奇妙な獣か、奇妙な毒か：「地球の冷蔵庫」の凍った土の中には何が隠されているのか？

気候変動が激化するにつれ、極地の永久凍土の一部が溶け始め、何百万年もの間凍っていた秘密が明らかになりつつある。永久凍土の中には、生きているかのような古代の動物たちに加え、古代の「脅威」も埋もれている。

専門家へのインタビュー

李其漢（中国医学科学院医学生物学研究所研究員）

吹雪はついに止み、白い氷の世界が目覚め始めた。深い雪の下の洞窟に埋もれたメスのホラアナライオンは、最大の敵である飢えと戦っています。

雌ライオンは眠っている子ライオンを起こすためにそっと舐めました。彼女の腕の中の子熊は生後わずか1、2か月で、金色の毛皮に覆われていました。子熊は急速に成長するにつれ、外の世界への好奇心がますます強くなり、やがて肉を食べられるようになり、自然の荒々しさが氷に覆われた世界へと子熊を誘います。

そこで、お腹を空かせた雌ライオンは子ライオンを連れて、晴れた冬の日に外へ出て食べ物を探しに行きました。

▲画家が洞窟のライオン狩りの場面を想像して描いた作品。1920年に制作（出典：Wikipedia）

突然、雪に埋もれていた地面の一部が陥没し、雪の下には底なしの巨大な亀裂が隠れていたことが判明しました。しかし、もう遅すぎた。ライオンの子は反応する暇もなく倒れ、その小さな体は散らばった氷、雪、砂利の下で一瞬にして押しつぶされました...

この古代のライオンの子が経験したことについての空白を埋めるために、私たちにできるのは想像力を働かせることだけです。しかし、確かなのは、その生命が氷河期に突然終焉を迎えたということだ。

果てしない暗闇と身を切るような寒さの中、瞬く間に28,000年が過ぎ去りました。ボリス・ベレズネフという名のマンモスの象牙収集家の到着により、永久凍土に閉じ込められていたホラアナライオンの子が「再び日の目を見る」ことができた。

凍った「古代動物の墓地」

50万年前、アフリカ大陸には原始的なライオンが多数生息していました。時が経つにつれ、一部のライオンは「アフリカを出て」ヨーロッパへ移住しました。彼らの子孫は徐々に地元の険しい山々と寒い気候に適応し、最終的にホラアナライオンへと進化しました。絶滅したこのネコ科動物は現代のライオンよりもはるかに大きく、30万年から10万年前にロシア極東の広大な地域を歩き回り、マンモスの子牛、ラクダ、バイソンなどを捕食していたが、1万年前に姿を消した。

2017年、ボリスさんは東シベリアのヤクート地方の川の近くで雄のホラアナライオンの赤ちゃんを発見し、「ボリス」と名付けた。 1年後、彼は「ボリス」を発見した場所から15メートルも離れていない場所で、「スパルタ」と名付けられた別のメスのホラアナライオンの赤ちゃんを発見した。

▲ひげがまだはっきり見える、メスのホラアナライオンの子「スパルタ」のクローズアップ写真（出典：ストックホルム大学）

スウェーデンのストックホルム古遺伝学センターの研究者であるラウル・ダーレン氏は、部分的に損傷したボリスと比べると、スパルタは「これまで発見された氷河期の動物の中で最も保存状態が良い」可能性があると述べた。

「スパルタ」は完全に金色の毛皮で覆われており、傷や損傷はないようです。静かに眠っているかのように、目を閉じて口を少し開けています。口の周りのはっきりと見えるひげから、直立した極めて鋭い爪まで、自然状態でミイラとなった「スパルタ」は、しわしわになったことを除いて、2万8000年前に生きていたときとほとんど同じ姿です。

▲写真a、c、e、fは「スパルタ」、写真b、dは「ボリス」（出典：学術誌「Quaternary」）

「CTスキャンで頭蓋骨の損傷と肋骨の脱臼を発見した。保存状態から判断すると、死後すぐに土砂崩れか永久凍土の割れ目に埋もれたのではないかと考えられる」とダレン氏は語った。

