10億年前の菌類が、生命が陸上へ移行した経緯を解明するかもしれない

• 科学者たちは、カナダ北極圏で知られる最古の菌類の化石を発見した。菌類にはキノコ、酵母、カビなどがある。

• Ourasphaira giraldaeと呼ばれるこの10億年前の菌類は、生命が陸上でどのように進化した可能性があるかに関する手がかりを提供している。

• 新たな研究で研究者らは、植物よりも動物に近縁であるこの菌類のような発見が、動物の祖先が約10億年前に存在していた可能性を示しうると論じている。

単細胞生物が原始のスープから初めて誕生したとき、彼らは海をさまよっていることで満足していた。しかしある時点で、約4億3000万年前に、植物と初期の動物が水の揺りかごを離れて陸地へと向かい、やがて地球の大陸の不毛な広がりに定着していった。

科学者たちは、海から陸への移動を最初に成し遂げた開拓者は植物だったと推測している。しかし今、10億年前の化石発見により、菌類が私たちの想定より5億年早くその道を切り開いていた可能性が示された。

新たな研究では、学術誌Natureに掲載された論文で、研究者らはカナダのノーザンテリトリーズ地域にある10億年前の頁岩層で発見した菌類について記述しており、これをOurasphaira giraldaeと命名した。この古代の菌類は、今日のキノコ、酵母、カビの祖先にあたり、8億9000万年前から11億年前の間に、川の河口付近で生息していた。これは複雑な生命体が出現するよりも数億年前にあたる。

新たな研究の筆頭著者であるCorentin Loronは、Business Insiderに対し、この発見は「私たちの世界観を塗り替えるもの」だと語った。

この発見により、菌類の既知の起源はさらに古くさかのぼることになった

「菌類」という言葉からは有毒なキノコや古くなったチーズに生えるカビを連想するかもしれないが、肺炎の治療から牛の消化管内での食物分解まで、あらゆることを行う菌類が少なくとも12万種は存在する。

菌類には、このトマトのような食品に生えるカビも含まれる。Image: Dean Lerman/Nikon Small World

菌類が地球上で最も古い生物の一つであることは科学者の間で想定されていたが、菌類は化石化することがまれであるため、この説を確認するのは非常に困難だった。

既存の菌類の遺伝子に対するDNA分析からは、その共通祖先が約10億年前のものであるはずだと示されている。しかし、この発見までは、これまでに発見された最古の菌類の化石がわずか約4億年前までしかさかのぼらなかったため、科学者たちはこの考えを確認できなかった。

Loronによれば、Ourasphaira giraldaeの発見は、4億年前の化石の2倍以上古く、菌類のより古い起源に関する「それら理論モデルを確認する」のに役立つものだという。

この化石は2014年に初めて発見された。研究の共著者の一人であるRobert Rainbirdがこの発見を最初に行い、その後Loronおよびその同僚たちと共有した。しかし、これらの微小な化石が実際に何であるかを特定するには、長年の作業が必要だった。

科学者たちは電子顕微鏡を用いて、試料の細胞壁にキチンと呼ばれる物質が含まれていることを特定し、この化石が確かに菌類であると判断した。（菌類の細胞壁や、昆虫および甲殻類の外骨格にはキチンが含まれている。）

化石記録の中で最古の菌類であるOurasphaira giraldaeの化石。Image: Corentin Loren

さらに、これらの化石には、菌類の特徴である「菌糸」と呼ばれる巻きひげ状の糸状構造によって互いに連結された、明確な胞子が見られた。

菌類の先駆者たちが、植物の陸上定着の基盤を築いた可能性がある

これまで研究者らは、菌類と植物が協力して、先駆的なパートナーとして海を離れ陸地へ進出したとも考えていた（菌類は有機物を分解し、その栄養分を土壌に還元して、植物がそれを用いて成長する）。

しかし、陸地に定着した最古の既知の植物は、わずか4億7000万年前のものにすぎない。化石記録にある最古の菌類が10億年前のものであるならば、菌類は最初に存在しており、いわば約5億年にわたって単独で持ちこたえていたことになる。

Loronは「私たちは陸上植物が出現するずっと前の時代にいる」と述べた。「それでも研究者らは、菌類が植物に先行していて、陸上定着の先駆けだった可能性があると考えている。」

研究者らは最近、カナダのノーザンテリトリーズで10億年前の菌類の化石を発見した。Image: Robert Rainbird、カナダ地質調査所。

Loronはニューヨーク・タイムズ紙に対し、Ourasphairaが生息していた10億年前の環境は、「その後に陸上で起きたすべてのことのための道具箱」を提供したかもしれないと語った。

最初の動物は10億年前に存在していた可能性がある

研究者らによると、Ourasphairaの発見にはもう一つの重要な示唆もある。

Loron はBusiness Insiderに対し、菌類は「生命の樹」において動物に最も近い近縁種であると語った。さらに、もし菌類が約10億年前にすでに存在していたのであれば、動物もまた存在していたことになる、と付け加えた。

Ourasphaira giraldae菌類の化石は、大きさが0.08ミリメートルを超えない。Image: Corentin Loron

Loronが動物と言うとき、それは今日の複雑な生命体を指すわけではない。彼は動物界で最も初期の微小な構成員を指している。「恐竜のような大きなものの話ではない。非常に単純なものだろう。おそらく海綿動物だ」とLoronはThe Guardian紙に説明した。

Loronによれば、Ourasphairaの遠い過去は、現在の世界（大陸の位置や大気が異なる）とは大きく異なるものの、「私たちが考えていたよりもはるかに現代的だったかもしれない」という。