サンゴはクラゲなどの刺胞動物門花虫綱に属する動物で、カンブリア紀後期？に出現し、オルドビス紀から大繁栄しました。
サンゴは藻類と共生して骨格を形成しサンゴ礁を作ることで生物界最大の成功者となっています。
例えば宮沢賢治が晩年情熱を傾けた一関市東山町の石灰石はペルム紀のサンゴ化石で出来た大規模な岩体です。このほか南部北上帯の各所で大規模な石灰岩体が分布しています。また、釜石鉱山などはこの石灰岩体が白亜紀初期の花崗岩体とスカルン反応でできた鉱床です。(スカルン)
古生代のサンゴはカルサイトで出来た骨格を持つ床板サンゴと四射サンゴが繁栄しました。これらはペルム紀末の大絶滅で絶滅してしまいました。
現在のサンゴ礁を作る六放サンゴも実はオルドビス紀から出現していましたが、骨格がアラゴナイトで海水に溶けやすいためか、化石証拠は少なく、六放サンゴに由来する大規模な岩体は出来ていません。
サンゴは普通藻類と共生していますが、イソギンチャクのように自分の触手でプランクトンや有機物片を捕食して自活することも出来ます、ただしその場合は成長が遅く細々と生きているといった感じです。
海水温20℃以上の温暖で澄み切った海では藻類と共生して、老廃物などを共生する藻類に与え、藻類の光合成産物をもらって旺盛に生育します。
現在の共生藻は渦鞭毛藻の仲間の褐虫藻ですが、渦鞭毛藻が出現したのは中生代三畳紀の始めです。シルル紀などの古生代に渦鞭毛藻はいなかったので、クロレラなど緑藻類か紅藻類と共生していたと思われます。
現在繁栄している六放サンゴは、生育条件が悪化すると白化現象といって共生藻を切り離して自分で採った餌だけで自活生活し、細々ですが生き延びることが出来ます。しかし、古生代末期に絶滅した四射サンゴなどはクロレラなど共生藻と強固な関係を築いてしまい、かえって独立自活できなかったかもしれません。
このほか藻類との共生で繁栄している生物には、原生動物の有孔虫(特に古第三紀)その仲間のフズリナ(デボン紀～ペルム紀)と放散虫、軟体動物の厚歯二枚貝(中生代)とシャコ貝(現世)などがあります。
宮沢賢治と言えば「炭酸石灰売りの賢治さん」なわけです。
共生藻が必要とする二酸化炭素は、サンゴの生育に適した海水温25℃で１リットルの海水に0.5gしか溶けることが出来ません。10℃だと0.8gも溶けることが出来ます。
そこで高水温で二酸化炭素を吸収するには海水１リットルに1g溶けている炭酸水素カルシウムCa(HCO3)2の利用が効果的です。
Ca(HCO3)2→CaCO３(炭酸カルシウム)＋H2O＋CO2
1gの炭酸水素カルシウムから0.3gの二酸化炭素が吸収できます。
なお石灰石こと炭酸カルシウムは溶解性が低く、25℃の海水１リットルに0.01gしか溶けることができません。
さて１ｇのブドウ糖を光合成するときに、海水中の炭酸水素カルシウムを利用すると、物質代謝はどうなるでしょうか？
ブドウ糖(グルコース)はC6H12O6で分子量180g/mol、6分子の二酸化炭素＝炭酸水素カルシウムから合成できますから
１ｇのブドウ糖を合成するのに４ｌほどの海水から炭酸水素カルシウムを吸収して４ｇほどの炭酸カルシウムが体内に残ります。
この大量の炭酸カルシウムは、サンゴの骨格やフズリナ・有孔虫の外殻、二枚貝の貝殻などに活用できます。
これが藻類と共生する第二の大きなメリットです。
しかし、特に高水温では炭酸カルシウムは水に溶けにくい、これが藻類を養っている側にデメリットとして出てくる危険があります。
大量に出てくる炭酸カルシウムを上手く体外に移動させてで骨格や外殻に出来ないと細胞が石灰化して死んでしまいます。
この状況証拠としては、温暖化で大きな影響を受けるのがサンゴや有孔虫ですが、元々貝殻を作るため炭酸カルシウムの効率的な代謝系を持つ二枚貝はあまり影響を受けないことです。白亜紀中期に海洋の大規模な温暖化が生じ、サンゴなどは赤道付近からいなくなってしまいました。厚歯二枚貝は高海水温のこの場所で大いに繁栄しています。
しばらく前まで、大船渡市から陸前高田市のシルル紀の珊瑚化石が日本最古の地層と思われていました。
シルル紀のサンゴ化石群は陸前高田市・大船渡市・住田町の北上山地南部だけでなく、花巻市大迫町にも分布しています。早池峰ダム建設で見事な化石が見つかっています。
デボン紀は大船渡市を中心に分布していますが、大規模な石灰岩体は分布していません。
石炭紀には大船渡市日頃市や住田町世田米および一関市長坂に大規模なサンゴ礁から出来た石灰岩体が分布し、セメント原料などに盛んに採掘されています。また花巻市大迫町から紫波町船久保にかけても大きな石灰岩体が分布し採掘されています。
ペルム紀は南部北上山地の各所に分布し、日頃市、世田米、長坂では石炭紀に引き続き大規模な石灰岩体が分布しています。また、遠野市達曽部などでは鍾乳洞を作りわき出る水でワサビが栽培されています。
変わったところでは、奥羽山脈の一関市須川温泉や北上市当楽溪に分布する石灰岩体もこの時期と考えられています。
現在岩手県の海にサンゴは生息していません。
白亜紀の宮古層群にはサンゴ化石が含まれていますが、小規模です。古水温の研究によると20℃程度と紀伊半島や四国のような環境であったらしく、古生代のような大規模なサンゴ礁が発達する熱帯～亜熱帯の海ではなかったようです。
また、新生代地球が温暖だった中新世初期の二戸市金田一の門の沢層から木の枝のようなサンゴ化石が見つかっています。
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