古生代 (カンブリア爆発から大量絶滅まで)
約5.4億年前に始まる古生代は、多細胞生物が爆発的に多様化し、植物の上陸・両生類の出現・そして史上最大の大量絶滅で終わります。生物と環境の相互作用が鮮明に描かれる時代です。
基本知識
カンブリア爆発（約5.4億年前）は、わずか数百万年の短期間で動物の体制（ボディプラン）が爆発的に多様化した現象です。バージェス頁岩（カナダ）やチェンジャン動物群（中国）の化石から、現在の動物門のほとんどの祖先が出現していたことが分かります。目（眼）の進化が捕食-被食関係を激化させ進化を加速させたとも言われます。
オルドビス紀（4.85〜4.44億年前）末には最初の大量絶滅があり、海洋生物の約85%の種が絶滅しました。デボン紀（4.19〜3.59億年前）には植物が陸上に進出し、後に維管束植物・シダ植物が森林を形成しました。両生類の祖先となる魚類が四肢を発達させ陸上に上がる過程も記録されています（ティクタアリクなど中間型化石）。
石炭紀（3.59〜2.99億年前）には大型のシダ植物の森が広がり、現在の石炭層の素材となりました。酸素濃度が30%超に達し、巨大昆虫（翼長75cmのトンボ類メガネウラなど）が繁栄しました。古生代末のペルム紀末大量絶滅（P-T境界・約2.52億年前）は史上最大で、海洋生物の約96%、陸上脊椎動物の約70%が絶滅しました。シベリアトラップ（大規模火山活動）による環境変化が主因とされます。
例題
石炭紀に大型シダ植物が繁栄した森林は、現在何として利用されているか。また当時の大気酸素濃度の特徴を述べなさい。
解答: 石炭紀の植物の遺骸が変成されて現在の石炭層（石炭資源）となっている。当時の大気酸素濃度は約30%以上と現在（21%）を大きく上回り、巨大昆虫が繁栄できる環境であった。
石炭紀に大型シダ植物が繁栄した森林は、現在何として利用されているか。また当時の大気酸素濃度の特徴を述べなさい。
解答: 石炭紀の植物の遺骸が変成されて現在の石炭層（石炭資源）となっている。当時の大気酸素濃度は約30%以上と現在（21%）を大きく上回り、巨大昆虫が繁栄できる環境であった。
ポイント
- カンブリア爆発：約5.4億年前・動物門の爆発的多様化
- オルドビス紀末大量絶滅：第1次・海洋生物85%絶滅
- デボン紀：植物の陸上進出・両生類の祖先が上陸
- 石炭紀：大型シダ植物の森→現在の石炭層・酸素30%超
- 巨大昆虫（メガネウラ等）の繁栄は高酸素環境が一因
- ペルム紀末大量絶滅（P-T境界）：史上最大・海洋96%絶滅
- P-T境界の原因：シベリアトラップ（大規模火山活動）
注意点
① カンブリア爆発は「爆発」とは言うが実際には数百万年かけた進化的放散。② ペルム紀と二畳紀は同義（日本旧称=二畳紀）。③ P-T境界（ペルム紀-三畳紀境界）とK-Pg境界（白亜紀-古第三紀境界）を混同しない。前者が「史上最大の大量絶滅」。
練習
- カンブリア爆発を示す代表的な化石産地を1つ挙げなさい。
- 史上最大の大量絶滅が起きた時代と境界名を答えなさい。
- 石炭紀の植物遺骸が現在に残したものは何か。