起源と進化

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起源と進化

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/05/18 14:36 UTC 版)

「汎節足動物」の記事における「起源と進化」の解説

脱皮動物A 環神経動物 線形動物、鰓曳動物、†Palaeoscolecida など   汎節足動物B * †様々な葉足動物（側系統群）   C, D * †アンテナカンソポディア     有爪動物（カギムシ）       * †？   E 緩歩動物（クマムシ）       * †シベリオン類     * †Gilled lobopodians   E   †オパビニア類     †ラディオドンタ類   C, D 真節足動物             葉足動物（*）を中心にした様々な脱皮動物と現生汎節足動物（太字）の系統関係、およびその特徴の起源と進化。†：絶滅群A：環形の筋・放射状口器B：付属肢・はしご形神経系・前大脳・特化した前大脳性付属肢C：中大脳・特化した中大脳性付属肢D：放射状口器の退化E：環形の筋の退化 知られる最古の化石汎節足動物は、約5億年前の古生代カンブリア紀（体の部分の化石は約5億2,900万 - 2,100万年前のカンブリア紀第二期、生痕化石は約5億3,700万年前のフォーチュニアン）まで遡れる。しかしこの地質時代で節足動物は既に繁栄し、現生汎節足動物のそれぞれの初期系統を表したと思われる古生物（葉足動物、後述）も多く知られ、汎節足動物の更なる古い起源が示唆される。分子時計モデルを基にした解析結果では、汎節足動物に至る系統はエディアカラ紀（約5億8,700万 - 5億4,300万年前）で他の脱皮動物と分岐したと推定される。 現生汎節足動物の3動物門である有爪動物・緩歩動物・節足動物のそれぞれの初期系統（ステムグループ）とその全ての最も近い共通祖先は、葉足動物（Lobopodians, Lobopodia）という絶滅した汎節足動物のグループに起源すると考えされる。葉足動物は一見して有爪動物に似た外見（同規的で長い体・環形の筋に分かれた表皮・葉足など）をもつため、21世紀以前では有爪動物のみに類縁とされてきた。しかし節足動物と緩歩動物的性質をもつ葉足動物が次々と知られる1990年代以降では、有爪動物だけでなく、節足動物と緩歩動物も側系統群の葉足動物から派生した説が徐々に広く認められ、かつて有爪動物的とされてきた葉足動物の特徴も、汎節足動物の共通祖先で既に出揃った祖先形質と見直されるようになった。1990年代後期以降、この進展は現生汎節足動物を中心にして進んだ脱皮動物説（前述参照）の情報と統合され、汎節足動物の起源と初期系統の進化にまつわる仮説は、次の新たな基準で再構築されるようになった。 「葉足動物#系統関係」および「節足動物#起源」も参照 シベリオン類のシベリオン（左上）、メガディクティオン（中下）とジェンシャノポディア（右上） Gilled lobopodians のパンブデルリオン（左）とケリグマケラ（右） アンテナカンソポディア 節足動物の初期系統（ラディオドンタ類、オパビニア類など）に近いものとして広く認められる葉足動物は、メガディクティオンやジェンシャノポディアなどのシベリオン類、およびパンブデルリオンやケリグマケラなどの gilled lobopodians が挙げられる。有爪動物の初期系統に近い葉足動物は、アンテナカンソポディアが有力候補として広く認められる。これによると、節足動物は強大な前部付属肢と消化腺をもつ大型葉足動物から、有爪動物は短い脚と複数対の頭部付属肢をもつ小型葉足動物から進化したと考えられる。一方、緩歩動物の初期系統（オニコディクティオンもしくはアイシェアイア）、および汎節足動物全般の初期系統（アイシェアイアもしくはハルキゲニア類・ルオリシャニア類など）に含める葉足動物は諸説に分かれたため、緩歩動物と汎節足動物全般の共通祖先はどんな姿の葉足動物から進化したかについては、未だに不明確である。 詳細は「節足動物#起源」、「葉足動物#節足動物との関係性」、「葉足動物#有爪動物との関係性」、「葉足動物#緩歩動物との関係性」、および「葉足動物#基盤的な汎節足動物」を参照 ただし、基盤的な節足動物ケリグマケラとラディオドンタ類は、脳が緩歩動物のように前大脳のみから構成され、それに対応する先頭1対の付属肢（前部付属肢）のみ有爪動物と派生的な節足動物（真節足動物）のように特化が進んていた。この情報を基に、現生汎節足動物の最後の共通祖先に当てはまる葉足動物は、脳が前大脳のみ含まれ、それに対応する1対の付属肢のみ何らかの形に特化したと考えられる。これは現生群で得られる発生学的証拠（有爪動物と節足動物のお互いの中大脳の発生様式が根本的に異なる）にあわせると、有爪動物と節足動物に見られる中大脳と中大脳性付属肢の特化（頭部の合体節化）はお互いに別起源で、汎節足動物の内部系統で複数回に収斂進化したことも示唆される。 有爪動物と多くの葉足動物には環形の筋、節足動物の初期系統と一部の葉足動物には放射状の口器をもつが、それ以外の脱皮動物（環神経動物）、特に鰓曳動物と絶滅したPalaeoscolecida類にも似た構造が顕著に見られる。そのため、これらの特徴は脱皮動物の祖先形質であり、現生の有爪動物（放射状口器の欠如）、緩歩動物（環形の筋の欠如）と派生的な節足動物（放射状口器と環形の筋の欠如）のそれぞれの系統で退化消失したと考えられる。また、緩歩動物の前大脳は有爪動物と節足動物に比べて若干リング状に近いことにより、汎節足動物の神経節性の前大脳は、環神経動物に似たリング状の脳から進化したことも示唆される。 Palaeoscolecida類の中で、クリココスミア科（Cricocosmiidae）の種類は葉足動物に似た甲皮と付属肢らしき突起を体節制的に生えている。これにより、Palaeoscolecida類、特にクリココスミア科は葉足動物より基盤的な汎節足動物の起源を示唆できるかもしれないが、未だに研究が少なく、これらの類似は別系統の収斂進化の結果、それとも本当に葉足動物より基盤的な汎節足動物の祖先形質を表しているかははっきりしない。

