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原始地球に蓄積ちくせきされた有機物ゆうきぶつ利用りようし,外界と内部を分けるまくをもち,代謝たいしゃ自己増殖じこぞうしょくを行う原始生命が誕生たんじょうする。その後,嫌気性細菌けんきせいさいきん原核生物げんかくせいぶつ)が誕生たんじょう。その後,光合成こうごうせいを行う「光合成細菌こうごうせいさいきん」や「シアノバクテリア」が誕生たんじょうする。これらが光合成こうごうせいさかんにすることで,原始地球の海,つづいて大気の酸素濃度さんそのうど上昇じょうしょうした。長時間かけて,生物が地球の環境かんきょうを大きくえていく。
酸素さんそ利用りようする好気性細菌こうきせいさいきん原核生物げんかくせいぶつ)が誕生たんじょうする。

もっと詳しく※東京書籍 高等学校理科用教科書「生物」より引用

化学進化

近世まで,生物は無生物むせいぶつから発生するという自然しぜん発生説はっせいせつしんじられていた。しかし,19世紀後半せいきこうはんにパスツールらによって自然発生説しぜんはっせいせつ否定ひていされ,生命の起源きげん説明せつめいには新たな考え方が必要ひつようになった。
ミラーは1953年に原始地球の大気を想定した混合こんごうガスに高圧こうあつ電流を流して放電しアミノさんなどの有機物ゆうきぶつ合成ごうせい成功せいこうした。これによって,無機物むきぶつから有機物ゆうきぶつとくに生物にとって基本的きほんてきなタンパクしつ核酸かくさん生成せいせい可能性かのうせいしめされた。現在げんざいでは,原始大気の成分せいぶんはミラーの実験じっけんで使われた気体とはことなり,窒素ちっそ二酸化にさんか炭素たんそ水蒸気すいじょうき主成分しゅせいぶんであったと考えられているが,現在げんざいの海洋の海底かいていにみられる熱水ねっすい噴出孔ふんしゅつこうでは,硫化りゅうか水素すいそ水素すいそ,アンモニア,メタンなどが噴出ふんしゅつしており,このような環境かんきょうではミラーの実験じっけんと同様に有機物ゆうきぶつ合成ごうせいされる可能性かのうせいがある。また,いん石からアミノさんなどが検出けんしゅつされることもあるので,有機物ゆうきぶつ起源きげんを地球外にもとめるせつも出されている。生命が誕生たんじょうする以前いぜん有機物ゆうきぶつ生成過程せいせいかていは化学進化とばれている。化学進化は生命誕生たんじょう前段階まえだんかいと考えられている。

生物の出現と大気組成の変化

地球上で最初さいしょ出現しゅつげんした生物は原核生物げんかくせいぶつである。これまでに知られているもっとも古い生物化石はやく35おく年前にできたと推定すいていされる岩石から発見されている。この生物化石は原核生物げんかくせいぶつと考えられている。生命が生まれる前の地球には火山ガスの噴出ふんしゅつにより大気中や水中に多量たりょう二酸化炭素にさんかたんそ存在そんざいし,酸素さんそはほとんどふくまれていなかったと考えられている。また,水中には有機物ゆうきぶつが多く蓄積ちくせきされていたと考えられている。そのため,初期しょきの生物は,呼吸こきゅうを行う生物ではなく,周囲しゅうい有機物ゆうきぶつ分解ぶんかいしてエネルギーを従属栄養じゅうぞくえいよう生物のみであったと考えられてきた。しかし,最近さいきんの研究によると,火山活動によって放出されたメタンや水素すいそなどを用いて有機物ゆうきぶつ合成ごうせいする独立どくりつ栄養えいよう生物も存在そんざいしていたと考えられるようになっている。
その後,多量たりょう存在そんざいする水と二酸化炭素にさんかたんそ原料げんりょうとして利用りようして,光のエネルギーを使って有機物ゆうきぶつ合成ごうせいする独立栄養どくりつえいよう生物が出現しゅつげんした。光合成こうごうせいを行う原核生物げんかくせいぶつのシアノバクテリアである。シアノバクテリアの痕跡こんせきはストロマトライトという層状構造そうじょうこうぞうをもった岩石から発見された。ストロマトライトは20~30おく年前の地層ちそうから大量たいりょうに見つかり,この時代にシアノバクテリアが大繁殖はんしょくしたことを物語っている。シアノバクテリアと同様に光のエネルギーを用いる光合成こうごうせい細菌さいきん出現しゅつげんしたが,二酸化にさんか炭素たんそ還元かんげんには水を使わず,硫化りゅうか水素すいそ硫黄いおう水素すいそなどを用いる。そのため,酸素さんその放出はみられない。シアノバクテリアの増殖ぞうしょく結果けっか酸素さんそが水中に放出されたが,はじめは海水中にけている鉄分と反応はんのうして酸化鉄さんかてつとして沈殿ちんでんし,堆積たいせきした。これがやく20~30おく年前の地層ちそうから発掘はっくつされる大規模だいきぼ鉄鉱層てっこうそう起源きげんと考えられている。さらに放出されつづけた酸素さんそは水中にけ,呼吸こきゅう可能かのう環境かんきょうがつくられた。呼吸こきゅう効率こうりつよくエネルギーをることができるので,呼吸こきゅうを行う従属栄養じゅうぞくえいよう生物が出現しゅつげんし,しだいにえていったと考えられている。