始生代海底熱水活動環境における微生物活動

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13440157
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 掛川 武 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (60250669)
• 研究分担者: 長瀬 敏郎 東北大学, 総合学術博物館, 助教授 (10237521)
• キーワード: 生命起源 / 安定同位体 / 海底熱水 / 微生物の共存 / コンフロー / 熱水-微生物反応

研究概要

生命起源に関する最も有力な説は、海底熱水で生命が誕生し初期進化を果たしたとする説である。多くの始生代海底硫化物鉱床は有機物(微生物死骸)に富んだ堆積物を伴い言い、コモンアンセスターに近い生物の死骸である可能性がある。熱水性硫化物と密接に関わった有機体の起源を明らかにし、生命体の初期進化様式における海底熱水の役割を検証するため、始生代海底熱水活動に関連した岩石の総合的研究をする事が本研究の目的であった。
本研究で備品購入したコンフローシステム(EA-IR-MS法)は順調に機能し、既に多くの安定同位体データを出し、その一部は論文として出版した(地学雑誌)。カナダおよびオーストラリアから27億年と32億年前の海底熱水活動に関連した地質試料を分析し、それらの成果も国際会議で発表し、国内でも招待講演などで紹介し、さらにいくつかは速報として論文化した(Water Dynnamics Process)。ここで新たに作られた概念が、熱水活動の活発さと微生物活動のリンクであり、生命進化をコントロールしてきた要因に関して新説を唱えるに至った。また熱水-微生物反応系における金属元素の役割、還元ガス(微生物由来水素など)の役割なども具体化され、この関係を現在の熱水系で検証した。そこで始源的生命の共存関係が初めて示され、その成果がすでに国際雑誌に掲載された(Extremophile)。

研究成果

• [文献書誌] Kakegawa T.: "Importance of water/rock interaction at ancient sub-seafloor regions to supply bio-essential elements to early biota"Water Dynamics Proceeding. vol.1. 34-36 (2004)
• [文献書誌] 遠藤 一佳, 南澤 究, 掛川 武, 犬伏 和之: "微生物学と地球化学のわかちがたい関係"科学. vol.74No.2(別刷). 166-169 (2004)
• [文献書誌] 掛川 武: "太古代海洋における硫酸還元菌の活動と生息環境"地学雑誌. vol.112.No.2(別刷). 218-225 (2003)
• [文献書誌] Mori K., Kim H., Kakegawa T., Hanada S.: "A novel lineage of sulfate-reducing microorganisms : Thermodesulfobiaceae fam nov., Thermodesulfobium narugense, gen. nov., sp. nov., a new thermophilic isolate from hot spring"Extremophiles 7. 283-290 (2003)
• [文献書誌] 掛川 武: "最古の岩石が秘める生命起源へのヒント"化学. Vol.58No.7(別刷). 30-31 (2003)