知ろう!記者に発表した最新研究

2011年10月11日発表
太古の地層ちそうからなる海底下深くの過酷かこくな環境に、
多くの生命が生きていた!

海底下には、真っ暗で強大な圧力のかかった過酷な世界が広がっています。でも実は、そこには地表の生物の数をはるかにこえる数の微生物びせいぶつがいます。その微生物について知るために、諸野 祐樹博士もろの ゆうきはかせ稲垣 史生いながき ふみお博士が、下北半島八戸沖しもきたはんとうはちのへおきの海底下からり出した約46万年前の地層中の微生物を研究しました。 その結果、きわめてゆっくりではあるものの、炭素たんそ窒素ちっそを取りみながら生きている微生物を確認かくにんしたのです(写真1)! 太古の地層から、"生きた"微生物を発見!


微生物の細胞

写真1:栄養分(グルコース)を取りこんだ微生物の細胞さいぼうの画像! 細胞の大きさは約0.5〜1マイクロメートルです。


どんな実験をしたの? コアに栄養分を与(あた)えて、コア中の微生物の様子を調べました

博士たちが調べたのは、2006年に地球深部探査船「ちきゅう」で下北半島八戸沖約80kmの海底下219mから掘り出した46万年前の地層のサンプル、コアです(図1写真2)。


地層を掘り出した海域

図1:地層を掘り出した海域かいいき

コアを保管する冷蔵庫

写真2:コアを保管する冷蔵庫れいぞうこ(高知コア研究所)

そのコアに、炭素や窒素で化学的な印をつけた栄養分(グルコース)、酢酸さくさん、ピルビンさん重炭酸じゅうたんさん、アミノ酸、メタン、アンモニア)を与えて、コア中の微生物に取りこまれる量と速さを、超高空間分解能二次ちょうこうくうかんぶんかいのうにじイオン質量分析計しつりょうぶんせきけいという装置そうちで調べました(写真3)。


超高空間分解能二次イオン質量分析計

写真3:超高空間分解能二次イオン質量分析計

結果はどうだったの? 栄養分が大量の微生物に取りこまれるのを確認しました!

1つの細胞が栄養分を取りこむ速度は1日当たり約1京分の1(10-16、なんと0.0000000000000001!)グラムときわめてゆっくり。ですが、メタン以外の栄養分が約8割の微生物に取りこまれたのです(写真4)!


栄養分が、微生物に取りこまれる!

写真4:栄養分が、微生物に取りこまれる!



中でも、グルコース、ピルビン酸、アミノ酸などを与えたときは、微生物の細胞は2つに分裂ぶんれつしてえていました。 さらに、取りこみりつは炭素より窒素の方が高くなっていました。研究者は、「窒素の取りこみをコントロールし細胞内エネルギーを節約して、海底下深部の栄養源にとぼしい環境下で生きぬいているのでしょう」と話します。 太古の地層からなる海底下深くの過酷な環境にも、実際には多くの生命が生きていたのです!

これからはどうするの? 海底下の微生物のさらなる理解、そして大きな発展に向けて研究を続けます!

この成果は、炭素・窒素が地球をめぐる循環じゅんかんの中で、海底下の微生物がどんな役わりを果たしているのかを理解したり、海底資源かいていしげんを利用するための開発につながります。さらに、地球上の生命の進化や過酷な環境への適応能力てきおうのうりょくの解明への広がりも期待されます。それを目指して、博士たちは今日も実験にはげみます!

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