Entries

スポンサーサイト

上記の広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。
新しい記事を書く事で広告が消せます。
この記事にトラックバックする(FC2ブログユーザー)
http://yuihaga.blog.fc2.com/tb.php/102-7e8b7e0a

トラックバック

コメント

コメントの投稿

コメントの投稿
管理者にだけ表示を許可する

硫酸イオンでなく硫黄の代謝

35億年前の太古の細菌の代謝

パリ、2007年9月13日


Figure 1 - ピルバラ・ドリリング・プロジェクトのボーリング地点(オーストラリア)© P. Philippot

今まで、35億年前に最初の細菌の一部が、現在の海洋底の熱水噴出孔付近で細菌が行っているような、硫酸塩分解によってエネルギーを燃やしていたと考えられていた。オーストラリアの岩石中の硫黄化合物の同位体比率を分析することによって、パリ地球物理研究所(CNRS/パリ第7大学)の研究者たちはこれらの太古の細菌が硫酸塩でなく硫黄の単体からエネルギーを引き出していたと結論づけた。提唱された代謝、不均化は、今でも少ししか分かっておらず少ししか研究されていない初歩的な代謝である。これらの原始的生物が硫酸塩(酸化物)でなく硫黄の単体を使うことは若い地球全体の環境で酸素が欠乏していたという理論を強化する。

今まで、硫酸塩還元が最も原始的な細菌による代謝の一つだと受け入れられてきた。実際に、研究者たちは硫酸塩還元細菌が35億年前のオーストラリアに存在したというサインを含む岩石を発見した。このタイプの代謝は現在の環境に非常にありふれており、特に深海底にある熱水域の周辺に棲息する微生物では一般的である。細菌の硫酸塩還元は自身を維持するために必要なエネルギーを得るために、それらの環境に存在する。しかしそれらは重い硫黄同位体、34Sより軽い同位体、32Sを選好する。それによって細菌の硫酸塩還元は34Sが欠乏した硫黄化合物になる。それは黄鉄鉱と呼ばれる鉱物として地質記録に組み込まれる。太古の岩石中の微生物活動の証拠となり、研究者たちが地球上で最初の生命の痕跡を追跡するのに使うのはこの欠乏である。

パリ地球物理研究所(CNRS/パリ第7大学)の初期・現生地球生物圏チームの、パスカル・フィリポと彼の共同研究者たちは、いまこの常識に挑んだ。彼らは黄鉄鉱の変質と地下水のコンタミネーションの問題を避けるために、同じ地層(西オーストラリアのピルバラ地域にある、ドレッサー累層)だが地表から約150メートルの深さへのドリリングによって収集された岩石試料を分析した。それが2004年8月に実行された「ピルバラ・ドリリング・プロジェクト」である。このプロジェクトはCNRSのパリ地球物理研究所と国立科学研究所の資金で、西オーストラリア地質調査所と共同で行われた。研究者たちは他の微生物代謝がこれらの岩石中の34Sが欠乏した黄鉄鉱の存在を説明できることを示した。これは硫黄の異なる同位体(32S、33Sおよび34S)の間の分画を調査する必要がある。

自然環境では、同位体分画(微生物的または非生物的)は同元素間の質量の違いのみに依存する。硫黄では、33Sと32Sの間の分画は32Sから34Sへの分画の0.5倍である。しかし一部のプロセスはこの「質量依存分画」として知られる法則に従わない。これは特に紫外光放射で起こる。それは大気中で、火山ガス分子(SO2)を単体の硫黄分子の形へと解離する。この分解は同位体比(偏差Δ33Sと表記される)の正の偏差によって特徴付けられ、硫酸塩は負の偏差Δ33Sを示す。それから火山ガスの化合物からの光分解は、硫化物(正のΔ33S)および硫酸塩(負のΔ33S)として地質記録に組み込まれる。これらの偏差は岩石の中に保存され、それらは微生物代謝に関わる硫黄源の強力なトレーサーとなる。

ところが、オーストラリアのΔ34Sが欠乏する黄鉄鉱の大部分は正のΔ33S偏差を持つ。これらの黄鉄鉱は重晶石と呼ばれる硫酸バリウム(BaSO4)に含まれる。だが、この基質の硫酸塩は、中の黄鉄鉱とは異なるΔ33S偏差を持つ。このマイクロ黄鉄鉱は硫酸塩からは形成できない。P・フィリポらはΔ34の不足と正のΔ33S偏差というこの組み合わせを、硫黄単体を硫化水素および硫酸塩へと変換する微生物が存在した証拠と解釈する。このタイプの代謝は「不均化」と呼ばれ、現在の環境に知られているがまだ非常に少ししか研究されていない。それは恐らく、若い地球に存在していたはずの住みにくい環境に適応できる、かなり初歩的な代謝だろう。これは硫黄単体の不均化が恐らく生命の系統における最古の代謝の一つであることを示す。これらの研究は25億年以上前の地表の環境が確実に還元的であったことも示す。そこでは現在では太陽からの紫外線への保護スクリーンとして役割りを果たす酸素に飛んだ空気の覆いを欠いていた。

Le Centre national de la recherche scientifique, Communiqués de presse
Un métabolisme bactérien vieux de 3,5 milliards d'années
Paris, 13 septembre 2007

Pascal Philippot, et al. 2007
Early Archaean Microorganisms Preferred Elemental Sulfur, Not Sulfate
Science 14 September 2007: Vol. 317 no. 5844 pp. 1534-1537 DOI: 10.1126/science.1145861



5年前のかなり古いニュースです。地球上に生命が誕生したとき、生命はどのような代謝をしていたのでしょうね。
スポンサーサイト
この記事にトラックバックする(FC2ブログユーザー)
http://yuihaga.blog.fc2.com/tb.php/102-7e8b7e0a

トラックバック

コメント

コメントの投稿

コメントの投稿
管理者にだけ表示を許可する

上記広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。新しい記事を書くことで広告を消せます。