うんちの化石が語る「消化管の革命」
毎日誰もがトイレで水に流しているうんち。
あまりに当たり前の存在すぎて、それが地球の歴史を動かした主役級の存在だったなんて、普通は考えもしません。
しかし化石記録を丹念にたどると、この「当たり前」が当たり前でなかった時代が確かに存在します。
たとえば約6億年前のエディアカラ紀には、すでに地球最初の動物たちが登場していました。
ところが奇妙なことに、この時代の地層からうんちの化石は1つも見つかっていません。
動物がいたのに、うんちがないというのは不思議に思えますが、実はまとまったうんちは「動物ならみんな出せる」ものではありません。
エディアカラ紀の大半にわたり生物たちは、水中の有機物をこし取ったり、海底の微生物マットをなめ取ったりする食生活が中心でした。
消化していた痕跡が残る化石はいくつかあるものの、口と肛門が管でつながった貫通型の消化管を持っていたという確かな証拠は、エディアカラ紀の最末期になってようやく現れる程度です。
つまり多くの生物は、現代のクラゲやイソギンチャクのように、口から食べて口から食べかすを吐き出す単純な消化システムだったとみられます。
しかし口から食べて口から吐き出すという仕組みでは「うんちを溜めて出す」という方法がとれません。
入口と出口を口が兼ねている生物では、次の食事をするために、前の残りカスを先に吐き出さなければなりません。
残渣を溜めておくことが、次の摂食を邪魔するのです。
だから少量ずつ、頻繁に吐き戻すことになります。
目に見えないほど小さな食べ物を取り込み、目に見えないほど小さな食べかすを吐き出していたのでしょう。
こうなると「うんちの化石」など望むべくもありません。
まとまった形の糞を作るには、口から食べて肛門から出す貫通型の消化管の進化が必要なのです。
口と肛門が管でつながることで、食べ物は一方向に流れながら消化管の中で圧縮され、まとまった形の糞として一度に排泄できるようになります。
「単に化石として残らなかっただけでは？」という疑問も当然ありえますが、カンブリア紀のうんちの化石は、保存状態が特別に良い地層だけでなくごく普通の地層からも見つかっており、保存のされにくさだけでエディアカラ紀の「うんちなし時代」を説明するのは難しいと研究チームはみています。
状況が一変するのは、カンブリア紀が始まる約5億3900万年前。
世界36カ所の地層から得られた証拠によれば、このタイミングで最初のうんちの化石が出現し、時代が進むにつれてその姿はどんどん豊かになっていきます。
最初期のうんちの化石は顕微鏡でなければ見えないほど小さな粒でした。
それがやがて、砕けた貝殻や他の動物の破片をぎっしり含んだ数センチ大の塊にまで大型化・多様化していくのです。
このうんちの進化は、体の内側で起きていた革命と表裏一体でした。
同じ時期、特に初期の節足動物では、より多様な食べ物を処理できる専用の消化器官（前腸や消化腺）が発達し、消化の仕組みが一気に高度化していったことが化石からわかっています。
大きく硬い食べ物さえ処理できる「高性能な腸」の登場が、中身の濃い大きなうんちを生み出し始めたのです。
つまりうんちの化石は、単なる排泄の痕跡ではありません。
動物たちが「何を食べ、どう消化していたか」という進化の歩みを刻んだ、時代の証言者だったのです。
そして研究チームは、この大量に生み出され始めたうんちが、海の環境を作り変える大きな力になったと主張します。
「糞便革命」がカンブリア爆発を後押ししていた
うんちが海を変えた仕組みの鍵は、その「沈む」という性質にあります。
動物の糞は、有機物や栄養素がぎゅっと詰まったかたまりです。
海の表層で暮らす動物たちが排泄した糞の粒は、やがて海中をゆっくりと沈んでいき、炭素や鉄、窒素、リンといった生命に必須の栄養素を、より深い場所へと運びます。
ここで重要なのは「かたまりである」という点です。
動物の死骸やプランクトンの残骸のような細かい有機物の粒は、軽いために沈むのに時間がかかり、深くたどり着く前に分解されたり他の生物に食べられたりして、表層で使い回されてしまいます。
