地質学的な時間をさかのぼると、地球の気温上昇への対策を怠った場合に私たちが失うものについて、憂慮すべき実態が見えてきます。
先史時代の生物に関する研究によると、地球の気温が上昇し続けるにつれ、生物種は赤道地域から極地に向かって分散していくと考えられています。
しかし、変化のペースが速すぎる場合には、大量絶滅が起こる可能性もあります。
地球上の生物多様性は赤道で最も高くなります。この傾向は、熱帯地域を赤道に向かって移動するにつれて生物種の多様性が増加するというもので、陸上でも海洋でも確認されており、幅広い動物や植物のグループで記録されています。その例としては、哺乳類や鳥類、アリ、さらには樹木などがあります。
今日この傾向は非常に顕著ですが、緯度による生物多様性の分布（緯度別生物多様性勾配と呼ばれます）は、常にこのようであったわけではありません。緯度別の生物多様性の進化を調べた研究によると、地球の歴史の一部の時期には、赤道から遠く離れた緯度において生物種の多様性が実際に最も高かったことが示されています。
数億年にわたって緯度別生物多様性がどのように変化してきたのかを理解することは、しばしば大量絶滅事件と関連付けられますが、気候変動、生息地の喪失、そして世界的な生物多様性の減少に直面している現代において極めて重要です。地質学的な時間をさかのぼると、地球の気温上昇への対策を怠った場合に私たちが失うものについて、憂慮すべき実態が見えてきます。
いくつかの異なる仮説が、なぜ高い生物多様性が特定の緯度に集中するのかを説明するために提唱されてきました。その中でも気候は、現在においても歴史を通じても主要な要因と見なされることが多く、その根拠は地質学的記録に示されています。気候は生物にさまざまな形で影響を与え、生息可能な場所、繁殖の仕方、さらには体温調節のような体内の生理的過程の制御にまで及びます。
現代の生物多様性は、アマゾンの熱帯雨林や中央アフリカなど、低緯度の赤道地域で最も高くなっています。このパターンは、現在と同様に両極に氷床が同時に存在する「アイスハウス」の時代に記録されやすいと考えられています。
より温暖な時期、「ホットハウス」または「グリーンハウス」と呼ばれる地球の状態では、二峰性のピークが記録されています。これは、生物多様性が最も高くなる帯が二つ存在し、それらが中緯度、すなわち赤道の北と南の25度から65度の間に位置する地域で地球を取り囲んでいたことを意味します。
化石記録は、地球の古代の生物多様性を知るための最良の手がかりです。しかし、化石記録から生物多様性のパターンを推定することは困難でした。化石記録には欠落と偏りが多く、私たちの理解を制限しているためです。
しかしここ20年の間に、新たな分析手法が開発され、古生物学者は、一見すると断片的に見えるデータからでも、先史時代の生物多様性のパターンを推定できるようになりました。これらの手法により、史上最も壊滅的な大量絶滅事件の直後である2億年以上前の緯度別の多様性の状態が、最近明らかになりました。
先史時代の生息環境
ペルム紀末の大量絶滅は2億5100万年前に発生し、地球上の80%以上の種の絶滅を引き起こしました。この絶滅事象は、広範囲にわたる火山噴火の後に生じた不安定な気候によって引き起こされました。この時期、そして三畳紀の後の5000万年間、大陸はパンゲアとして知られる一つの巨大な陸塊に集まっていました。
この時代の気候は、現在よりも全体的に高温で乾燥しており、赤道の周囲には広大な砂漠が広がっていました。極地には氷床ではなく、現在の中緯度に見られるような温帯の気候が存在していました。一方、海洋の生物は、赤道域の海面水温が40℃にも達することに加え、酸素濃度の低下や海洋酸性化にもさらされていました。
ペルム紀末の大量絶滅に続く時期は、回復の時期でした。最近の研究によると、現在に似た海洋の緯度別多様性勾配は、三畳紀（2億5100万年前から2億100万年前）の大部分にわたって存在していたことが分かっています。しかし、大量絶滅事象の直後には、研究者らは平坦な生物多様性勾配を発見しました。いずれの緯度においても生物種の多様性のピークは見られず、研究者らはこれを、極端な温暖化や海洋無酸素状態（海水中の酸素が枯渇する状態）による赤道付近での高い絶滅率が原因であると結論付けました。
陸上では、大量絶滅を生き延びた脊椎動物が、まもなく二峰性の緯度別生物多様性勾配を形成しました。最も高いピークは北半球の低緯度地域に現れ、二つ目のピークは南半球の中緯度地域に現れました。このパターンは、パンゲアの極端な気候条件、すなわち高温や季節性の強い降雨が、「メガモンスーン」の形成に伴って生じたことによるものと考えられます。
三畳紀の後期、三畳紀には、また別の大量絶滅事件が近づく中で、初期の哺乳類や初期の恐竜を含む大半の陸上脊椎動物は、赤道の北と南の中緯度地域で高い多様性を示しました。このパターンは、大量絶滅の直前であるペルム紀に記録された陸上脊椎動物のパターンと類似しています。
一つの例外は偽鰐類であり、これはワニ類とその化石の近縁種からなるグループです。興味深いことに、他の生物種の緯度別生物多様性は、その後の2億年の間に変化し、現在では赤道に集中していますが、偽鰐類の生物多様性は、その進化の歴史全体を通じて低緯度で最も高いままでした。進化の全歴史。
これは、彼らの生理学的特性、特に高温への耐性によるものと考えられます。爬虫類は変温動物、すなわち「冷血」の生物であり、体温の調節を外部環境に依存しています。今日、ワニや他の爬虫類は、より温暖で安定した気温の地域に限定されており、その化石の近縁種についても同様であったと考えられます。
先史時代は繰り返されるのか？
過去の大量絶滅事象に関するこれらの知見は、地球の現在の生物多様性の豊かな地域の分布がどのように変化しうるかを理解する上で極めて重要です。地球の気温が上昇し続けるにつれ、いくつかの研究では、生物種は赤道地域から極地に向かって分散すると予測されています。しかし、変化のペースが速すぎる場合、それらの種は絶滅の危機に瀕する可能性があります。
また、地球温暖化により、異なる緯度間で気候がより均一になり、中緯度で生物多様性のピークが生じる可能性があると指摘する研究もあります。海洋の緯度別生物多様性が、過去50年間でますます二峰性になっているという証拠は既に存在します。
「第六の大量絶滅」が迫っている、あるいはすでに進行しつつある可能性がある中で、長期的な視点は、地球の生物多様性を将来にわたって維持する方法を理解する上で極めて重要になるでしょう。
