グローバルな「シードバンク」としての海底

海洋深層堆積物は、長寿命の細菌内生胞子の四つを含む

海底の深部では、細菌の四分子が内生胞子として生き残り、その明るい蛍光によって認識されます。 ©稲垣文夫/ Jamstek
読み上げ

隠された貯水池:海底の深部には、640万個の内生胞子があります。これは、長期間生存できるバクテリアの生存形態です。 休眠状態の細菌のこの貯蔵庫は、全陸生バイオマスの最大6%を占める可能性があると、新しい研究が示唆しています。 Science Advancesの研究者によると、海洋堆積物の内生胞子は海洋微生物の長期的なシードバンクとして機能する可能性があります。

長い間、堆積物は海底の大部分が無生物であると深く考えられていました。 しかし、その間に、掘削により、地下数百フィートの生命世界全体、つまり深層生物圏があることが明らかになりました。 海底の2, 500メートル下の研究者でさえ、生きている細菌を発見しました。 そして現在の推定によると、大陸の「地下室」では、同様に高い生物多様性がa延する可能性があります。

何百万年も続く

しかし、深い生物圏の生物がどのように高圧、高熱、エネルギー源の極端な不足の下で生き残るかについては、これまでのところ部分的にしか解明されていません。 しかし、少なくとも一部のバクテリアは深部で活性ではなく、持続状態にとどまっていることは明らかです-とりわけ内生胞子として。

「細菌の内生胞子は、激しい熱や干ばつを含む最も極端な条件に耐えることができます」とブレーメンの海洋環境科学センターとそのチームのラース・ヴェルマーは説明します。 「特定の状況では、何百万年も生存できると考えられています。」環境条件が変化すると、内生胞子は再び「目覚め」、細胞を活発に複製します。

25メートルの深さから胞子の領域が始まります

海洋の海底の深部にある内生胞子の数と、深部生物圏全体の内生胞子の割合は、Wörmerと彼のチームによって決定されました。 彼らの研究のために、彼らは世界中の合計15の船の遠征から収集された300以上の海洋堆積物サンプルを評価しました。 これらのサンプルは、内生胞子にのみ存在する生体分子であるジピコリン酸(DPA)のレベルを分析したため、バイオマーカーとしてその存在と豊富さを表示できます。 ディスプレイ

結果:実際、海洋深部生物圏の大部分は胞子の形をしています。 研究者たちは、海底下25メートルの深さから、内生胞子が活性細胞を支配し始めていると指摘しています。 彼らは胞子の2つのサブセットを特定しました:より若く、より短命な内胞子種と、深く古い堆積物でさえ長命で豊富です。

「巨大なバイオマス貯水池」

しかし、印象的なのは膨大な数の内生胞子です。研究者の計算によると、海の堆積物の上部1, 000メートルだけに10個の28個から10個の29個の内生胞子が存在する可能性があります。 言葉で表現すると、これは10, 000から100, 000兆個の胞子であり、想像を絶するほど大きな数になります。 胞子は、沿岸地域の海底および周辺海域に特に豊富です。

「したがって、私たちのデータは、細菌の内生胞子を、これまでほとんど見落とされてきた巨大なバイオマス貯蔵庫として特定しています」と、Wrrmer氏と彼の同僚は言います。 彼らの推定によると、海洋の内生胞子は、全陸生バイオマスの0.8〜6パーセントを占める可能性があります。

地下のシードバンク

内生胞子が生息地で果たすRollecologicalの役割はまだ明らかではありません。 しかし、研究者たちは、より古く、より内生多孔性の内生胞子が深部で一種のシードバンクとして機能する可能性があると推測しています。 「これらの生物のゲノムおよび機能の多様性は長期間にわたって維持され、新しい生息地を広げ、発芽させ、定着させるのに役立ちます」と科学者は言います。 (Science Advances、2019; doi:10.1126 / sciadv.aav1024)

出典:MARUM-ブレーメン大学海洋環境科学センター

-ナジャ・ポドブレガー