隕石を好んでエサとする微生物を科学者が特定する

微生物メタロスファエラセデュラは、ミネラルを食べる習慣があることで知られています。ミネラルとは庭にある花崗岩やチョークではなく、宇宙からくる隕石などに含まれる特定のミネラルを好んで食べます。

Credit:Milojevic et al., Scientific Reports 2019

隕石を好んで食べるこの微生物の発見は、地球上の生命が宇宙で生き残る方法についてのみならず、生物が、昔上陸した宇宙岩を通して重要な栄養素を受け取った方法についても推測することを可能にします。

隕石の衝突がなければ、太鼓の地球に生命の誕生はなかったというのが一般的な考えです。隕石は、有機化合物、リンなどの希少元素の供給源であると考えられています。

そこで、国際研究チームは、ミネラルを混合し、利用することができる特別な能力をもって進化した生物も存在するのではないかと考え、研究を開始しました。

岩石をエネルギー源として利用できるという意味の生物学上の専門用語は、「ケモリトトラフ」です。レプトスピリルム・フェロキシダンや、アシチオバチルス・フェロキシダンなどの一部の細菌は、隕石中の鉄を酸化する能力をもっていることが既に知られています。

隕石を主食とする微生物を見つけるため、研究チームは、熱と低pHに適応することができる「熱酸好塩基球」に注目し、彼らが火星の土壌でも生き残ることができると示しています。

研究チームが選んだM.セデュラは昔から、変わった特性で知られています。過去に、研究者たちは、硫化鉄(パイライトとも呼ばれる)を石炭から取り除く実証をしてきました。

金属を好む微生物が宇宙岩に飢えているかの判断材料には、金属と食べ物を与え、その微生物がどう成長、繁殖していくかが重要になります。研究チームは、2000年に発見された120キロの鉱物の塊である北西アフリカ1172(NWA 1172)と呼ばれる岩石タイプの隕石を選びました。

「NWA 1172はマルチメタリック材料であり、微生物の代謝活性と成長を促進するために必要なより多くの金属を与えることができます。さらに、NWA 1172の空隙率はM.セデュラの成長率を優位に持っていくことができる可能性が高いです。」とウィーン大学の天文学者テティアナ・ミロイェビッチ氏は言います。

隕石の殺菌スラブに古代の培養物を適用し、顕微鏡検査と微生物が放出した金属イオンの分析が行われ、そのサンプルも、ミネラルが粉砕されたものと同様に、微生物へ与えられました。

この微生物と比較のために、同じ微生物に、銅鉄硫黄鉱物、カルコメライトの粉砕物を与えました。

この2種の食事が、異なる成長率を生み、M.セデュラ微生物の数は、隕石が与える混合物が何であるにかかわらずカルコメライトよりもはるかに早くピークに達しました。

その他にも、顕微鏡技術による精密検査により、この微生物の仕組みがいくつか明らかになりました。例えば、この微生物が食事をする際に出す小さな泡は、反応を触媒し、その食事の毒性を減らすために体の外へ放出したものだと思われます。

「地上の鉱物源を食べるより、隕石適合する方が、この古代微生物にとって有益なようですね。」とミロイェビッチ氏は言います。

また、この研究においての化学的および顕微鏡的分析は、空腹状態のケモリットトラフが、隕石や他の宇宙岩を食べたかどうかの潜在的な生命存在の証拠を研究者に示すこととなりました。

新たな生物を発見することを望み、天を見つめる一方で、地球上で進化した微生物がすでに私たちを宇宙へと運び込んでいる可能性が高いといえるでしょう。

一部の種は、真空状態の惑星間でもほぼ確実に生き残ることができ、宇宙飛行士が他の岩石をテクノロジーや過去の衝撃によって汚染している可能性が残っています。

「この研究は、M.セデュラの能力を検証したものです。M.セデュラは隕石鉱物の生体適合を行うことが判明したことにより、隕石材料に残された微生物の解明、そして隕石生物地球化学の理解への次のステップにつながることでしょう。」と、ミロイェビッチ氏は語っています。

この小さなヒッチハイカーが宇宙で生き残っていることを理解したいなら、どうしたらお腹一杯になるのかをもっと知る必要があるでしょう。

reference: sciencealert