深海熱水噴出孔での自然発電は生態系に影響するか

山本 正浩、高井 研
海洋研究開発機構微生物にとって,この深海熱水発電はどのよう に影響するだろうか? 酸素などの酸化剤に富ん だ海水中に電気的にネガティブな電極が晒された 環境である。これは陰極を用いた電気培養の生育環 境に他ならない。この環境だと,チムニー外壁に取 り付いて熱水レベルの電位の鉱物表面から電子を受 け取り,細胞内膜の電子伝達鎖を介して海水中に存 在する酸素などを電子供与体として ATP を生産す る,いわゆる電気栄養性微生物の存在が期待される。固体電極から直接電子を受け取る微生物として はGeobacter metallireducensが知られているが⁴⁾,こ の属が深海熱水孔で観察されることは少ない¹⁾。し かしながら,多くの深海熱水孔周辺においては熱水 成分を利用する化学合成微生物群が優占する一方で, 熱水が拡散しにくい厚くて密なチムニー壁の表面で は特異な微生物相が形成されていることから³⁾,こ のような微生物群集が硫化鉱物から電子を受け取っ ている可能性はあると考えられる。さらに,チムニー 壁から電子を直接受け取らない場合でも,酸化鉄が 電気によって還元され水溶性の二価鉄イオンとして 溶出することで鉄酸化細菌が繁殖するといったケー スも考えられる。

3) Takai, K. et al. 2008. J. Geophys. Res. 113: G02031.
4) Gregory, K. B. et al. 2014. Environ. Microbiol. 6: 596.