起源と進化

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/08/14 00:35 UTC 版)

「六脚類」の記事における「起源と進化」の解説

Misof et al. 2014 によって行われる大規模な分子系統解析（1 Kiteプロジェクト）によると、六脚類はおよそ4億7,900万年前のオルドビス紀、昆虫はおよそ4億4,000万年前のシルル紀、有翅昆虫はおよそ4億600万年前のデボン紀に起源とされる。一方で、昆虫はおよそ4億7,500万年前で内顎類と分岐し、有翅昆虫はおよそ4億1300万年前に起源とする解析結果もある。 いずれの結果も、六脚類は陸生動物自体よりも早期な起源をもつことが示唆される。これにより、六脚類は甲殻類から派生しているという系統関係（汎甲殻類説、後述参照）に併せて、内顎類と昆虫類より基盤的な初期の六脚類は海棲動物であったと考えられる。六脚類はいつから上陸したのは不明だが、シルル紀で植物と共に陸上環境を適応放散し、直後のデボン紀で昆虫は飛行能力を進化していたと考えられる。 なお、六脚類の初期系統分化や翅の起源を示唆する確実な化石証拠は欠けている。基盤的な六脚類や昆虫と解釈されたデボン紀の古生物はいくつかあるが、そのほとんどが不確実で、別生物の見間違いであったものすらあり、次の通りに挙げられる。 リニエラ（Rhyniella praecursor）：トビムシとされ、既知最古の確定的な六脚類化石として知られる。 Rhyniognatha hirsti：1対の大顎が見られる唯一の化石標本 NHML In. 38234 によって知られる。最初はリニエラの一部として記載されたが、後に有翅昆虫の新属新種として再記載され、最古の有翅昆虫化石として広く知られていた。しかし Haug & Haug 2017 の再検証では同じ標本から発見された頭部構造により、昆虫ですらなく、むしろゲジ類のムカデであった可能性が浮かび上がる。 Eopterum devonicum と Eopteridium striatum：昆虫の翅として記載されたが、後に甲殻類の付属肢（基盤的なシャコ類の尾肢）だと判明した。 デヴォノヘキサポドゥス (Devonohexapodus bocksbergensis)：基盤的な水生六脚類として記載されたが、Kühl & Rust 2009 の再検証によりウィンガートシェリクス（Wingertshellicus backesi）という明らかに別系統の節足動物のシノニムだと判明した。 Leverhulmia mariae：多足類として記載されたが、後に昆虫（イシノミもしくはシミ）と見直された。 Strudiella devonica ：昆虫として記載されたが、保存状態は悪く、腐敗が進んだ別の節足動物の遺骸ともされる。 ガスペ（カナダ）で発見された断片化石：イシノミ由来と考えられる。 ギルボア（アメリカ）で発見された様々な節足動物の断片化石：一部のものは昆虫（イシノミもしくはシミ）由来と思われるが、確実でない。 既知最古かつ確定的な有翅昆虫は、石炭紀前期（およそ3億2,500万年前）の Delitzschala bitterfeldensis という絶滅したムカシアミバネムシ目（Palaeodictyoptera）の1種である。ただし、本種が生息した地質時代は前述の化石証拠と分子時計解析に示唆される結果より数百万年ほど晩期である。この大きな地質時代のギャップは、「Hexapoda gap」として知られている。 旧翅類・多新翅類・完全変態昆虫はデボン紀後期 - 石炭紀前期で適応拡散したとされる。これは同時期で昆虫の栄養源とニッチを構成した種子植物の適応拡散に関与すると考えられ、多新翅類と完全変態昆虫の特化した口器にも反映される。また、石炭紀後期ではオオトンボ目（Meganisoptera）という既知最大級の昆虫を含む絶滅群も現れた。完全変態昆虫の多くの系統群は石炭紀後期に起源とされるが、顕著な多様化は被子植物の適応拡散と同時期である白亜紀前期から始まったとされる。