研究によると、頭蓋骨がわずかに変形していたことに加え、「スパルタン」の後肢と尾も、大きな圧力がかかったかのように非常に平らに押しつぶされていた。 「ボリス」が発掘されたとき、後ろ足は伸びていて、爪は背中と腹部に向かってわずかに平らになっていた。これは死ぬ前に生き延びるために水中で奮闘したり、かき回したりしていたためだと考えられる。

▲CTスキャンによる「ボリス」の骨格の輪郭（出典：学術誌「クォータナリー」）

当初、研究者たちは、互いにそれほど離れていない2頭のライオンの子は「家族」かもしれないと考えていた。しかし、いくつかの検査の後、2人の「ミイラ」は兄弟ではないだけでなく、死亡時期が15,000年離れていることがわかり、人々は驚きました。「ボリス」は43,000歳でした。

2頭のホラアナライオンの子はここで死亡しました。数万年前の氷河期にはここは危険な地域だったのでしょうか?おそらくその逆が真実で、この場所はかつて古代の生物にとってお気に入りの生息地だったのかもしれません。

報告によると、2頭のライオンの子が発見された同じ発掘現場で、研究者らはさらに「古い」動物のミイラも発見した。4万6000年前のツノヒバリと、犬にもオオカミにも似た1万8000年前の「子犬」だ。これらの動物に共通することが一つあるとすれば、それは、すべてがほんの数日前に死んだように見えることだ。

凍土の下に潜む様々な古代生物

実際、永久凍土の生命が発見されることは珍しいことではありません。極地の骨まで凍るような寒さは、事故に遭った古代の生物の心臓を止めるだけでなく、腐敗と劣化の進行を止めてしまうこともある。

2018年には、東シベリアのヤクート地方でも、科学者らが4万年から3万年前の若い馬のミイラを発見した。子馬のひづめ、尾、さらには鼻孔の周囲にはまだ「毛が生えていた」ため、発掘されたときにははっきりと見えました。

▲凍土の中から発見された若い馬のミイラには、髪の毛の細部まで鮮明に残っている（出典：ロシア北東連邦大学）

2020年、科学者たちはこの地域の永久凍土でもう一つのケブカサイのミイラを発見した。 5万年から2万年前に遡るこのケブカサイが発見されたとき、その茶色の毛の80％が無傷で保存されていました。歯や骨に加え、水に落ちて死ぬ前の最後の食事も腸内にしっかりと保存されていました。このため、この標本は、現在までに最も保存状態の良いケブカサイの標本ともみなされています。

1993年、ロシアの科学者たちは、アルタイ山脈のウカク高原の永久凍土の中から、少なくとも2,500年前に死後存在していた女性のミイラを発見した。女性の遺体が発掘されたとき、状態は非常に良好だった。その弾力のある皮膚と腕にある美しい鹿の頭のタトゥーは世界に衝撃を与えた。人々は彼女を「ウカク姫」と呼び、「20世紀で最も重要な考古学的発見の一つ」だと考える人もいた。

▲「ウカク姫」の肩のタトゥー（出典：シベリアタイムズ）

近年、永久凍土地域での人間の活動が活発化しており、太古の昔に「突然死んだ」生命が世に現れるケースが増えている。その中には絶滅した希少な鳥や動物だけでなく、肉眼では見えない微生物も含まれています。凍った土の中で何百万年も経った後、それらは再び日の目を見ただけでなく、中には「復活」したものさえありました...

今年6月、ロシアの科学者らは「現代生物学」誌に、シベリアの永久凍土の地下3.5メートルで少なくとも2万4000年間「眠っていた」ワムシ類を発見したとする研究論文を発表した。その後、研究室で科学者たちは、そのうちのいくつかを「復活」させることに成功しました。

ワムシ類は、顕微鏡でしか見ることができないほど小さい淡水無脊椎動物の一種であることが分かっています。約4000万年の進化の中で、ワムシ類は極めて強靭な生命力を発達させ、無水、凍結、低温、低酸素などの過酷な環境でも、完全に脱水することなく「超長時間待機」状態で生き延びることができる。

科学者らは以前、現代のワムシ類をマイナス20度の低温冷凍環境で凍結させる実験を行っており、これらの微生物は10年後でも「目覚める」ことができた。

▲顕微鏡下では少なくとも24,000匹のワムシが眠っている（出典：AFP）

科学者らが永久凍土で発見した古代の「小さなゾンビ」を繰り返し凍結・解凍した結果、これらの微生物は極限環境では細胞が凍結するのを防ぐため自動的に「保護モード」をオンにすることを発見したと報じられている。解凍され「復活」したワムシは、単為生殖によって繁殖し、元の体と全く同じ遺伝子を持つクローンを作り出すこともできる。

