1億年もの間眠っていたこの生命は、人為的な事故によって目覚めたのです。

もともと深さ3メートルだった淡水湖が、事故により深さ60メートルの塩水湖に変わり、1億年も眠っていた生命が目覚めた。

ペイヌール湖は、米国ルイジアナ州のジェファーソン島にある美しい淡水湖です。ここには豊富なリソースがあります。湖の底にはダイヤモンド・クリスタル・ソルト社が岩塩を採掘している塩鉱山があります。テキサコ社は湖の表面でも石油の探査を計画している。

しかし、1980年11月21日、すべてが変わりました。その日、テキサコの掘削プラットフォームは掘削位置を誤算し、ドリルビットがピネル湖の底にある塩鉱山の第3層の上部を誤って貫通した。

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人工渦

何かひどいことが起こりました。大量の湖水が湖底の塩鉱山に流れ込み、湖面に巨大な人工渦を形成した。当初掘削プラットフォームを救出する計画を立てていた7人の乗組員は、プラットフォームが傾き始めていることに気づき、脱出を選択しざるを得なかった。高さ46メートルの掘削機が、もともと深さ3メートルだった湖に消えていくのを、彼らはなすすべもなく見守っていた。同時に、湖の水は地下430メートルの鉱山にも浸水した。塩鉱山の労働者たちは鉱山の最上階に避難したが、湖の水はすぐに腰の高さまで上昇した。

もともと湖底の鉱山を支えるために使われていた塩柱は、湖水が流れ込んだことで徐々に溶解し、塩鉱山のトンネルは崩壊した。湖底の穴はどんどん大きくなり、さらに多くの水が流れ込んできました。かつては平和だったピネル湖は、今や周囲のすべてを飲み込む巨大なブラックホールに変わったかのようでした。はしけ船11隻、タグボート1隻、駐車場、無数の木々、湖畔の土地35ヘクタール、建物の一部がすべて飲み込まれた。目撃者は「まるで浴槽の中のアヒルの子が排水溝に落ちるのを見ているようだった」と語った。

伝統的に、ピネル湖はバーミリオン・テッシュ盆地から水が供給され、その後、ピネル湖からデルカンブル運河を通ってバーミリオン湾、そしてメキシコ湾に流れ込んでいました。この時、渦潮の影響で、水源から大量の真水が流れ込み、反対側のデルカンブル運河も湖に水を注ぎ始めました。メキシコ湾からの塩水が上流に流れ込み、ほぼ空になった湖底に流れ込み、高さ50メートルの一時的な滝を発生させた。これはルイジアナ州で記録された最大の滝である。

同時に、湖の底にある塩鉱山にとっては、湖水の大量流入は鉱山からの空気の急速な排出を意味します。この圧縮された空気は湖水の流入とともに主坑道から噴出し、高さ122メートルにも及ぶ泥の噴水を形成し、断続的に噴出します。

カンブレ運河の逆流によって形成された滝。画像ソース: YouTube、@ankerssm 経由

事故から数日経ってようやく、ピナー湖と塩鉱山の水圧は均衡に達した。当初は渦潮によって湖の底に吸い込まれた11隻の荷船のうち9隻が奇跡のように放出され、再び水上に浮かびました。同時に、大量の塩水の逆流により、もともと深さ3メートルだった淡水湖が深さ60メートルの塩水湖となり、ピネル湖はルイジアナ州で最も深い湖となった。

1億年もの間眠っていた生命

1985年、当時ルイジアナ州ニューオーリンズ大学の生物学助教授であったラッセル・H・ヴリーランドは、ピネル湖の底にあるいくつかの廃塩鉱山への立ち入りを許可され、水のサンプルを採取した。フリーランド氏はまた、オクラホマ州の2つの塩水会社から水のサンプルを採取し、そのサンプルの微生物組成を分析する予定だ。分離と培養の後、フリーランドは、少なくとも 20% の塩水でのみ生存でき、最もよく生存できる塩分濃度は 25% から 30% である、極めて好塩性の古細菌をいくつか発見しました。

広塩性細菌（塩分濃度が大きく異なる水域で生存できる細菌）が地下の塩水中に見つかることは珍しくありません。広塩性細菌は雨水とともに地中に侵入し、地中を移動しながら徐々に増加する塩分濃度に適応すると考えられるためです。しかし、高度好塩性古細菌は高塩分の環境でしか生存できないため、地下の塩水では非常に稀です。彼らはいったいどこから来たのでしょうか？

ピナー湖の隣の鉱山にある泥の噴水。画像ソース: YouTube、@ankerssm 経由

フリーランドは、これらの古細菌はもともとピネル湖の水と雨水に生息し、その後鉱山や地層に入り込んだのではないかと最初に考えた。しかし、実験結果によると、これらの極めて好塩性の微生物は淡水や塩分濃度が 15% 未満の水では生存できず、直接分解してしまうことがわかっています。さらに、フリーランドはこれらの好塩性微生物を、塩分濃度の高いサンプルでのみ検出しました。

