著者プロフィール
長谷川政美（はせがわ　まさみ）
1944年生まれ。進化生物学者。統計数理研究所名誉教授。総合研究大学院大学名誉教授。理学博士（東京大学）。著書に『系統樹をさかのぼって見えてくる進化の歴史』（ベレ出版）『分子系統学』（岸野洋久氏との共著）『DNAに刻まれたヒトの歴史』（共に岩波書店）『新図説 動物の起源と進化―書きかえられた系統樹』（八坂書房）など多数。1993年に日本科学読物賞、1999年に日本遺伝学会木原賞、2005年に日本進化学会賞・木村資生記念学術賞など受賞歴多数。進化が一目でわかる「系統樹マンダラ」シリーズ・ポスターは全編監修を務める。

 

進化の歴史

ー時間と空間が織りなす生き物のタペストリー

第13話

漂流する大陸と生物の進化

＜ウェゲナーの大陸移動説＞

文と写真　長谷川政美

◎大陸移動説の登場

生物の分布は大陸や島の地理的な配置に支配されるが、20世紀に入ると生物の地理的分布に測り知れない影響を与えてきたにもかかわらず、それまで知られていなかった新たな要因が明らかになってきた。地質学的な時間スケールでみると大陸や島は移動するという大陸移動説である。
この説は、1912年にドイツの気象学者アルフレッド・ウェゲナーAlfred Wegener （1880—1930）によって提唱されたものである。
地図を見ると、アフリカの大西洋側の海岸線と向かい側の南アメリカの海岸線とがよく似ている。それら対岸の地質もよく似ているのだ。また、白亜紀初期以前の化石がアフリカと南アメリカの間でよく似ている。これらのことから、ウェゲナーは白亜紀初期までは、アフリカと南アメリカはつながっていたが、その後次第に離れていったと考えたのだ。
さらにインドとマダガスカルの間でも白亜紀後期までは似たような化石が見つかる。ウェゲナーはこれらを統一的に理解するために、諸大陸がかつてはパンゲアという１つの超大陸としてまとまっていて、それが次第に分裂と移動を繰り返し、その結果として現在の大陸配置が形成されたと考えた。
ウェゲナーは1915年に出版した著書『大陸と海洋の起源』で1つの章を生物の地理的分布についての議論に当てている。ウェゲナーはダーウィンやウォーレスにならって生物進化は地理的な連続性のなかで起ると考えた。過去に同じような生物が分布していた地域は、現在いかに遠く離れていても、かつてはつながっていたはずだと。
図13-1は彼の著書（1929年出版の第4版）に収録された図である。

ウェゲナーは多くの古生物学者からアンケートをとって、地球上の現在は離れた地域の間で共通の生物相が見られる地質年代に関する意見分布をまとめたのである。
それぞれの図で上の線は共通の生物相が見られるという意見に賛成の数、下の線はそれに反対の数であり、賛成と反対の数の差に斜線が施されている。最近の年代に関しては、古生物学者の間の意見の違いがあるが、古い時代に共通の生物相が見られるという意見は驚くほど一致していた。
オーストラリア、インド（図ではデカンとなっている）、マダガスカル、アフリカの間ではジュラ紀初頭まで、アフリカと南アメリカ（ブラジルとなっている）の間では白亜紀前期まで、マダガスカルとインドの間では白亜紀後期まで共通の生物相が見られると、ほとんどの古生物学者は考えていたのだ。
地質年代をさかのぼると、大西洋もインド洋も生物の分布にまったく影響を与えていないのだ。これらの海洋をはさんでまるで生物が自由に行き来していたように見える。
それでは当時の古生物学者はこのことをどのように解釈していたのだろうか。彼らは、海水面の低下や陸地の隆起などで途中に陸橋ができていたと考えたのである。
ウェゲナーはこのような生物地理学的な事実こそが自身の大陸移動説の強力な証拠だと考えた。遠く離れたアフリカと南アメリカの間やインドとマダガスカルの間に都合よく陸橋が架かることなどあり得るだろうか。
陸橋説で説明するためには、現在深海底のある海洋にも陸橋が架かっていたと仮定しなくてはならないという問題もある。陸橋の痕跡が海の底から見つかっていたというわけではなかった。現在大陸から離れた島が、氷河期に海面が低下した時期に陸続きだったということはあるが、アフリカと南アメリカ、それにインドとマダガスカルが陸続きだったということは、陸地が水平方向に移動できるという大陸移動説なしでは説明がつかないであろう。

