Are members of Bacillus cereus group restricted to specific regions of Antarctica?
サウスシェトランド諸島における長年にわたる広範なサンプリングにもかかわらず、本研究は、バチルス・セレウス・グループの細菌が現代の南極において極めて稀であり、キングジョージ島にのみ空間的に限定されていることを明らかにしている。
原論文は CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) でライセンスされています。 これは査読を受けていないプレプリントのAI生成解説です。医学的助言ではありません。この内容に基づいて健康上の判断をしないでください。 免責事項の全文を読む
私たちの惑星の土壌の奥深く、草や砂、森林の床の下に隠れた場所に、微小な生物による広大なコミュニティが存在しています。これらの中で最も一般的なものの一つに、過酷な熱、寒さ、乾燥にも長期間生き延びることができることができる、胞子と呼ばれる強靭で休眠状態の殻を形成する細菌があります。この細菌の特定のファミリーとして知られる「バチルス・セレウス（Bacillus cereus）グループ」は、世界中の土壌に見られます。このファミリーのメンバーの多くは無害ですが、中には人間や昆虫に病をもたらすものもあり、その環境における存在は科学者たちの関心の対象となっています。数十年にわたり、研究者たちは、これらの普遍的な細菌が地球上の最も極端な環境、特に南極においてどのように振る舞うのかという疑問を抱いてきました。大陸が温暖化するにつれ、凍った地面に閉じ込められた古代の微生物が目覚め、繊細な極地の生態系に影響を与えたり、あるいは新たなリスクをもたらしたりする可能性があるという懸念が高まっています。これらの細菌がどこに生息しているのか、あるいはそもそもそこに生息しているのかを理解することは、凍った大陸の隠された生命をマッピングする上で極めて重要です。
ブラジルの研究チームは、単純だが困難な問いに答えるために出発しました。それは、これらの一般的な土壌細菌が実際に南極に存在するのか、そしてもし存在するならば、彼らはどこに隠れているのかという問いです。2019年から2023年にかけて、科学者たちは南極半島に近い一連の島々であるシェトランド諸島へと旅をしました。彼らは、山の頂上、海岸、そして研究基地の近くのエリアを含む様々な場所から、314個の独立した土壌サンプルを採取しました。目的は、この凍った大地からバチルス・セレウス・グループを培養できるかどうかを確認することでした。これを行うために、彼らは休眠状態の細菌胞子を目覚めさせるために設計された特殊な実験室技術を用いました。彼らは土壌を水と混ぜ、弱い生物を死滅させるために加熱し、その後、混合物を栄養豊富なプレートに広げ、何が育つかを見るために異なる温度で培養しました。
結果は驚くほど乏しいものでした。5年間にわたる数百のサンプルを用いた膨大な努力にもかかわらず、チームは探していた細菌をわずか8例しか発見できませんでした。これら8つの細菌株は、314の土壌サンプルのうち、わずか7つのサンプルから得られたものであり、成功率はわずか2.2パーセントでした。さらに驚くべきことは、その発見場所でした。すべての陽性サンプルは、キングジョージ島という特定の島からのみ見つかりました。研究者たちは、リビングストン島、ネルソン島、デセプション島といった、調査を行った他の島々ではこの細菌を見つけることができませんでした。彼らが見つけた細菌を調べたところ、それらはバチルス・セレウス・グループ、具体的には厳密な意味でのバチルス・セレウスの一種であることを確認しました。彼らは、炭疽菌を引き起こす細菌や、昆虫を殺す結晶を生み出す菌株といった他の危険な親戚との関連を排除し、サンプルにそれらの特定の特性の証拠がないことを確認しました。
発見された場所は、さらなる謎を投げかけています。キングジョージ島はこの地域で最も訪問者が多い場所であり、いくつかの国家研究基地が設置され、多くの観光客を受け入れています。細菌が見つからなかった他の島々は、より人里離れた場所であることが多いのです。このパターンは、キングジョージ島で見つかった細菌が、南極の環境に本来備わっているものではない可能性を示唆しています。研究者たちは、分離されたすべての細菌が、人間の体温である37度という温かい温度で最もよく成長することを指摘しました。これは、通常は寒さに適応している南極の生命にとって異例なことです。これらの細菌が温かさを好み、かつ人間が行き来する最も多い島で見つかったという事実は、これらが自然にそこで進化したのではなく、人々や動物、あるいは機器によって世界中の他の場所から運ばれてきた可能性が高いという疑念を科学者たちに抱かせます。
この発見がいかに稀なものであるかを理解するために、チームは南極におけるこれらの細菌に関するこれまでに発表されたあらゆる科学的研究も調査しました。彼らは、非常に限られた研究者しか、この細菌を大陸から分離することに成功していないことを発見しました。ほとんどの先行研究は、それらを見つけることに失敗したか、あるいは非常に特定の孤立したケースにおいてのみ発見しました。今回の研究は、これらの細菌が地球上のいたるところに存在する一方で、南極においては極めて稀であることを裏付けています。研究者たちは、バチルス・セレウス・グループは南極の土壌に広く居住しているわけではないと結論づけています。むしろ、それは、おそらく人間の活動が最も多い地域に限定された、稀な訪問者のようです。この発見は、これらの細菌がどこにでも存在するのだという考えに異を唱えるものであり、南極大陸の過酷な条件が彼らを効果的に排除しているか、あるいは単に彼らがそこに定着する機会をまだ得ていないことを示唆しています。
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