起源と進化

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/06/24 01:40 UTC 版)

「マラリア原虫」の記事における「起源と進化」の解説

ヒトにマラリアを引き起こす最も高い原因となっている種はP. falciparumであり、これは西アフリカのゴリラに寄生するLaverania (類人猿に見られるPlasmodiumの亜属)種から進化したと一般的に受け入れられている。遺伝的多様性からの推定では約1万年前にP. falciparumが出現したとされている。 ミトコンドリアDNA、アピコプラスト、および核DNAの遺伝子配列を調べた研究からは、P. falciparumに最も近い近縁種はP. praefalciparum（ゴリラを宿主とする）であることが支持されている。 これら 2 つの種は、チンパンジーの寄生虫 P. reichenowiと近い系統関係にあり、以前はP. reichenowiが P. falciparumの最も近い近縁種であると考えられていた。また、かつてはP. falciparumも鳥の寄生虫に由来すると考えられていた。 遺伝的多型の度合いを調べてみると、P. praefalciparumを含む近縁種と比べてP. falciparum ゲノム内の多型は極めて低いレベルであることがわかった。これはヒトにおけるP. falciparumの起源が最近であることを示唆しており、P. praefalciparumとの共通祖先がヒトに感染することが可能になったのかもしれない。 P. falciparumの遺伝的情報には最近の集団拡大傾向の兆候が示されており、これは農業革命による人口拡大と時期が一致している。大規模な農業の発展は、より多くの蚊の繁殖地を生み出すことによってその集団密度を増加させ、熱帯マラリア原虫の進化と拡大を引き起こした可能性がある。

起源と進化

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/02/15 15:55 UTC 版)

「テティス (衛星)」の記事における「起源と進化」の解説

テティスは土星の周りに存在した降着円盤 (周惑星円盤) の中で形成されたと考えられている。この円盤は、土星形成直後にその周囲に形成される、ガスとチリからなる円盤である。土星は太陽から遠く低温であるため、土星周囲に形成される円盤では主要な固体成分は水氷であり、これを材料としてほとんどの衛星が形成されると考えられる。その他の円盤の揮発性物質としてはアンモニアや二酸化炭素が存在したと考えられているが、どの程度存在したのかはあまりよく分かっていない。 テティスが非常に多くの水氷を含んでいる理由はまだ解明されていない。土星周囲の周惑星円盤の環境では、窒素分子と一酸化炭素はアンモニアとメタンに変換されると考えられる。このことは、テティスを含む土星の衛星が、太陽系外縁天体である冥王星や海王星の衛星トリトンよりも多くの氷を含んでいる理由を部分的に説明できる。これは、一酸化炭素から解離した酸素が水素と反応して水を生成する化学反応が発生するからである。その他に氷が非常に多い組成を説明する興味深い仮説の一つとして、かつてタイタンのような衛星が土星に飲み込まれる前に氷の地殻が潮汐力によって引き剥がされ、それが集積して土星の環や内部衛星群が形成されたというシナリオが提案されている。 降着過程は衛星が完全に形成した後数千年に渡って続いた可能性が高い。理論モデルでは、降着に伴う天体衝突がテティスの外層を加熱し、地下 29 km 程度にわたって最大温度は 155 K に到達したことが示唆されている。形成が終了した後、熱伝導によって地下は冷えていき、内部は外層から熱が伝わるため加熱される。冷えていく表面付近の層は収縮し、逆に内部は膨張する。この過程はテティスの近くに強い伸長応力を及ぼし、その強さは 5.7 MPa になったと推定される。これにより、表面のひび割れが発生したと考えられる。 テティスは岩石成分が欠乏しているため、放射性元素の崩壊に伴う加熱が内部の進化に大きな影響を及ぼした可能性は低い。そのため内部の潮汐加熱を除けば、テティスは内部溶融を経験していないことを意味する。もし過去に内部の溶融が発生したのであれば、それはテティスがディオネやその他の衛星との軌道共鳴を通過した時期であっただろう。依然として、テティスの進化に関する現在の知見は非常に限定的である。