オクラホマ州からの 2 つのサンプルを例に挙げます。それらは同じ盆地内の異なる地層から来ています。採取地点は400メートル以内の距離にあり、水源も地層に浸透した雨水です。 2 つのサンプルの唯一の違いは塩分濃度で、一方は 25%、もう一方は 8% でした。結果は、高塩濃度サンプルには好塩性微生物と耐塩性微生物が多数存在したのに対し、低塩濃度サンプルには耐塩性微生物しか存在しなかったことを示しました。ピネル湖の塩分濃度は 1% 未満なので、これらの好塩性微生物の発生源にはなり得ません。

フリーランド氏は、水サンプルが外界と直接つながっている場所から採取されたことを考慮して、これらの極めて好塩性の古細菌がパイプラインや鉱山を通じて地表から侵入した可能性があるかどうかも調査した。しかし、研究者たちは、塩分濃度の高い湖でこれらの極めて好塩性の微生物を検出したことはありません。さらに、ピナー湖付近は降雨量が多く、地質学的および地形学的条件は高塩分環境の形成に適していません。したがって、近くの地表にはそのような微生物の発生源はないと思われます。
そうだとすると、これらの古細菌はもともと普通の細菌であり、後に極度の塩好きという特殊な能力を進化させた可能性はあるだろうか？分子生物学の観点から見ると、古細菌と細菌の違いは非常に大きく、細菌が一連の突然変異を通じて古細菌に進化することは困難です。フリーランドでの湖水の注入からサンプル採取までの期間はわずか 5 年であり、これほど短期間でこれほど大きな変化が起こった可能性は非常に低い。もしこれが真実なら、その突然変異率は科学者が知るどの種の突然変異率をもはるかに上回ることになる。

ペルム紀の岩塩の結晶。画像出典: オリジナル論文

フリーランド氏は、これら 3 つの可能性を排除した後、唯一残された合理的な説明は、これらの古細菌がもともと塩鉱山に存在していたということだと考えています。これらは、塩の結晶が形成される際に内部に閉じ込められていたか、あるいは何らかの形で結晶の周囲の水に閉じ込められ、その後、塩鉱山の事故により湖水が浸水したり、雨水が地面に浸透したりして結晶が溶解するにつれて徐々に目覚めたと考えられます。

この仮説が正しいとすれば、岩塩の結晶が形成された時点ですでにこれらの古細菌が存在していたということになります。ピネル湖の底にある塩は、1億2500万年前から1億2100万年前の前期白亜紀のものであり、オクラホマ盆地の2か所から採取された地層は、それぞれ1億年前と2億5000万年前のものである。したがって、これらの極めて好塩性の古細菌は、この形態で何億年も生き延びてきた可能性がある。

この論文が発表されて以来、微生物は鉱物の結晶の中で長期間生存する可能性があることを示す研究が増えています。 2000年、フリーランド教授は約2億5000万年前のペルム紀の地層の流体包有物からバチルスの新株を分離し、培養しました。 2022年、一部の科学者はオーストラリア中央部の新原生代地層から8億3000万年前の微生物（培養されていない）を発見した。 2022年の別の研究では、「細菌コナン」としても知られるデイノコッカス・ラジオデュランスも、地表から10メートル下の凍結乾燥条件下で2億8000万年間休眠状態を保つことができることが示された。

放射線耐性デイノコッカスに関する研究を掲載したアストロバイオロジーの最新号の表紙。画像出典: 宇宙生物学

したがって、技術の発展により、適切な条件下では、恐竜と同時期（あるいはそれ以前）に存在していた微生物がますます多く、時空を越えて私たちと出会うことになるかもしれません。

今年 10 月 31 日、ピンネル湖の底にある塩鉱山から分離された「ジェファーソン島 1」(JI-1) 古細菌が、フリーランド教授によってハロルブルム属の新種として分類され、科学者ローレンス・ホックシュタインの高度好塩性微生物への貢献を記念して「Halorubrum hochsteinianum」と命名されました。

参考文献

[1]https://link.springer.com/article/10.1007/s00792-023-01320-4

[2]https://www.motherjones.com/environment/2013/08/sinkhole-swallowed-11-barges/

[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Lake_Peigneur

[4]https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4615-3730-4_7

[5]https://www.economist.com/science-and-technology/2023/11/15/was-an-ancient-bacterium-awakened-by-an-industrial-accident

[6]https://www.nature.com/articles/35038060

[7]https://pubs.geoscienceworld.org/gsa/geology/article/50/8/918/613521/830-million-year-old-microorganisms-in-primary

[8]https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/ast.2022.0065

[9]https://www.youtube.com/watch?v=p_iZr2-Coqc

[10]https://www.youtube.com/watch?v=cNo-gEPWVnM

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