◎大陸移動の証拠

更に、ウェゲナーは、およそ3億年前の古生代の石炭紀からペルム紀にかけて世界各地で見られる大陸氷河の痕跡を調べてみたところ、図13-2のように高緯度の地域からインドにまで広がる奇妙な分布であった。

このような分布は、もしも3億年前にこれらの地域が南半球の高緯度地域にまとまっていて、その後それぞれの大陸が現在の位置に移動したと考えれば説明できるとした。
一方、北半球では、現在ノルウエーの北に位置するスピッツベルゲン島のあたりまで亜熱帯の暖かさの跡が残っているともいう。現在では、石炭紀を通じて枯れた木材が地下に蓄積し続けて、温室効果ガスである大気中の二酸化炭素が減ったためにこの時期に地球全体の気温が低下したと考えられているが、この連載のあとの回で紹介する全球凍結（赤道付近を含めて地球全体が凍りついた）ほど極端なものではなかったので、図13-3で示した大陸氷河の痕跡の分布は大陸移動の証拠と見なすことができる。

◎大陸移動の仕組み

ウェゲナーはまた、大陸をつくっている地殻は軽く、それよりも重い海洋をつくっている地殻の上に浮いているのだから、水平方向に移動してもおかしくないことについて、次のような議論を展開している。
「一様なもともとのレベルからの隆起によって陸地ができ、沈降によって海ができたとすれば、海面からの高さあるいは深さが大きくなればなるほど、そのレベルに対応した陸地あるいは海はそれだけ少なくなるはずである。その結果できる分布は、図13-4の破線によって示されるようなガウスの誤差曲線に近いものになるだろう。しかし実際には、山が2つあり、各山のまわりの分布が誤差曲線に近いものになっている。このことは、かつて２つの原始的な乱されないレベルがあったことを暗示する。したがって海及び陸は、地殻の違った層をあらわすという結論は避け難い。比喩的な言い方をすれば、2つの層は海とその上に浮かぶ大きい氷山のようなものである」（竹内均訳による）。
ヒマラヤ山脈のように巨大な陸塊のあるところでは重力が大きそうに思われるが、実際にはその地下は比重の小さい物質でできていて重力は大きくない。一方、海洋地域では陸塊の代わりに比重の小さな水があるので、重力が小さいと思われるが、実際には海底地殻の比重が大きいために、重力は小さくないのである。
ウェゲナーの「大陸が海に浮かんでいる」という比喩は、現在では正しくないことが分かっている。正確には図13-5のように、大陸地殻と海洋地殻はどちらも比重の大きなマントルの上に浮いているが、海洋地殻にくらべて大陸地殻の比重が小さいために段差ができているのである。このことが図13-4で示した山が２つある分布曲線の原因である。ウェゲナーは間違いも犯していたが、かなり真実に肉薄していたのは確かである。

◎さらなる証拠を求めて

このような圧倒的な証拠にもかかわらず、ウェゲナーの説は最初に提唱されてから40年ほどの間、学界で受け入れられることはなかった。1915年に『大陸と海洋の起源』の初版が出版されて以来、この本はウェゲナーが亡くなる前年の1929年に出版された第4版まで版を重ねた。ウェゲナーは版を改めるたびに全面的に書き直し、新たに得られた証拠を提示し、また多くの批判に対して応えている。ダーウィンが『種の起源』を改定するたびにとった真摯な態度と重なるところがある。
ウェゲナーは『大陸と海洋の起源』の第4版の『測地論的議論』と題した第3章で、「最近になってグリーンランドが現在もなお移動しているという正確な証拠が見つかり、それが大陸移動説に新しい完全な基礎を与えた」と記している。
翌年の1930年にそのグリーンランドに4度目の探検に出掛けた。11月1日マイナス54℃にも達する極北の基地で、彼は同行した2人とともに50歳の誕生日をドライフルーツとチョコレートで祝った。そのあとウェゲナーはラスムス・ヴィルムセンと2人だけで犬ぞりを駆って基地を出発したが、翌日（あるいは2日後かも知れない）猛吹雪のなかで亡くなった。
遺体は翌年の春になって発見された。捜索隊が2本のスキーが立てられているのを見つけ、そこを掘ったところ、１メートル以上深い氷のなかに手厚く葬られていたウェゲナーの遺体を発見した。唯一人いっしょだったラスムス・ヴィルムセンが埋葬したのであろう。しかし、ヴィルムセンのほうはついに発見されなかった。50歳の誕生日に撮ったひげが凍ったウェゲナー最後の写真が遺されている（図13-6）。

つづく