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出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/02/23 16:33 UTC 版)

「木星のトロヤ群」の記事における「起源と進化」の解説

トロヤ群の形成と進化を説明するために、2つの主要な理論が提唱されている。1つ目の仮説は、トロヤ群は木星とともに太陽系の同じ場所で形成され、惑星の形成に合わせてそれぞれの軌道に入ったとするものである。木星の形成の最終段階では、原始惑星系円盤から大量の水素とヘリウムを降着し、質量が急増した。約1万年続いたこの時期に、木星の質量は10倍に増加した。木星とほぼ同じ軌道を持つ微惑星は、増大する惑星の重力に捕えられた。この捕獲の機構は非常に効率的で、残った微惑星のほぼ半分が捕えられた。この仮説には、2つの大きな問題が残っている。捕えられた天体の数が観測されるトロヤ群小惑星の数よりも4桁も大きくなってしまうことと、現在のトロヤ群小惑星は、捕獲モデルで予測される値と比べて大きな軌道傾斜角を持つことである。しかし、この仮説のシミュレーションでは、土星の周りに同様のトロヤ群が形成されるのが阻害されることとなり、これは土星の近くにトロヤ群が見られないという観測結果に裏付けられる。 2つ目の仮説は、太陽系形成理論の1つであるニースモデルの一部であり、トロヤ群は、太陽系の形成の5億年から6億年後に起こった惑星のマイグレーション（移動）の過程で捕獲されたとするものである。このマイグレーションは、木星と土星が1:2共鳴点の近くを通過することが引き金となって生じた。この期間、天王星や海王星、そしてある程度は土星も外側に向けて動き、木星は内側に向けて動いた。巨大惑星のマイグレーションは、エッジワース・カイパーベルトを不安定化し、数百万の天体が太陽系の内側に向かって放出された。さらに、それらの合計の重力の影響で既存のトロヤ群もかき乱された。この理論では、現在のトロヤ群小惑星は、木星と土星が共鳴点から離れてから集積したエッジワース・カイパーベルト由来の天体ということになる。 トロヤ群の遠い将来については、木星と土星の間のいくつかの弱い共鳴により、時間とともに無秩序な振舞いをするようになるため、はっきりとは分からない。さらに、衝突による破片は外に放出されるため、その数は徐々に減っていく。トロヤ群から放出された小惑星は、木星の一時的な衛星や木星族の彗星になることがある。シミュレーションによると、木星のトロヤ群小惑星の最大17%の軌道は、時間が経つにつれて不安定になっている。Levisonらは、約200個のトロヤ群から放出された直径1km以上の小惑星が太陽系を漂っており、そのうちのいくつかは地球横断軌道に来る可能性があると考えている。

起源と進化

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/02/24 01:48 UTC 版)