ところが糞は、栄養がひとかたまりに梱包された状態で排出されるため、分解される前に沈みやすいのです。
とはいえ小さな糞は、やはり途中で分解されたり食べられたりしてしまいます。
深くまで無事に届くのは、十分に大きな糞や、くっつき合って大きくなった糞のかたまり。
つまり「糞が大きいこと」自体が、栄養を遠く深くまで届ける力になるのです。
いわば栄養を深海まで運ぶ「糞の宅配便」であり、この仕組みは現代の海でも立派に現役です。
糞の粒は、海面から深海へ栄養を送り届ける循環システム（生物ポンプ）の重要な部品であり、海中を漂い沈んでいく栄養のかけら（粒子状有機炭素）に占める割合は、動物プランクトンの糞だけで最大100%に達する海域もあるほどです。
研究チームが提案したのは、この「栄養の宅配便」がまさにカンブリア紀に開業したというシナリオです。
まとまったうんちがまだ登場していなかったエディアカラ紀、深い海へ届く栄養は乏しく、動物にとって住みにくい場所だったとみられます。
ところが本格的な消化管を持つ動物が増え、糞が大量に生産されるようになると、それまで届きにくかった沖合や深部にまで栄養が供給されるようになります。
栄養豊かになった海底には、堆積物を食べる動物たちが次々と進出。
さらには、うんちそのものをごちそうとして食べる動物（糞食動物）まで登場しました。
糞という新しい食料資源の誕生が、それを食べるという新しい「生き方」まで生み出したのです。
実際、カナダの約5億年前の地層からは、完全な姿の三葉虫などが糞の化石の上に乗った状態で見つかっています。
糞の上で食事をしていた姿がそのまま残されたと解釈されており、食べていたのは糞そのものか、あるいは糞の上で繁殖した微生物だった可能性が指摘されています。
うんちに群がる動物たちの「現場」を示すとみられる、貴重な証拠といえるでしょう。
そしてここから、動物の増加を加速させる好循環が回り始めます。
動物が増えて大型化するほど、うんちも大きく大量になる。
大きなうんちが増えるほど栄養は海の深くまで届きやすくなり、より多くの動物を養えるようになる。
するとまた動物が増えて・・・という正のフィードバックループです。
研究チームはこの連鎖を「糞便革命」と呼んでいます。
カンブリア紀に動物のサイズが急拡大したことが糞のサイズも押し上げ、生態系の確立をさらに加速させたと研究チームは指摘しています。
もっとも、この新説は酸素濃度の上昇といった従来の説を否定するものではありません。
地球のシステムは常に複数の要因が絡み合って動くものであり、うんちはその中で「見落とされてきた重要なピース」だったという位置づけです。
それでも研究チームの主張は明快です。
糞の化石を「誰が誰を食べたか」を示す捕食の証拠として扱うだけの時代は終わり、進化の革新と生態系の多様化を加速させた駆動力として探求すべきだ——。
私たちが今日も何気なく水に流しているあの存在が、約5億4000万年前の海では地球の生命史を塗り替える革命の主役でした。
トイレで少しだけ、遠い祖先たちが暮らした海に思いを馳せてみるのも悪くないかもしれません。
エディアカラ紀のうんちなし時代！
なんだこの力強さ。
間違いなく小学生時代に聞いたら、
ブームになってた気がする。
背中側に神経が走る脊索動物と、（昆虫や誤解などの）腹側神経動物の太古の共通祖先は、海の底に穴を掘って暮らすワームという説があります。
穴掘りで出てくる（うんちのなれの果ての）泥を栄養源としていたなら、ヒトへと連なる進化にとって、うんち様様ですね。
動物グループの中には、肛門が触手環（口）の中に開口する内肛動物や触手環（口）のすぐ脇に開口する外肛動物があります。古代はもっと繁栄していたでしょうが、うんこを効率よく振りまいていたかどうか気になります。
エ口マンガ海で糞便革命
とかいうパワーワード
我々が子供の頃うんちで笑い転げていたりするのは太古の記憶の追体験の可能性が稀存？