＜解説＞海底下に「腸内並み」の微生物群集、火星にいる可能性も、東大ほか

2010年の南太平洋の掘削調査で採取した岩石サンプル。生命が存在する可能性が低いと考えられていたが、微生物の密度はヒトの腸内レベルの高さだった。（PHOTOGRAPH BY CAITLIN DEVOR， THE UNVIERSITY OF TOKYO）

　太平洋北西部の海底下265メートルを超える火山岩の中に、微生物の群集が見かったのは2013年だった。堆積物の下にあったものの、この火山岩はまだ若く、十分に熱をもっていた。おかげで海水がしっかり化学反応を起こしており、微生物はその反応からエネルギーをもらっていた。

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　しかし今回、別の研究チームが、南太平洋の真ん中にある非常に古くて冷たい海洋地殻でも、微生物の群集を発見した。微生物がいたのは、火山岩の亀裂を埋める粘土の中だった。これらの微生物がどうやって生きているのかはまだわからない。だが、その密度は2013年のものより100万倍以上も高かった。

「正直に言って、信じられませんでした」と、東京大学大学院地球惑星科学専攻の鈴木庸平准教授は、細胞が満ちあふれる岩石の薄片を初めて見たときのことを振り返る。氏は、4月2日付けで学術誌「Communications Biology」に発表された論文の筆頭著者だ。

　今回の発見により、微生物が同じように海洋地殻に広く存在するかもしれないという驚くべき可能性が示唆された。海洋地殻は、所々でエベレストと同じくらいの厚さのある岩石層で、地球表面の5分の3以上を占めている。

　さらに、宇宙に目を向ければ、火星にも同様の岩石層がある。火星の表面にはかつては大量の水があり、40億年ほど前にはおそらく広大な海があったことがわかっている。もしそこに生命が満ちあふれ、水の一部が地下に流れ込んでいたなら、火星の火山岩の亀裂の中で今も微生物が生きているかもしれない。

「海があれば、生命はこうした亀裂を通ります」とスペイン、宇宙生物学センターの上席研究員であるマリア・パス・ソルサノ氏は話す。なお、同氏は今回の研究には関わっていない。

　海洋地殻は、火山活動が盛んな海底山脈の中央海嶺（世界中の総延長は6万4000キロにも及ぶ）で、38億年にわたり絶え間なく作られてきた。

　海洋地殻は主に玄武岩からなる。固まったばかりの溶岩は熱く、堆積物も少ないため、冷たい海水が岩石の中を循環する。そして、出来たての熱い岩石には、鉄をはじめ、海水中の酸素と反応しやすい状態の様々な金属が豊富に含まれている。この化学反応を利用して、微生物は自らのエネルギーを作り出せる。

　対して、岩石が冷えると海水の循環が弱まり、海水中の酸素はすっかり消費されてしまう。その代わりに、水と玄武岩が反応して水素が発生する。冒頭で紹介した、2013年にデンマーク、オーフス大学の生態学者マーク・リーバー氏らにより報告された350万年前の微生物は、こうした水素を利用してエネルギーを得ていた。

　今回の微生物群集は、さらに古い玄武岩で見つかった。

　中央海嶺では、若い火山岩ができるにしたがって、古いものが押し出される。いわば地殻のベルトコンベアだ。したがって、中央海嶺から離れるほど、岩石は古く冷たい。そこでは、鍵となる成分が不足しているため、微生物が存在する見込みは低いとされてきた。だが、それは研究を止める理由にはならなかった。

　2010年10月、南太平洋に浮かぶクック諸島から西に640キロほど離れたあたりで、調査船が水深5800メートル地点で海洋地殻の掘削調査を行った。

　掘削した海域は栄養が極めて乏しく、「海の中にはほとんど生命が存在しません」とリーバー氏は話す。「地球で最も生命の乏しい海域」の1つだ。なお、同氏は今回の研究には関わっていない。

　複数の場所の海底下100メートル以上から、地殻コア（柱状の試料）が採取された。地殻ができた年代は、1350万年前から1億400万年前におよんだ。その後10年間、鈴木氏らの研究チームは労を惜しまず採取した岩石を調べ、すべてのサンプルの微細な亀裂に（鉄を豊富に含む粘土が詰まっていた）、生命が存在していたことをついに明らかにした。