「ガニメデ (衛星)」の記事における「起源と進化」の解説

ガニメデは木星の周りにあったガスと塵からなる周惑星円盤の中で集積して形成されたと考えられている。ガニメデの集積はおそらくは 10,000 年程度の時間がかかったと考えられ、カリストに対して推定されている 100,000 年程度という時間よりもずっと短い。木星の周りにあった円盤は、ガリレオ衛星が形成された段階では比較的ガスが枯渇していた (gas-starved) 可能性があり、これによりカリストの形成に必要な長い集積時間が実現されたと考えられる。対照的にガニメデは円盤の密度が大きい木星に近い領域で形成されたため、形成タイムスケールは短くなったと考えられる。この比較的短い集積時間のため集積時の熱があまり外部に逃げず、氷を融解させ分化を起こし、岩石と氷の分離が起きた。岩石は中心部へと沈降し、核を形成する。この点においてガニメデはカリストとは異なり、カリストはゆっくりとした集積の過程で集積熱を失ったために氷が溶けることが出来ず、分化を起こさなかったと考えられる。この形成仮説は、なぜガニメデとカリストは質量と組成が似ているにも関わらず異なる形態の天体になったのかを説明することができる。別の理論では、潮汐変形に基づいたガニメデでのより大きな内部加熱によって違いを説明し、また別の理論では後期重爆撃期の間の天体衝突による衝撃によって違いが生まれたとしている。後者の場合、理論モデルではガニメデでは分化は熱暴走的な過程で発生したが、カリストではそうではなかったことを示唆している。 形成後のガニメデの核は集積と分化の最中に蓄積された熱の大部分を保持し、それをゆっくりと氷マントルへ解放した。その後、マントルは対流によって熱を表面へ輸送した。岩石に含まれていた放射性物質の崩壊によって核はさらに暖められ、分化はさらに進んだ。結果として、内側には鉄と硫化鉄の核、ケイ酸塩岩石のマントルが形成された。こうしてガニメデは完全に分化した天体になった。ガニメデと比べると、分化していないカリストの放射性崩壊による加熱は氷の多い内部での対流を引き起こし、それによって効率的に冷却したため大規模な氷の溶融と急速な分化が妨げられた。カリスト内部での対流運動は氷と岩石を部分的に分離するにとどまった。現在では、ガニメデはゆっくりと冷え続けている。核とケイ酸塩マントルから解放される熱によって内部海が存在することができ、一方で鉄と硫化鉄の液体の核のゆっくりとした冷却は対流をおこして磁場の生成を支えている。現在のガニメデからの熱流量は、カリストからのものよりも高いと考えられる。

起源と進化

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/02/25 03:55 UTC 版)

「惑星系」の記事における「起源と進化」の解説

「星雲説」および「太陽系の形成と進化」も参照 惑星系は、主星が誕生する過程の一部として、主星の周りを巡る原始惑星系円盤から誕生する。惑星系の形成途中に、多くの物質が遠方の軌道へと飛び散り、その物質から出来たいくつかの惑星は、惑星系を離脱して、自由浮遊惑星となる場合がある。

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出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/01/05 22:43 UTC 版)

「ケレス (準惑星)」の記事における「起源と進化」の解説

ケレスは約45億7000万年前に小惑星帯で形成された原始惑星の生き残りであるかもしれない。内太陽系の原始惑星（月から火星規模の大きさ）は他の原始惑星と衝突して地球型惑星を形成したか、もしくは木星によって太陽系外に放り出されたとされているが、ケレスは比較的無傷だとされている。別の理論では、ケレスはカイパーベルトで形成され、後に小惑星帯に移動したことが示されている。オッカトルクレーターでアンモニアの塩が発見されたことは、ケレスが外太陽系に起源をもつことを支持するものとされている。 ケレスの地質学的変化は、その形成中および形成後に生じた、微惑星の降着や様々な放射性同位体の崩壊（寿命が短いアルミニウム26のような死滅放射性核種などもおそらく含む）といった熱源に依存していた。これらの熱源はケレスが形成された後すぐに内部を岩石の多い核と凍ったマントルに分化するには十分であったと考えられている。このプロセスでは、氷火山の活動とテクトニクスによる表面の再浮上を引き起こし、古い地質学的地形を消滅させた可能性がある。ケレスの比較的高い表面温度は、その表面に生じる氷が徐々に昇華し、粘土鉱物や炭酸塩などの様々な水和物を残すことを意味している。 現在、ケレスの表面は地質学的には活動しておらず、表面は主に天体衝突によるクレーターで覆われている。以前はケレスのサイズが小さいため、初期の内に地質学的活動が起こらなくなった死んだ天体であるとされていたが、ドーンによる探査ではベスタと対照的に、内部プロセスがかなりケレスの表面を形作り続けていたことが明らかになっている。地殻内には大量の水の氷が存在しており、最近起きたと見られる地質学的な表面の変遷の証拠から、ケレスの内部には液体の水の層が存在している可能性がある。この仮想上の層は「海」と呼ばれている。仮にそのような液体の水の層がある場合、エウロパで存在が理論化されている海と同じように、岩石質の核と氷のマントルの中間に存在していると仮定されている。溶質（例えば塩）、アンモニア、硫酸、その他の不凍化合物が水に溶けている場合、海が存在している可能性はより高くなる。

