GFAJ-1は、普通の生物では毒となるヒ素を、生きるために利用しています。では、どのようにして、確かめられたのでしょうか。そして、ヒ素を利用する生物とは、生物の進化においてどのような意味があるのでしょうか。
GFAJ-1というバクテリアは、ヒ素を体内に貯めることは知られていました。でも、ヒ素が本当に成長に必要なのかが、不明でした。ヒ素の必要性を調べた結果が、先月報告されました。
ウルフ－サイモンたちは、湖から採取したGFAJ-1を、研究室で培養しました。培養とは、微生物の研究によく使われる方法で、微生物を育てる条件をいろいろ変えて、どの条件のとき成長（増殖）したかを調べます。増殖の度合いによって、その環境を好むかどうかを判定していきます。
培養実験でGFAJ-1は、リンだけの環境でも、ヒ素だけの環境でも、成長できませんでした。しかし、リンが極端に少なくても、生きていけ、増殖できました。また、ヒ素がほとんどない環境に比べて、ヒ素がある方が、細胞が1.5倍も大きくなっていました。リンが多い環境と比べると、ヒ素の多いほうが、6日間で20倍も増えました。
以上の培養実験の結果、GFAJ-1は、リンの代わりにヒ素の多い環境の方を好み、ヒ素を不可欠なものとしていることが明らかになりました。
研究では、放射線標識されたヒ素（放射性同位体のヒ素を加えたもの）で培養実験されています。これは、放射線を出すヒ素で育たGFAJ-1の細胞の内部を、放射線を感知できる装置で調べることによって、どこにヒ素が分布しているかをたどることができます。
それによると、ヒ素は、タンパク質、脂質、ATPのような代謝物質、さらにはDNAやRNAからも検出されました。通常の生物であれば、リンが利用されているはずの所に、GFAJ-1ではヒ素が使われていたことがわかりました。ただし、培養実験から、ヒ素は、完全なリンの代替ではなく、程度はわかりませんが、成長には必要不可欠な役割を担っていることがわかります。
なぜ、今回のGFAJ-1の発見が重要かというと、地球生物の進化、あるいは生物の系統に対する考え方が変わる可能性があるからです。
モノ湖は、極限的な環境で、生物には住みづらいところなのですが、ヒ素を光合成に利用する生物も住んでいます。似たような生物は、モノ湖以外でも、現在、20種以上も見つかっています。今回のGFAJ-1は、ヒ素を光合成に使う直系の祖先になるかもしれません。
光合成生物は、普通、水と二酸化炭素から炭水化物を合成し、水の分解によって生じた酸素を大気中に放出しています。このような光合成をする生物は、約25億年前に登場しています。
それ以前の地球は、酸素のない環境でした。なぜなら大気や海水中の酸素は光合成生物が産み出したものだからです。それ以前の生物は、水の代わりに、硫化水素や鉄の一種、あるいはヒ素を利用して光合成をしていたと考えられます。そこでは、多様な光合成の仕組みが採用されていたはずです。ただし、生存競争に勝ったのは、現在の光合成の仕組みをもつ系統の生物だったのでしょう。
ヒ素を光合成に利用する生物は、光合成の起源をたどるために重要な役割もっています。そしてGFAJ-1は、ヒ素を光合成に利用する生物の直系の祖先に位置づけられます。
生物は、地球以外の極限的ともわれるような環境でも、発生できる可能性があることを、GFAJ-1は示してます。この結果を拡張していくと、もしかすると地球生物は、宇宙生物のほんの一部にすぎないかもしれません。つまり、地球環境を前提や先入観にした生命探しは、大きな間違いを生むかのせいがあるかもしれません。
今回のような先進的な研究には、いろいろ反論もあります。その問題点に答えることが、新たな進歩を生むかもしれません。次回は反論を紹介しましょう。
・西予の地質・
現在、西予市の地質をまとめるために、
毎日、たくさんの論文を読んでいます。
手に入らない論文もあるのですが、
可能な限り手配しています。
西予市は、地質において、
いろいろ論争をあることは漠然と知っていました。
今回論文を多数読んでみて、
いくつもの論争が、現在も進行中であり、
まだ決着をみていないこと、分かってきました。
これは、一度きちんとまとめて
課題と現状を整理しておく必要があると思っています。
・水道凍結・
週末から今週にかけて、冬型が強くなり、
全国で、大雪と低温に見舞われています。
城川も低温と大雪になりました。
各家でも、水道管の凍結が起こっています。
我が家も温水の配管が凍り、湯がでなくなっています。
無理をせず、自然解凍を待つしかありません。
その間、水道管の破裂がなければいいのですが。
水だけは凍らさないように
ちょろちょろと流して対策しています。
幸いなことに、沢水を利用しているので、
水道代がいりません。
ですから、寒い日は水道を流すようにしています。
