ハイポリス: 漂白剤の下で繁栄する生命

イエローストーンの熱水地域にある温泉、間欠泉、噴気孔、泥壺に最も注目が集まっていますが、数十億年前に地球上で生命がどのように形成されたかについての教訓が表面下にあります。

イエローストーン カルデラ クロニクルは、イエローストーン火山天文台の科学者と協力者によって毎週書かれるコラムです。 今週の寄稿は、ミネソタ大学の植物・微生物生物学および地球・環境科学の研究者、ジェフ・ハヴィグ博士とトリニティ・ハミルトン教授によるものです。

イエローストーン国立公園に数多くある熱水地帯の 1 つで、遊歩道を歩いていると、硫化水素の腐った卵の匂い、間欠泉の噴き上げる音、温泉の泡と沸騰する水、噴気孔から漏れ出るガスの音、泥壺の低いドスンという音、そして白い珪質焼結体から反射されるまばゆいばかりの明るい光。 多くの人は、公園のこれらの地域を歩くときに目を開けようとする場合でも、サングラスが必需品であると感じています。 シリカを豊富に含む白色の焼結物は、地表下から上昇するミネラル飽和熱水からのシリカ（オパールおよび非晶質シリカの形態の二酸化ケイ素、または SiO2）の沈殿によって形成されます。

シリカ鉱物が沈殿した後、凍結融解サイクルや表面を歩くバイソンなどの機械的手段によって焼結物が粉砕されることがあります。そのため、温泉の周囲に、割れた小さな珪質焼結物の平坦な広がりが見られます。アッパー ガイザー ベイスン、ファウンテン ペイント ポット、ノリス ガイザー ベイスンにあるものです。 そして、温泉の流出路にあるオレンジ、緑、黄色、茶色、紫の細菌や藻類のマットは、微生物の光合成コミュニティが繁栄していることを示す明らかな兆候ですが、実際には、その表面のすぐ下には想像よりもはるかに多くの生命が存在しています。

イエローストーンの熱水地域の研究者らは、砕けた漂白剤のような白色（または地質学者が角礫岩、ブレットチャと発音する）の珪質焼結物の表面を乱すと、その下に、光合成色素。 これらの光合成コミュニティは、イエローストーンの熱水地域全体にわたって壊れた焼結物の下に住んでいたのでしょうか? 彼らは活動していますか?もし活動しているなら、一次生産性 (この場合は光合成) はどれくらい起こっていますか? この生命体についての好奇心は、イエローストーンの温泉に関連するコミュニティについて知りたいという以上に、西オーストラリア州の 35 億年前の岩石中には温泉鉱床があり、そこに出現した最も初期の生命体の一部が保存されています。地球。 これらの岩石は、大気中に酸素が存在し、太陽からの紫外線から生命を守るオゾン層が存在しなくなる前の時代を記録しています。 イエローストーンに存在する環境は、初期の地球の表面で生命がどのように生存できたかを示すものでしょうか?

ハイポリス（ハイポは下を意味し、リスは岩という意味で、文字通り「岩の下」に生命が存在する）と呼ばれるこれらの群集の研究により、温泉流出路で成長する光合成マットと同じくらい生産性の高い強固な光合成群集が明らかになった。 実際、表面の焼結物は日焼け止めのように作用し、紫外線を遮断しますが、光合成を促進するためにより長い波長を通過させます。 さらに、焼結片はマルチのように機能し、水分を保持して環境を湿った状態に保ち、雷雨によって微生物群集が流されるのを防ぎました。 これらの低石器時代の光合成コミュニティは、より高い pH / アルカリ性の地域 (下部間欠泉、中間間欠泉、上部間欠泉盆地で見られるものなど) と、より低い pH / より酸性の場所 (ノリス間欠泉盆地、泥地帯など) の両方に存在していました。火山エリア、アーティスト ペイントポット エリア)。 これは、生命が水生環境から地上に初めて進出するのに最適な環境のように思われます。これは、陸上での最初の生命がどのようなものであったかを示す現代の例であり、私たちが何十億もの地球に到達することを可能にする信じられないほどエキサイティングな発見です。数年前に遡ります！

この興味深い生命体についての詳細は、https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/feart.2019.00015/full の研究論文「熱水域における亜文明光合成と未知の酸素オアシスへの影響」でご覧いただけます。始生代の大陸の表面。」

したがって、イエローストーン国立公園を訪れ、熱水地域の光景、音、匂いを楽しんでいるときは、漂白剤のように白く砕けた珪質焼結体の無害な広がりに思いを馳せてください。 地表のすぐ下に、繁栄している光合成微生物群集がどのように隠れているか、そしてその群集が、最初の陸上植物が進化する 30 億年前に生命が初めて陸上に移動した様子をどのように表しているのかを考えてみましょう。

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「地質流体生物学」という言葉は造語のように聞こえます。あたかも複数の科学分野の接頭語をつなぎ合わせて、ゲームで大きなポイントを獲得しているかのように聞こえます。

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