海岸を散歩していて足元の貝殻を拾い上げるとき、その殻が右巻きか左巻きかを気にする人は滅多にいないだろう。自然界において、ある生物種の巻き方向の選好性はほぼ固定されている。ある日突然、その海域の貝が一斉に逆向きへ巻き始めることなどあり得ない。しかし、顕微鏡の奥に広がる微小生物の世界では、まったく異なる異変が起きていた。
世界の海洋には、天文学的指数の浮遊性有孔虫（foraminifera、多孔質の炭酸カルシウムの殻を分泌する単細胞プランクトンで、大きさは通常1ミリ未満）が漂っている。彼らが寿命を迎えると、その硬い殻は海底へと降り積もり、5億6000万年にも及ぶ地球環境の天然アーカイブを形成していく。
図：らせん状の殻と反転現象。出典：Quanta Magazine
半世紀にわたり人類を惑わせた「海水温」仮説
1950年代初頭、スイスの微小古生物学者ハンス・ボリ（Hans Bolli）は、採取された海底堆積物コアの泥を分析していた。彼は、ある種の有孔虫において殻の巻き方向に強い偏りがあり、個体群の最大97%が一つの方向へ巻いていることを発見した。さらに奇妙だったのは、その偏向が地質年代を通じて不変ではなかった点だ。数千年周期で、地球規模の反転が規則正しく起きていたのである。
科学者たちは当初、これを太古の海洋気候を示す「天然の温度計」だと考えた。1959年に海洋地質学者デイヴィッド・エリクソン（David Ericson）が提唱した仮説によれば、殻の旋回方向を決める要因は海水温だとされた。氷期の寒冷期には左巻きになり、間氷期の温暖期には右巻きになる——この直感的で分かりやすい説明は広く支持され、古気候学者たちはその後の半世紀にわたり、化石の巻き方向から地球の過去の気温変動を復元し続けた。
図：左巻きと右巻きの二つの殻形態。出典：Quanta Magazine
遺伝子解析が覆した温度計理論
外見の類似性に基づいて築かれた理論は、分子生物学の進展によって打ち砕かれた。2006年、遺伝学者ケイト・ダーリング（Kate Darling）らは遺伝子解析を行い、同一種と見なされていた左巻きと右巻きの有孔虫が、実際には単一の形態に偽装した別々の独立種であることを突き止めた。さらに2013年、高知大学の古生物学者である氏家由利香教授らの研究が決定打を放った。
世界各地の大洋から採取された標本を網羅的に調べた結果、殻の巻き方向と当時の海水温との間に有意な相関は認められなかった。長年信じられてきた温度仮説は完全に破綻した。
化石記録が暴いた突発的な進化現象
ロンドン大学ユニバーシティ・カレッジ（UCL）のブリジット・ウェイド（Bridget Wade）教授率いる研究チームは、過去5600万年間にわたる化石データを詳細に検証した。その結果、1500万年前に Paragloborotalia siakensis という種が、左右混合の巻き方向から突如として完全な左巻きへとシフトしたことが判明した。しかもその変化は、複数の海洋盆地や異なる緯度帯において驚くほど同時期に発生していた。
生物が少しずつ環境に適応していくという従来の漸進的進化論では、この突発的で広範な斉一性を説明できなかった。
図：現生有孔虫30種の標本グリッド（いずれも1ミリ未満）。出典：Quanta Magazine
海洋を席巻した「隠蔽種」の足跡
気候変動による強制でないとすれば、答えは遺伝子の中に潜んでいるはずだ。そこで浮上したのが「隠蔽種（cryptic species、外見上の形態は酷似しているが遺伝的には異なる種）」による全球規模の置換という新たな解釈である。
感染症の変異株の広がりを想像すると理解しやすい。局所的な海域で生存に極めて有利な遺伝的適応を獲得した新たな亜集団が現れると、彼らは海流に乗り、優勢株のごとく世界中の大洋へと瞬く間に拡散していった。その過程で自らの固有な巻き方向を世界規模で定着させ、元々そこにいた旧集団を駆逐・置換していったのだ。
地質学的な時間スケールで見れば、この大規模な交代劇は一瞬の出来事である。全海洋の深層水が地球を一巡する熱塩循環の周期は約1000年。1000年の間に有利な遺伝子が全球を支配したとしても、何百万年もの地層の中ではほんの一瞬の「まばたき」にすぎない。
有孔虫の殻の巻き方向が世界中で一斉に反転した現象は、地層の中に刻まれた極めて鮮明な進化のしおりとなった。適応優位性を持つ隠蔽種が、いかに短期間で地球環境全体を席巻し得るか——その壮大な進化の動態を、私たちは化石を通じて初めて目の当たりにしている。
参考リンク：
- Quanta Magazine 報道
- PNAS 論文