溶ける「冷蔵庫」と隠れた悩み

古代の生物が現代に「旅して」くることがますます増えています。これは人類にとって祝福なのか、それとも呪いなのか？

地球にとって、永久凍土は巨大な天然の冷蔵庫のようなものです。さまざまな大型生物に加えて、現代人が遭遇したことのない細菌やウイルスも数多く存在します。

2014年、フランス国立科学研究センターとマルセイユ大学の共同研究室は、研究者らが4年前にロシア極東で採取した永久凍土のサンプルから「シベリア広口ポットウイルス」を発見したと発表した。

ピットウイルスは、既知のほとんどのウイルスよりもゲノムが大きい超大型ウイルスの一種です。ウイルスの直径は0.5ミクロンを超えることもあり、光学顕微鏡でもはっきりと見ることができます。フランスの研究者らが発見したウイルスは、地下30メートルの堆積層深くに埋もれていた。実験では、ウイルスは永久凍土の中で少なくとも3万年間凍結されていたにもかかわらず、「復活」後もまだ伝染力があり、アメーバに感染することに成功したことがわかった。

▲顕微鏡で見たシベリア広口瓶ウイルス（出典：AFP）

シベリアピソウイルスが先史時代の種にどのような脅威をもたらしたかはまだわかっていないが、少なくとも現代人にとっては安全である。多くの巨大ウイルスと同様に、ピソウイルスはアメーバには感染しますが、人間には感染しません。

「100％不可能とは言えないが、その可能性は非常に低い」中国医学科学院医学生物学研究所の研究員、李其漢氏は記者団に対し、アメーバは生理学的に脊椎動物と大きく異なり、「血縁関係も非常に離れているため、国境を越えて人間に感染する可能性は非常に小さい」と語った。

ウイルスが人体に感染するための前提条件は、人間の細胞に結合できることです。このプロセスは、ウイルスの表面にあるタンパク質が人間の細胞膜の表面にある特定のタンパク質受容体に結合することに依存しています。しかし、シベリアのピトスポルムウイルスは永久凍土の中で1万年以上凍結されていたため、生物学的進化から長期間「不在」となり、1万年後に高等生物の細胞受容体と一致する可能性が大幅に減少しました。

「長期間人間と『闘う』ことによってのみ、『方法を見つけ出し』、人間の免疫システムを欺くことができるパターンに変異する機会を得ることができる」と李其漢氏は説明した。しかし、科学者たちは慎重な姿勢を維持するだろう。 「一般的に言えば、科学者が先史時代の生物学的サンプルの研究を行う際には、適切な保護措置と疾病スクリーニングを実施し、生物学的安全性が確保された環境で実験を行うだろう」と彼は述べた。

長期間封印されていた先史時代の微生物に比べ、短期間で埋葬された病原体の方が危険である。2016年にはロシアの北シベリアで謎の炭疽菌の発生があり、12歳の少年が死亡、数十人が感染、トナカイ2,300頭以上が死んだ。この疫病の原因は、75年以上も永久凍土の中に封じ込められていた炭疽菌に他ならない。

ロシア政府報道官によると、この地域で炭疽菌が最後に流行したのは1941年だった。当時、人々は木材を節約するため、炭疽菌に感染したトナカイの死骸を焼却せず、その場で埋葬することを選んだ。凍った土の下には目に見えない「時限爆弾」が埋められていた。数十年後、地元の天候は異常に暑くなり、熱波によって永久凍土の一部が溶けました。病気の鹿の死骸が再び露出し、病気の鹿の冷凍肉を誤って食べた少年はその後炭疽菌に感染した。

温室効果が悪化するにつれ、「地球の冷蔵庫」である極地の永久凍土も急速に解け、さらには溶け始めている。冷たい氷の下で人類を待ち受けるものは一体何なのか？

記者 王雪英 執筆 丁林 編集

ニューメディア編集者/呂冰鑫

制作：サイエンス・セントラル・キッチン

制作：北京科学技術ニュース |サイエンスプラスクライアント

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