シアノバクテリアのパラドックス: 生命にとって必須であり生命への脅威 |科学

30 億年以上前、シアノバクテリアと呼ばれる原始的な微生物が地球に生息し始めました。彼らの光合成能力のおかげで、私たちが呼吸する酸素で大気を満たしてくれたので、彼らなしでは私たちはここにいないでしょう。今日でもそれらは重要な役割を果たしています。そのうちの1人、 プロクロロコッカス1986年まで知られていなかったが、 地球上で最も豊かな生き物 そして大気中の酸素の大部分を供給します。しかしシアノバクテリアには 大きなパラドックス：それらは生命に対する深刻な脅威でもあり、その脅威はますます高まっています。

シアノバクテリアの最新の危険性の発見は、米国の国鳥であるハクトウワシの数十匹の死骸がアーカンソー州のデグレイ湖で発見された1994年に始まりました。これにオオバンやアヒルなどの水鳥の死亡も加わった。 。死ぬ前に、鳥は気が狂い、岩に向かって飛び、アヒルは円を描いたり、逆さになって泳いだりしたことが観察されました。遺体の検査により、空胞性脊髄症と呼ばれる神経系の病気が判明した。 原因は謎だった。

鳥の死が続く中、2001 年に、アオバクテリアと呼ばれる外来性水生植物の葉に生える淡水シアノバクテリアとの関連性が指摘され始めました。 Hydrilla verticillataアジア、アフリカ、オーストラリアが原産で、1950年代に米国に導入されました。ついに、 2014年にこのシアノバクテリアが特定されました と呼ばれたのは アエクトノス・ヒドリリコラ。最初の事件から25年後の2021年になって初めて、 アエトクトノトキシンが発見されたとき (AETX)、自然源または人為源から水中に放出される臭化物の存在下でシアノバクテリアによって生成されます。

毒物と麻薬

謎は解けました。水鳥は感染した植物を食い荒らし、猛禽類はそれらを狩って食べることで毒素に感染しました。 AETX は魚類、爬虫類、両生類にも影響を与えます。しかし、それは私たちにとって危険なのでしょうか？ 「私たちは哺乳類を対象とした研究に取り組んでいますが、まだもう少し時間が必要です」とベルリン自由大学の薬理学者で、この毒素の共同発見者であるティモ・ニーダーマイヤーは言う。ニーダーマイヤーと彼の協力者が発表したことは、AETX が唯一の毒ではないということです。 A.ヒドリリコラ: 2番目の強力な毒素を生成しますアエトクトノスタチン (AEST)。海洋シアノバクテリアでのみ知られていたドラスタチンと呼ばれる化合物のファミリーに属します。

奇妙なことに、これは逆説的な分子です。「面白いことに、AEST の誘導体は特定のがんの治療にすでに臨床で使用されていますが、魔法はこれらの誘導体の配合にあります」と Niedermeyer は説明します。 「AESTが摂取時に有毒であるかどうかは不明であり、AESTとAETXの潜在的な相乗効果についても何もわかっていません。」この結果を待っている間、 科学者は警告する 飲料水供給に含まれる水生植物とそれが運ぶシアノバクテリアの増殖は「人間の健康にも潜在的な脅威」であると述べています。ニーダーマイヤー氏によれば、「A.ヒドリリコラ 「すでに米国の多くの飲料水貯留地に定着しつつある。」

今のところ、この問題はヨーロッパには及んでいない。両方の毒素の共同発見者であるチェコ科学アカデミー水力生物学研究所の微生物生態学者ヤン・マレシュ氏は、現在のデータによると、「これは厳密にアメリカに分布するシアノバクテリアであり、完全にアメリカに分布する可能性は低い」と指摘している。鳥類としては自然にヨーロッパに移されるが、 リスクがあります それは人間のためのものだということ。」この植物が米国に持ち込まれたのは、フロリダの水族館用にスリランカから植物が輸送されたという人間の行為によるものでした。そこからペストは西はカリフォルニアまで、北はカナダ南部まで広がりました。

病気との関連性の可能性

もしシアノバクテリアが飲料水に定着した場合、その危険性は飲み物というよりは食べ物にあるでしょう。「AETXの水への溶解度は非常に低いので、この水を飲むのは安全だと思います。」と彼は言いました。コメント。ニーダーマイヤー。このリスクは、植物とその細菌を食べて毒素を蓄積した動物の肉に隠れている可能性があります。 「やはり、ハクトウワシのように、食物連鎖での伝染です。」

このシアノバクテリアの毒性も例外ではありません。主に神経系、肝臓、皮膚に影響を与える膨大な種類のシアノトキシンがカタログ化されています。最も研究されているのは、約 60 の変異体を持つミクロシスチン、または最も強力な天然神経毒の 1 つであるサキシトキシンです。そして、これらすべては新しいことではありませんが、最初の死亡率は シアノバクテリアによる巨大な動物相 に掲載されました 自然 1878年に発表されましたが、まだ原因不明の病気に関与している可能性があります。シアノトキシンBMAAと、アルツハイマー病、パーキンソン病、筋萎縮性側索硬化症（ALS）などの神経変性疾患との関連性が研究されています。

これらの微生物は、淡水や海水、赤道から極地まで、土壌や動物の皮膚など、どこにでも存在します。問題は、それらが制御不能に増殖した場合に発生します。特に肥料の流出により、水中に過剰な栄養素が存在する場合（いわゆる富栄養化）、緑色のスライムの潮流が形成され、生態系に損害を与えるだけでなく、生態系に被害を与えることもあります。世界保健機関によると、これらは公衆衛生に対する新たな脅威となっています。そして、これは気候変動という悪化要因によってますます一般的になっています。「極端な気温と太陽光は、シアノバクテリアのバイオマスの大量の蓄積を促進します」とマレシュ氏は詳しく述べています。私たちの時代の大きな環境破壊にさらに加わる結果がもう 1 つあります。