サムネイル|リニア属の茎の断面が覗くチャート ライニーチャート（英：Rhynie chert）は、スコットランド北部に分布する、約4億1000万年前にあたるのラーガーシュテッテ。その名が示す通り岩相はチャートからなり、二酸化ケイ素を主成分とする堆積岩の層である。例外的に保存の良好な化石が発見されており、特にこの地域に生育していた植物は「ライニーチャート植物群」として知られる。動物化石では節足動物のものが発見されており、昆虫に近縁な分類群や初期の昆虫そのものである可能性のある分類群が知られている。

地質 地質概要 ライニーチャートはスコットランドのアバディーンシャーに位置する北西部に分布する。ライニーチャートを含むデボン系の地質の分布域は狭く、断層によって区切られている。当該地域の基盤岩はオルドビス系や新原生界の岩石からなり、その上位に湖沼堆積物の頁岩や砂岩およびチャートからなるDryden Flags層が堆積している。ライニーチャートを含む層準は同層下部を構成するWindyfield Shales部層のRhynie Chertsユニットにあたる。

チャート層には堆積シーケンスが認められており、分解された植物遺骸に富む珪化砂質土層、陸上植物化石を含む塊状チャート、ストレプト藻類を含む水域で形成されたチャートからなる。チャート層のクラックは上位の土壌に由来する暗褐色の植物遺骸で満たされている場合があり、これはチャートが固結してから上位層が堆積したことを意味する。

形成機序 チャートを構成する二酸化ケイ素は水への溶解度が低いが、温泉のように溶媒が高温である場合や、水素イオン指数が高い場合もしくは低い場合に溶解することがある。ライニーチャートの堆積場は火山地帯に分布したと考えられており、90 - 120℃程度の温泉水が複数回の氾濫を起こしていたと推測されている。ライニーチャートにおける温泉水の噴出は断続的であったと見られており、あるボーリングコアでは少なくとも53枚のチャート層が形成されたとされる。個々のチャート層の厚さは約3センチメートルから約31センチメートルにおよぶ。

噴出した温泉水に含まれる二酸化ケイ素はライニーチャート植物群の植物細胞に浸透して析出・硬化し、鉱化化石を形成した。こうした植物化石は内部組織の観察が可能なほど細胞レベルで保存されており、また植物体自体も立体的な形状を保っている。ただし、植物体全体は保存されていない場合が多い。またライニーチャートの植物化石の多くは収縮しており、これは珪化する以前の乾燥によるものと、ケイ酸塩の吸湿性によるものとがある。

熱水活動に関係した石英-長石脈内のカリ長石に適用されたカリウム-アルゴン法により、化石化した生物相の平均年代は407.1 ± 2.2 Maとされている。

化石分類群 ライニーチャートから産出する代表的な化石には初期の維管束植物のものがある。維管束植物は仮導管細胞の細胞壁が発達し、圧力差を利用した木部での水輸送が可能となった。ライニーチャートから産出する具体的な維管束植物の属としてはリニア属や属、アグラオフィトン属などがある。これらの植物は根を獲得しており、また早くも菌根菌との共生関係が成立していたことが考えられている。またこの時期の植物には、有害な菌類に対して細胞壁を強化して物理的障壁を設ける対抗策があったことも示唆されている。

植物以外ではバクテリア、菌類や地衣類、藻類や卵菌類の化石が知られている。ライニーチャートではシアノバクテリアと解釈される糸状の微生物による微生物マットが一般的に見られており、層状の微生物マットは水位や水流の変動しやすい環境、層状でない微生物マットは比較的深い沼沢の底など恒常的な環境で形成されたと推測されている。菌類化石は上述した植物との共生関係のほか、腐生や寄生を示すものが知られている。また、菌類同士での寄生を示す化石も発見されており、アーバスキュラー菌根菌が宿主として利用されている。菌類は動物との相互作用も確認されており、動物に消費された痕跡や、動物の死骸や卵に生育したと思しき痕跡が認められている。

動物では、鰓脚類の甲殻類である、昆虫に近縁とされるトビムシ目の、初期の昆虫そのものの可能性が指摘されたリニオグナサの化石が報告されている。線形動物のや未同定の多毛類と解釈される化石を除けば、ライニーチャートから産する全ての動物化石は節足動物のものであり、外骨格により保存性が向上している。こうした動物の中には、植物組織を消費するダニや、また狩りのために植物遺骸の中に潜んでいたと見られるワレイタムシのように、植物との相互作用が確認されているものもいる。

動物や植物および菌類などの発達した相互作用はライニーチャートで知られるものが最古級であるが、この事実はその進化的な起源が前期デボン紀にあったことを意味しない。ライニーチャートほどの保存性を持つ化石産地は稀であり、ライニーチャート以前の陸上生態系は既知の範囲内で発見されていないだけであると考えられている。

出典