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無機物で生きていける!? ~金属を食べる細菌を発見!~

無機物で生きていける!? ~金属を食べる細菌を発見!~ 科学
無機物で生きていける!? ~金属を食べる細菌を発見!~

 

私たち人間は、あらゆるものを食べて吸収して生きていきます。しかし、植物は外から何かを食べるのではなく、自身の体内でエネルギーを作り出すことができます。

この世には、私たちではエネルギーに変えられないものからエネルギーにできる生物がいます。今回は、そのような生物が新たに発見されたかもしれないというものご紹介いたします

 

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学者が出会った異変

カリフォルニア工科大学の微生物学者であるジャレッド・リードベターが、とある異変に気が付いたことから、この発見は始まります。

彼が長期のフィールドワークを終えて帰ってくると、ある異変に気付きました。「あれ、シンクにあったガラス容器、あんな色だったかな?」なんと、本来クリーム色のはずだったガラス容器が、黒く変色していたのです。

その原因は、元々付着していた「炭酸マンガン」が酸化して「酸化マンガン」になっていたことでした。しかし、数か月間でどうしてマンガンが酸化したのでしょうか?

基本的には、何かのきっかけがないと、そこまでの変化が起こるのは難しいので、彼はその現象に疑問を抱きました。どうしてこの現象が起こったのか?彼は、その解明に挑みました。

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異変の真相

今回の現象の謎を解明するために、彼は2つの方法で実験しました。1つ目の方法は、消毒したガラス容器と、消毒しないガラス容器での変化の違いを見る方法です。

熱消毒済みのフラスコと、熱消毒していないフラスコを用意して、炭酸マンガンを両方に塗ります。1年が経過し、消毒しなかったフラスコに塗っていた炭酸マンガンのみが酸化マンガンになりました。

この実験の結果から、熱消毒したら消えてしまう何かしらが、炭酸マンガンを酸化マンガンに変える可能性がでてきたため、彼は2つ目の方法を試すことになりました。

2つ目の方法は、フラスコについていた細菌を培養して、その働きを調べる方法です。

フラスコについていた何かしらを培養した結果、70種類もの細菌が発見され、さらに研究した結果、炭酸マンガンを酸化マンガンにした可能性がある細菌を2種類にまで絞り込めました。

その2種類は「Ramlibacter lithotrophicus」と「Candidatus Manganitrophus」という細菌なのですが、「Ramlibacter lithotrophicus」が原因でないことまでは発見されました。

「Candidatus Manganitrophus noduliformans」の働きは現在の技術では明確にすることはできないのですが、これが何かしらの働きを持ち、単独で、もしくは「Ramlibacter lithotrophicus」と一緒に働くことで炭酸マンガンを酸化マンガンにする可能性が出てきました。

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金属からエネルギーを“摂る“

今回は「Candidatus Manganitrophus noduliformans」が炭酸マンガンを酸化マンガンにすると仮定して話を進めますが、どうして「Candidatus Manganitrophus noduliformans」は炭酸マンガンから電子を盗んで、酸化させるのでしょうか?

実は、この細菌は電子を自身に取り込むことでエネルギーを生み出しているのです。電子を得ることで二酸化炭素を炭素に変換し、自身が利用可能なエネルギーにしていると考えられています。

これを化学合成というのですが、マンガンを使って電子を取り出す細菌だということが真実なのであれば、これは新しい発見です。他の金属を使う細菌はいるのですが、マンガンを使う種類はまだ発見されていません。

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地球のマンガン循環に関与?

地球上にはマンガンが多く存在しており、人間が生命活動を維持するためには重要な役割を果たしています。そのマンガンに関する謎はまだ多く、不思議な現象にマンガンが関わる例もこれまでにも確認されています。

リードベター氏らによると「Candidatus Manganitrophus noduliformans」の増殖に要する時間と酸化させる速度を考慮すると、地球上の酸化マンガンと同程度の量を、たったの2年で作り出せる可能性があると言います。

現時点ではまだ未解明な部分も多いですが、この種の近縁種はいたるところに存在してる可能性もありますので、地球におけるマンガンの循環に多大な影響を与えているかもしれません。

 

いかがでしたか?
世の中には、未だに多くの謎が残されています。今回ご紹介したのは、その謎に気づいて、原因を突き止めることが出来たいい例です。これからも、あらゆることが解明されていくのが楽しみですね。
参考 :  zmescience, など
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