高知コア研究所の地下生命圏研究グループは、ドイツのブレーメン大学と共同で、世界各地の海底下から採取されたコアを用いて、そこに棲む微生物についての研究を行いました。地球深部探査船「ちきゅう」により青森県八戸沖で採取されたコアを含む、世界16カ所、深いところでは海底下約365mで採られたコアを使用し、その中に含まれる微生物の極性脂質とDNAの解析を行いました。その結果、海底下1m以上の深さではバクテリアが約13％、アーキアが約87％の割合で棲んでいることが明らかになりました。この成果は世界で初めての報告で、イギリスの科学雑誌「Nature」で発表されました。

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大海に浮かぶ地球深部探査船「ちきゅう」

地球深部探査船「ちきゅう」により青森県八戸沖約80km、水深1,180mの海底下から採られたコアの中から発見された海底下微生物。体長：100分の1mm。

地球上の生命は大きく3つに分類されます。私たち人間やその他の動物、植物はユーカリア（真核生物）に、大腸菌や納豆菌などの微生物はバクテリア（真性細菌）に、超好熱菌や高度好塩菌などの極限環境微生物の多くはアーキア（古細菌）に分類されます。

アーキアは、身近なものでは、田んぼや牛の腸内などにもいる単細胞の微生物です。春に田んぼを見てみると、プクップクッと泡が出ているのが見えますが、これはアーキアが呼吸して出したメタンによるものです。アーキアは100度を超える高温のところ、塩分の高いところ、酸素がないところなど極端な環境のなかでも生息します。地下生命圏のような酸素も光もなく、地下深くなるにつれ高温になっていく環境で生息できるのはアーキアなのかもしれません。

火星などの地球外惑星を含めたすべての環境において生命が生き抜くためには、空間（居場所）・水・栄養（エネルギー）の３要素がバランス良く供給されていなければなりません。

海底下深くに微生物が存在し、何らかの手段で生き延びているということは、海底下の広大な空間の中で生命活動を支える栄養源が存在するということを示しています。一般的に非常にエネルギー供給の低い海底下では、海水や陸上から運ばれる栄養源だけでなく、地球内部のマントルやプレートの動きによってもたらされる無機物質や水の動きが重要であると指摘されています。

微生物は分裂（ひとつの細胞が二つに増えること）してその個体数を増やしていきます。例えば大腸菌の場合、最適な環境であれば20-30分ぐらいに1回分裂します。一方、海底下の微生物が１回分裂するのにかかる時間は、数百年から数千年とも言われています。このことからも、海底下に生息する微生物は海水や地質活動によって供給される栄養源を長い年月をかけて消費していると言えるでしょう。

また、海底下に棲む微生物の活動は、大陸沿岸におけるメタンの生成や消費にも極めて重要な役割をしていると考えられています。謎に満ちた海底下微生物の生態や機能を明らかにすることは広大な生命圏が果たす地球規模での元素循環への役割を解明することにもつながるのです。

海底下の微生物の数やDNAを調べる様子