起源と進化

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/08/13 22:13 UTC 版)

「太陽系」の記事における「起源と進化」の解説

詳細は「太陽系の形成と進化」を参照 銀河系には、水素やヘリウム、そして少量の重元素からなる岩石質や有機質の微小な塵（星間塵）を含む星間ガスがある。このような星間ガスが1,000個/cm3を超える数密度となる場合を星間雲といい、内部で水素分子が形成されるようになる。通常、星間雲はごくゆっくりと回転している。星間雲は均質ではなく、密度の偏りがある。この偏りが大きくなって数密度が100億個を超える部分ができることがあり、そうなると一酸化炭素、シアン化水素、アンモニアなどのさまざまな分子が形成される。これを分子雲と呼ぶ。太陽系は約45億6800万年前に、この分子雲の重力崩壊によって形成された。この分子雲は数光年ほどの大きさを持ち、太陽と同時にいくつもの恒星を形成した可能性がある。現在の太陽系が形成される領域で、pre-Solar nebula（英語版）と呼ばれる星雲が形成される。そして、角運動量保存の法則によって、分子雲は収縮時より速く自転するようになり、原子が頻繁に衝突による運動エネルギーが熱に変換されて、温度が高くなる。自転の加速によって中心に原始太陽が誕生し、当時の光度は現在の10倍、表面温度は約4,000 Kであったとされている。その周囲には、直径約200auにもわたる原始惑星系円盤（もしくは原始惑星系星雲、特に太陽系の場合は原始太陽系円盤とも呼ばれる）が形成され始めた。そこで形成された、惑星の元となる微惑星が約100億個形成され、塵やガスが合体を繰り返し、より大きな原始惑星へと成長していく。初期の太陽系には、こうした原始惑星が何百個も存在していたとされているが、合体や破壊を繰り返して、現在の惑星や準惑星、小惑星などが形成された。 太陽周辺の温度の高い領域では、沸点が高い金属やケイ酸塩のみが固体として存在でき、このような物質が地球型惑星の水星、金星、地球、火星を形成した。金属元素は、原始惑星系円盤の中でも一部しか存在していないため、地球型惑星は大きく成長することができなかった。地球のような固体惑星がいつ形成されたかについては、星雲ガスがあるときか、消失後か、議論の余地がある。星雲ガスがなくなると、ガス抵抗がなくなるため、原始惑星の軌道が乱れるとその乱れを抑えるものがなくなる。すると、原始惑星は互いの重力相互作用により接近し、軌道が乱されるようになる。微惑星同士の衝突があったように、原始惑星同士も衝突するようになる。星雲ガスがないため衝突は激しいものになり、破壊も合体もいずれも起こるようになる。このような巨大衝突の繰り返しで、金星、地球が形成されたと考えられる。水星と火星は原始惑星の生き残りか、成長がわずかであったものであろう。地球の月は、地球形成末期に起きた巨大衝突の産物であるとする説（ジャイアント・インパクト説）が有力である。 巨大惑星（木星型惑星と天王星型惑星）は、現在の火星軌道と木星軌道にある雪線の外側で形成された。これらの惑星を形作っている氷結した揮発性の化合物は、地球型惑星を形成している金属元素やケイ酸塩よりも豊富に存在していたため、これらの惑星は水素とヘリウムからなる分厚い大気を取り込むのに十分な、地球の10倍の質量を持った大きな原始惑星にまで成長することができた。木星と土星の質量が異なるのは、土星形成の後期に、何らかの理由で星雲ガスが消失し、材料となるガスそのものがなくなったためであり、天王星、海王星の質量が小さい段階にとどまったのも、この2つの惑星は星雲終末期にガスの取り込みが始まったため、あまり成長できずに終わったためであると考えられている。小惑星帯、カイパーベルト、オールトの雲は、惑星になりきれなかった残骸となった小天体が密集したものとされており、ニースモデルでは、これらの領域の形成と、巨大惑星が形成された位置、さまざまな重力による作用を介して、どのように今の軌道に落ち着いたかを示している。 形成から5000万年までに、原始太陽の中心にある水素の圧力と密度が熱核融合を起こすのに、十分大きくなったとされている。温度や反応速度、圧力、密度は太陽が静水圧平衡を満たすまで上昇し、やがて熱の圧力と自身の重力が等しくなり、太陽は主系列星となった。この主系列星の段階は約100億年続くとされている。やがて、太陽から放出した太陽風が太陽圏（ヘリオスフィア）を形成し、周囲の原始惑星系円盤が強い紫外線によって宇宙空間に放出されたか、原始太陽に落下していったことにより、惑星の成長はほぼ落ち着いた。主系列星になったころの太陽の光度は現在の約70パーセントで、徐々に増光して今に至る。 太陽系は、太陽の中心核にある水素が、すべて核融合反応によってヘリウムになる約50億年後までは、現在とほとんど変わらない構造を維持するとされている。ヘリウムによる核融合反応は主系列星の段階を終えたことを意味している。このとき、太陽の中心核の内部では、内部に形成されたヘリウムの周囲に沿って分布している水素が核融合反応を起こしており、それによって中心核は収縮していき、放出されるエネルギーは現在よりもはるかに大きくなるとされている。そして、太陽の外層が膨張を始め、直径は現在の256倍にまで膨れ上がり、赤色巨星へ進化する。表面積が大きくなるため表面温度は低下していき、最低で2,600 Kまで低下する可能性がある。このころには、地球上の水はすべて蒸発し、生物が存在することはできなくなっている。中心核では収縮が続くため温度が上昇し、その結果、ヘリウムによる核融合反応が始まる。それにより、太陽は一時的に安定し、直径も現在の11 - 19倍にまで小さくなる。しかし、太陽はより重い元素で核融合反応を起こすほどの十分な大きさを持っていないため、核融合反応は徐々に弱くなり、この安定期間は1億3000万年しか持続されないと考えられている。最終的に外層は吹き飛ばされ、中心核は地球ほどの大きさと、現在の太陽の半分の質量を持った白色矮星となって残される。放出された外層は、太陽を形成していた物質の一部と、核融合反応によって新たに合成された、炭素などの重元素を含んでおり、やがて惑星状星雲となる。

