解明されていません。 全生物の共通祖先
- 10. 生命誕生とその起源 COPYRIGHT@ KOJI FUKUOKA 10 現在では、「境界」「自己複製」「代謝」を備えた存在というのが一般的に生命と見做されており、この複製・代謝機能のいず れかから創造されたと考えられています。 細胞 境界 自己複製 代謝 細胞 細胞膜 細胞 物質 外部から物質を 取り込んで化学 作用 分裂 ※出所：「池上彰が聞いて分かった生命の仕組み」
- 12. 生命誕生とその起源：生命が生まれた場所 COPYRIGHT@ KOJI FUKUOKA 12 生命の起源 1. 陸上の水溜り 2. 深海 3. 宇宙からの飛来 4. その他 ただし、場所については「熱水噴出孔」がやや有利で、無機→有機物が合成されたユーリー-ミラーの実験は有名です。 KuriPop - 投稿者自身による作品, CC 表示-継承 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid =5107156による ユーリー-ミラーの実験 (1953年) 水、メタン、アンモニア、 水素を放電させて、有 機物を合成 ←当時の環境かどうかで まだ議論中 https://blog.goo.ne.jp/liberty7jp/e/2ffafa507998a54e329e08f8ed73e680
- 15. 主なイベント：生物の大絶滅と進化 COPYRIGHT@ KOJI FUKUOKA 15 地球は顕生代以降でも最低5回の大量絶滅を経験しており、その都度進化圧が高まった可能性があります。 大量絶滅の主な原因 • 噴火 • 寒冷化 • 酸素欠乏 • 隕石の衝突 顕生代(けんせいだい) 古生 代 中生 代 新生 代 原生代 太古代 冥王代 原 始 生 命 誕 生 酸 素 増 大 多 細 胞 生 物 の 誕 生 〇大量絶滅を乗り越えてきた進化 https://www.yakult.co.jp/healthist/211/img/pdf/p02_07.pdf 顕生代での大量絶滅 「肉眼で見える生物が 生息している時代」 三葉虫 の化石 真 核 生 物 の 誕 生 進化を促す背景 • 茎進化：大陸分裂に伴う突然変異 • 冠進化：大陸衝突に伴う交雑 • 大量絶滅：突然変異を誘発？
- 20. まとめ COPYRIGHT@ KOJI FUKUOKA 20 出所：「地球環境 46億年の大変動史」 • 地球が誕生して約46億年たっており、原子生命は6億年後あたりに 誕生したと推測されています。 • 生命の起源・プロセスはまだ不明ですが、その発展には地球の気候と 地殻変動も多大な影響を与えています。 • 何度も地球上の生物は絶滅危機を迎えましたが、克服のたびにな ぜか進化が加速し、人類誕生にまでつながりました。