インド洋の熱水噴出孔で未知の生態系を確認 — 従来とは異なるエネルギー源

ドイツ・マックス・プランク海洋微生物学研究所の研究チームが、インド洋南西インド洋海嶺の水深2,800m地点にある熱水噴出孔で、これまで知られていなかったタイプの生態系を発見しました。この生態系は、従来の熱水噴出孔生態系が依存する硫化水素ではなく、水素をエネルギー源としている点が画期的です。

水素を利用する微生物群集

発見された微生物群集は、熱水に含まれる水素分子（H₂）を酸化してエネルギーを得る化学合成独立栄養生物です。これらの微生物はメタゲノム解析の結果、既知のどの分類群にも属さない新しい系統であることが判明しました。研究チームはこの群集を「ハイドロゲノトロフス」と仮称しています。

従来の熱水噴出孔生態系との違い

1977年にガラパゴス諸島沖で発見された熱水噴出孔の生態系は、硫化水素を酸化する化学合成細菌が一次生産者として機能しています。チューブワーム（ハオリムシ）やシロウリガイなどの大型生物は、これらの細菌と共生して生きています。今回発見された生態系はこの「硫化水素モデル」とは根本的に異なり、水素代謝を基盤とした独立した食物網を形成していました。

生命の起源への示唆

水素を利用する化学合成は、地球初期の生命が利用していたエネルギー獲得経路に近いと考えられています。初期地球の海底では、蛇紋岩化反応によって大量の水素が生成されていたと推測されており、今回発見された生態系は原始的な生命の姿を反映している可能性があります。

調査の経緯

この発見は、ドイツの研究船「ゾンネ号」による南西インド洋海嶺の系統的な調査中に行われました。遠隔操作型無人探査機（ROV）「MARUM-QUEST」を使用して、熱水噴出孔の周囲から岩石サンプルと水サンプルを採取。船上での分析と、その後のラボでの詳細な解析によって、水素駆動型生態系の存在が確認されました。

地球外生命探査への影響

NASAの研究者は、この発見が木星の衛星エウロパや土星の衛星エンケラドゥスでの生命探査に重要な示唆を与えると指摘しています。これらの衛星の海底でも水素を生成する地質活動が起きている可能性があり、水素駆動型の生態系が存在する条件が整っているかもしれません。