起源と進化

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/07/03 01:47 UTC 版)

「鋏角」の記事における「起源と進化」の解説

大付属肢 メガケイラ類 「鋏角類#化石節足動物との関係性」も参照 鋏角類の鋏角は前述の通り、様々な証拠により中大脳性（第1体節由来）の付属肢だと証明されたが、どのような中大脳性付属肢に由来するかは未解明で、鋏角類といくつかの絶滅群の系統仮説により解釈が変わる。もし捕食用の大付属肢を特徴とするメガケイラ類が基盤的な鋏角類であれば、鋏角は大付属肢のような付属肢から進化した可能性が示唆され、すなわち元から既に捕食用で、柄部と把握用に分化した肢節をもつ付属肢を短縮させ、やがて鋏角になったと考えられる。一方で、もし鋏角類はメガケイラ類ではなく、触角をもつ三葉虫などを含んだArtiopoda類に近縁（Arachnomorpha仮説）であれば、鋏角は元々感覚用の触角から短縮化して摂食用に変化した可能性が示唆される。

起源と進化

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/06/15 17:16 UTC 版)

「カリスト (衛星)」の記事における「起源と進化」の解説

カリストの慣性モーメントの測定値からは，この天体の内部は部分的にしか分化していないことが示唆されており、内部の氷成分を溶融させるだけの十分な加熱は発生しなかったことを意味している。従って、低密度の木星周囲の周惑星円盤の中でゆっくりとした集積過程で形成されたというのがもっともらしい仮説である。集積過程が長い場合、天体衝突や放射性物質の崩壊熱や収縮による熱の蓄積に冷却が追いつくことができ、そのため内部が溶けて急速に分化するのを防ぐことができる。これを実現可能なカリストの形成タイムスケールは、10万年から1000万年とされている。 集積後のカリストのさらなる進化は、放射性物質の崩壊による加熱と、表面付近での熱伝導による冷却、内部の固体もしくは準固体の対流による冷却の釣り合いによって決まる。氷の準固体の対流の詳細は、全ての氷衛星の理論モデルにおける主要な不確定要素となっている。氷の粘性の温度依存性があるため、温度が融点に十分近い場合は対流が発達することは知られている。氷天体の内部での準固体の対流は、氷の運動は1年あたり1センチメートルのオーダーというゆっくりとしたプロセスではあるが、長い時間スケールで見た場合は非常に効率的な冷却メカニズムとしてはたらく。カリストでは、スタグナント・リッド状態と呼ばれる対流が発生していたと考えられる。これは表面付近では対流を起こさない冷たく硬い外層が熱伝導で熱を伝え、一方で内部では準固体状態で対流を起こしているというものである。カリストでは、外層の伝熱層は厚さがおよそ 100 km の冷たく硬いリソスフェアに相当する。この仮説は、カリストの表面にいかなる内部活動の痕跡が見られないという事実を説明できる。カリストの内部では圧力が非常に高い状態であり、氷は表面付近の氷Iから中心付近での氷VIIまで異なる結晶相で存在すると考えられる。そのため対流は層状に発生していたと考えられている。カリスト内部での初期の準固体対流は、大規模な氷の溶融を妨げ、また大きな岩石核と氷マントルに分化するのを妨げた。