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極限環境微生物

だから生物はおもしろい!地球内部に「常識外れ」の極限環境微生物発見!呼吸・代謝なくても生存

 新・極限環境微生物を発見!

 地球では、さまざまな環境で生物が成育できることがわかっている。例えば深さ10000mの深海にある、海底堆積物内にこれまでは数が少ないと考えられてきたアーキア(古細菌)が大量に生息していることがわかった。

 地球の上空、高度12000mの成層圏からも航空機を用いた採集標品から、1立方メートルあたり約1個の細菌が検出されている。その菌を調べたところ、これまでに知られている中でもっとも高い紫外線耐性を示した。

 インド洋の深海、水深2450mの熱水噴出口からは122℃の高温、200〜400気圧もの高圧で生育できる微生物が見つかっている。生物の増殖が確認できた温度としては史上最高である。このような高温、高圧、高放射線、低温、低酸素、貧栄養などの極限環境で生活できる微生物のことを極限環境微生物という。極限環境微生物は生命の進化の歴史や、地球外生命の存在の可能性を探るうえで重要なヒントになるという。


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もっとも地中深くに棲む生物とは?海底下1万mに生命の証拠発見!極限環境が生命の出発点

 地球の最も深いところに棲む生物とは?

 2015年7月、日本を中心とする国際研究チームが、「世界で最も深い海底地下の生物を発見した」と発表した。一体どんな生き物だろうか?

 場所は下北半島沖の水深1200mの深海の底を、さらに2500m近く掘った地中だ。これまで生物が見つかった中で最も深い海底地下になる。海洋研究開発機構の探査船「ちきゅう」で、海底をボーリングして掘った中から見つかったもので、世界的な科学雑誌にも取り上げられた。

  海の水の中なら1万mの深海でも甲殻類が見つかったりしているが、地下ではそこまで深い場所で生きていくのは難しいと考えられている。というのは、地中深くにマグマがあるように、地下は深くなるほど温度が高くなって、4000mあたりでは100℃ぐらいになってしまう。水や栄養も僅かだし、そのあたりが限界に近いと考える専門家も多い。これまで、海底地下での生命発見の記録は、地下1900mであった。


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温泉に棲む極限環境微生物が、強酸性(pH 1.0)で、レアアースを効率よく吸収!

 温泉紅藻がレアアースを効率よく吸収

 硫酸性温泉に生息する紅藻 Galdieria sulphurariaが、特定の条件下で、希少金属のレアアースを効率よく回収することを、筑波大学生命環境系の蓑田歩(みのだ あゆみ)助教らが実証した。レアアースのリサイクルに役立つ可能性がある。産業技術総合研究所の宮下振一研究員、稲垣和三研究室長、大阪大学の山本高郁招へい教授、東京薬科大学の都筑幹夫教授との共同研究で、10月2日付のドイツ科学誌Applied Microbiology and Biotechnologyのオンライン版で発表した。

 レアアースのリサイクルでは、大量の鉄や銅を含む酸性の廃液中に、ごく少量含まれるレアアースを高い効率で選択的に回収する技術が必要となる。今回、蓑田助教らは、高温・酸性条件に生息する硫酸性温泉紅藻Galdieria sulphurariaに着目し、5種類の培養条件で、レアアースをどれだけ吸収するかを調べた。

 この紅藻は40℃、準嫌気従属栄養、pH1.0の条件下で、複数の金属を含む酸性溶液から、0.5~5ppmの低濃度のレアアースだけを高効率、選択的に回収できることを見いだした。さらにその仕組みは、従来提案されている微生物の細胞表面による金属回収方法とは異なり、生物活性が必要なことを明らかにした。


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