水深200メートルから1,000メートルの間の暗い深海には、いわゆるトワイライトゾーンがあります。ここでは極端な条件が蔓延しており、この地域には太陽光が差し込みません。細菌の増殖に不可欠な微量栄養素の鉄もここでは不足しています。しかし、最近の研究では、微生物がこの鉄分に乏しい環境にどのように適応し、これが気候変動にどのような影響を与えるかを示しています。
研究は深海に新たな光を当てる
この鉄の乏しい環境で生き残るために、細菌は驚くべき戦略を開発しました。それは、いわゆるシデロフォアを生成することです。これらの分子は、細菌が周囲の海水から微量の鉄に結合して利用するのを助けます。この発見は、深海の生命に新たな光を当て、微生物が海の炭素循環にどのような影響を与えるかを示しています。
「表層水とは異なり、海洋のトワイライトゾーンでサイドロフォアが見つかるとは予想していませんでした」と、 研究論文の共著者で南フロリダ大学の化学海洋学教授であるティム・コンウェイ氏は声明で述べた。この深海域の細菌は鉄欠乏を補うためにシデロフォアを使用しており、鉄欠乏は有機物の分解に影響を与えます。 「これらの細菌は有機物がトワイライトゾーンを通過する際に分解する役割を担っているため、これは生物学的炭素ポンプにドミノ効果をもたらします」とコンウェイ氏は続けた。
気候変動を理解するために重要
生物学的炭素ポンプは、有機物質が海洋表面からより深い水層に沈むメカニズムを説明します。この物質は炭素を結合するため、地球規模の気候の調整に重要な役割を果たします。
しかし、研究者らは、このプロセスが深海の細菌の活動とシデロフォアの使用によって大きく影響されていることを発見しました。 「気候変動の影響を理解するには、海洋での炭素の取り込みを促進する生物を理解することが重要です」とコンウェイ氏は続けた。
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将来の学習にとって重要
深海からの研究結果は、海洋の生物地球化学サイクルを扱う国際 GEOTRACES プロジェクトの一部です。ウッズホール海洋研究所の上級研究員で論文の共著者であるダニエル・レペタ氏は、「栄養素が海洋生物地球化学サイクルにどのような影響を与えるかを完全に把握するには、今後の研究でこれらの発見を考慮する必要がある」と述べ、この発見の重要性を説明した。 「言い換えれば、地表近くでの実験をトワイライトゾーンまで拡張する必要があるということです。」
この研究の結果は、微生物が気候にどのような影響を与えるかをより深く理解するための重要な一歩となることを目的としています。科学者らは、海洋や深海における鉄欠乏、細菌、炭素循環の間の相互作用が、これまで想定されていたよりもはるかに複雑であることを証明したいと考えている。