メタンを生成する細菌がペルム紀に地球上の生命の大部分を大量絶滅に追いやった可能性がある。
メタノサルシナ菌はペルム紀に繁栄し、大気中にメタンを放出した。写真： Perfect Lazybones
地球は5つの大きな絶滅を経験してきました。中でも「大絶滅」として知られるペルム紀の絶滅は、地球上の陸上生物の約70%と海洋生物の96%を死滅させました。IFL Scienceによると、この絶滅の前後に生じた石炭の年代の1000万年の空白は、この絶滅の間に大量の石炭形成植物が絶滅し、回復に数百万年を要したことを示唆しています。
しかし、化石記録から種の数が激減した時期を特定するのは容易な作業に過ぎません。 科学者たちは、大量絶滅の原因を説明するために、海底からのメタンガスの放出から小惑星の衝突まで、様々な説を提唱してきました。絶滅期の岩石を研究することで、研究者たちはペルム紀末の海洋と浅瀬が酸素欠乏状態にあったことを明らかにしました。酸素不足はおそらく連鎖反応を起こし、絶滅に寄与したと考えられます。
硫黄還元微生物は、酸素の代わりに硫黄を利用する嫌気呼吸を行うことができ、低酸素環境で繁殖する可能性が高い。これらの微生物が生成する副産物である硫化水素は大気中に放出され、植物を汚染し、オゾン層を破壊する可能性がある。これにより、約2億5000万年間にわたり生命は危険なレベルの紫外線に晒されることになる。また、地球温暖化も引き起こす可能性がある。海洋温暖化は、凍結したメタンを大気中に放出し、問題を悪化させる可能性がある。
大量絶滅のもう一つの説明は、2014年にマサチューセッツ工科大学（MIT）のチームによって提唱された。MITの地球物理学教授ダニエル・ロスマン氏とその同僚は、メタノサルシナと呼ばれる単細胞細菌が、クロストリジウム細菌からの水平遺伝子伝播を通じて有機物を消化し、メタンを生成することができることを発見した。
彼らの仮説によれば、メタノサルキナはこの時期に繁栄し、大気中にメタンを放出して炭素循環を混乱させ、最終的に絶滅を引き起こした。メタンを生成する細菌の化学反応は、金属ニッケルと関連していた。研究チームは中国南部の堆積物を調査し、この仮説を裏付ける大量のニッケルを発見した。
「水平遺伝子伝播は生物地球化学的変化をもたらし、大規模な火山が触媒として作用した。メタノサルキナの蔓延は二酸化炭素と酸素の濃度を乱す役割を果たした」と研究チームは結論付けた。「生物地球化学的混乱は広範囲に及んだ可能性が高い。例えば、メタン酸化は硫黄濃度を上昇させ、有毒な硫化水素を大気中に放出し、陸上での絶滅につながる。」
この仮説を証明するにはさらなる証拠が必要だが、研究者たちは今回の発見が地球が微生物の進化に対して敏感であることを示すものだと強調している。メタノサルキナが副産物としてメタンを生成するようになった正確な時期を、研究チームは未だ特定できていない。
アン・カン（ IFLサイエンスによると）
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