しかしこの対流過程によって、カリスト内部では数十億年の時間スケールで岩石と氷のゆっくりとした部分的な分離と分化が起きており、これは現在でも継続している可能性がある。 現在のカリストの進化に関する理解では、内部には液体の水からなる層や「海」が存在する可能性があるとされている。これは氷I融点の特異な振る舞いと関連しており、この結晶相では融点は圧力が上がるほど減少する。そのため 207 MPa での融点は 251 K 程度となる。カリスト内部の全ての現実的な理論モデルでは、カリストの地下 100〜200 km の深さでは、温度はこの特異な融点に非常に近いか、あるいはわずかに上回る。質量比で 1〜2% 程度の少量のアンモニアが存在するだけで、アンモニアが融点をさらに下げる効果によって液体の存在はさらに確実なものになる。 カリストの全体の特徴はガニメデに非常に似ているものの、地質学的な歴史はガニメデよりもずっと単純であったように思われる。表面は大部分は衝突やその他の外的要因によって形作られている。表面に溝を持っているガニメデとは異なり、カリストの表面にはプレートテクトニクスなどの地質活動の痕跡はほとんど見られない。このガニメデとの間の内部構造やその後の分化、地質活動の大きな違いは、ガニメデはずっと大きな潮汐加熱を経験したこと、そして後期重爆撃期の最中にガニメデはより多数の高エネルギーの天体衝突にさらされたことに原因があると考えられている。カリストの比較的単純な地質学的歴史は、他のより活発で複雑な経緯を持つ天体と比較を行うための基準を惑星科学者に与えている。

起源と進化

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「書鰓と書肺」の記事における「起源と進化」の解説

一見では付属肢らしきぬ書肺だが、古くから書鰓と同じく付属肢（関節肢）由来と考えられており、この説は後にも発生学（書肺は書鰓と同じく肢芽から発生する）とホメオシス（突然変異した書肺は脚の構造が生えている）的証拠によって立証される。基盤的な真鋏角類とされるモリソニアが原始的な書鰓らしき構造をもつことによって、書鰓の起源は5億年前のカンブリア紀まで遡れる可能性も挙げられる。 書鰓と書肺は相同器官とされ、そのうち水棲の節口類に見られるような水中呼吸用の書鰓は祖先形質で、後にクモガタ類が上陸し、書鰓を空気呼吸用の書肺に特化させたと考えられる。この仮説は、主に化石真鋏角類からの古生物学的情報（節口類はクモガタ類に対して側系統群である系統解析結果や、ウミサソリの書鰓から発見される書肺らしき小柱）によって支持が得られる。発生学的情報では、書肺と書鰓の発育様式における共通点と相違点を両方見出している。それに対しては、前者は両者の相同性を反映する証拠で、後者は単に異なった呼吸様式に適応した結果と推測される。 鋏角類（水棲、書鰓）   †モリソニア   真鋏角類（蓋板）   カブトガニ類   （小柱）   †ウミサソリ   クモガタ類（水棲→陸棲、書鰓→書肺） （書肺退化） ダニ など   （書肺退化） カニムシ など   蛛肺類   サソリ       †ワレイタムシ   四肺類 クモ 、ウデムシ 、サソリモドキ など               鋏角類の内部系統における書鰓と書肺の進化（青枠：節口類、†：化石群）