これまで、光合成によるエネルギーで繁殖していたと考えられていた地球最古の生物の一種、シアノバクテリアが、太陽の光が届かない地底深くで発見された。

　定説をくつがえすこの発見に、科学者らは地底には思いもよらぬ生物が存在している可能性を示唆した。そう、地球外生命にも関係のある話だ。

・ダーク・バイオスフィアに存在していた、在るはずのない生物

　“ダーク・バイオスフィア”とも呼ばれる地下環境は、地表から数百メートルも続いており、まったく光の届かない場所だ。

　今回、このダーク・バイオスフィアで発見されたのは、シアノバクテリア（藍色細菌・原核生物）の一種で、これまで生きるために日光が必要だと考えられていた細菌である。

赤い蛍光色の部分が岩石に付着したシアノバクテリアの細胞を示す

image credit:F. PUENTE-SANCHEZ/PNAS 2018

・なぜここにいる？光のない場所に光で生きるシアノバクテリアが

　シアノバクテリアが発見されたのはまったくの偶然だ。

　スペインの国立生物工学センター（National Centre for Biotechnology）の微生物生態学者であるフェルナンド・プエンテ＝サンチェス氏は、別の細菌を探すために613メートルの地下から採取した岩石標本を調べていた。

　それなのにシアノバクテリアが見つかってしまったために、最初はとんでもないミスを犯したのではと心配になったそうだ。「博士号が台無しになってしまう！」

　シアノバクテリアは少量の太陽の光さえあるところなら、地球のどこででも見ることができる細菌だ。

シアノバクテリアが付着していたダーク・バイオスフィアの岩石

image credit:F. PUENTE-SANCHEZ/PNAS 2018

・水素濃度と関連性が？

　だが、それが見つかったのは、光など絶対に届かない、完全な闇の世界からだ。一体どのようにして生きることができたのか？

　答えは水素と関係しているようだ。

　遺伝子解析によって、地中のシアノバクテリアは、カロスリックス属、クロオコッキディオプシス属、ミクロコレウス属と関係していることが判明。また岩石を採取した場所は水素濃度が減少していることも分かった。

　プエンテ＝サンチェス氏らの見解では、シアノバクテリアは水素を使って日光と酸素のない環境でエネルギーを得ている。水素電子を地下に存在するさまざまな電子受容体に送り、その過程で少量のエネルギーを生じさせるのだ。


・光合成に変わる事実上の生存メカニズムの発見か？

　この電子輸送システムは、これまでもほかのシアノバクテリアで発見されたことがある。しかし、今回の場合は、光合成に変わる事実上の生存メカニズムではないかと推測されている。

　現時点では仮説でしかないが、この能力は、砂漠や海中のような極限環境で生存するうえでも役に立つのではと考えられている。

　「このメカニズムはシアノバクテリアの系統で受け継がれている可能性があります。それは光合成を行わない祖先の生活を反映したものかもしれません」とプエンテ＝サンチェス氏は説明する。


・火星にも生命体が？期待が高まる

　そして、このことは地球だけでなく、火星のような場所の生命についても示唆に富んでいる。

　「これまで知られていなかったシアノバクテリアの生態的ニッチは、その起源や進化モデルを示唆しているとともに、地球以外の天体における現在や過去の生態圏をも指し示しているかもしれません」とプエンテ＝サンチェス氏は話す。

　もちろん彼は、火星の地下にシアノバクテリアが潜んでいると言っているわけではない。しかし、未知の環境で生命が生きられる方法について理解を広げてくれたことは確かだ。

　この発見は『PNAS』に掲載された。

References:sciencenews / pnas/ written by hiroching / edited by parumo