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初期の地球におけるFe (III) の減少に関する微生物学的証拠

M Vargas¹, K Kashefi, E L Blunt-Harris

¹Department of Microbiology, University of Massachusetts, Amherst 01003, USA.

|September 17, 1998

まとめ

微生物の呼吸は,硫黄の還元ではなく,鉄の還元で始まった可能性が高い. 初期の生命形態は,最後の共通の祖先に関連するものを含め,鉄をエネルギーとして使用することができ,以前の仮定に異議を唱えます.

科学分野:

微生物学微生物学とは
地質化学地質化学
進化生物学の進化生物学について

背景:

硫黄の減少は,伝統的に初期の微生物呼吸法と考えられています.
地化学的なデータは,鉄の減少が初期の微生物の代謝における硫黄の減少に先行した可能性があることを示唆している.
最後の共通の祖先に関連した微生物は,しばしば無酸素であり,硫黄を減らす超熱性である.

研究の目的:

初期の微生物が鉄を外部電子受容体として利用する可能性を調査する.
最後の共通の祖先と密接に関連したアルカイアとバクテリアがFe (III) 呼吸を行うことができるかどうかを判断する.
Fe (III) の減少に関して,高熱性動物,特にThermotoga maritimaの代謝能力を探求する.

主な方法:

唯一の外部電子受容体としてFe (III) を使ったThermotoga maritimaを含む微生物の培養.
Fe (III) からFe (II) の減少による微生物の成長とエネルギー保存のモニタリング.
微生物の代謝を比較分析し,Fe (III) の減少と硫黄の減少を比較した.

主要な成果:

最後の共通の祖先と密接に関連したアーキアとバクテリアは,エネルギーを節約し,Fe (III) 呼吸を通じて成長することができます.
Thermotoga maritimaは,以前は単に発酵性であると考えられていたが,Fe (III) を含む呼吸器生物として成長を示した.
微生物学的証拠は,Fe (III) の減少が重要な早期代謝プロセスであることを支持しています.

結論:

Fe (III) の減少は,初期の地球の微生物の代謝において重要な役割を果たした可能性が高い.
現代の熱いバイオスフィアには,Fe (III) の減少に寄与する微生物が宿る可能性があります.
ハイパーサーモフィルは硫黄なしで栽培することができ,有毒な副産物を避けることで生化学的研究を促進します.

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