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2025-06-19 09:00:00
地球が凍りついたとき、ライフはどこで避難しましたか？ MITの科学者は、1つの避難所が惑星の氷のような表面に点在する溶けた氷のプールだったかもしれないと言います。
で 今日登場する研究 で 自然コミュニケーション、 研究者たちは、惑星の多くが氷で覆われた「雪だるま地球」として知られる期間中、6億3500万から7億2,000万年前に、私たちの古代の携帯電話の祖先の一部がメルトウォーターの池で物事を待つことができたと報告しています。
科学者たちは、真核生物（最終的に私たちが見た多様な多細胞生命に進化した複雑な細胞生物が、浅い水のプールに住むことで世界的な凍結を生き延びた可能性があることを発見しました。これらの小さくて水っぽいオアシスは、赤道領域に存在する比較的浅い氷床の上に持続している可能性があります。そこで、氷の表面は下から暗い色のほこりや破片を蓄積する可能性があり、それがプールに溶け込む能力を高めました。摂氏約0度の温度では、結果として生じるメルトウォーターの池は、初期の複雑な生活の特定の形態の居住可能な環境として役立つ可能性がありました。
チームは、現代のメルトウォーター池の分析に基づいて結論を導き出しました。今日、南極では、溶けた氷の小さなプールが氷床の縁に沿って見つけることができます。これらの極地の氷床に沿った条件は、雪だるまの地球の間に赤道の近くの氷床に沿って存在する可能性が高いものに似ています。
研究者たちは、ロバート・ファルコン・スコットの1903年の遠征のメンバーが「ダーティアイス」として最初に説明した地域のマクマード・アイス・シェルフにあるさまざまなメルトウォーター池のサンプルを分析しました。 MITの研究者は、すべての池で真核生物の明確な署名を発見しました。真核生物のコミュニティは池ごとに異なり、環境全体で驚くべき多様性の生命の多様性を明らかにしました。チームはまた、塩分が池がホストできる生活の中で重要な役割を果たしていることを発見しました。より汽水または塩味のある池には、より類似した真核生物のコミュニティがあり、これは新鮮な海の池の池とは異なりました。
「メルトウォーターの池は、これらの惑星全体の氷河作用イベント中に初期の真核生物が避難できる場所の有効な候補であることを示しました」と、MITの地球、大気、惑星科学（EAP）の大学院生であるファティマ・フサインは言います。 「これは、これらの種類の設定で多様性が存在し、可能であることを示しています。それは本当に人生の回復力の物語です。」
この研究のMIT共著者には、シュルンベルガー地球学のロジャー・サモンズの教授と元ポスドク・トーマス・エヴァンス、カーディフ大学のジャスミン・ミラー、ロンドンの自然史博物館のアン・ジョンブルット、ニュージーランドのワイカト大学のイアン・ホーズが含まれます。
ポーラープランジ
「雪だるまの地球」は、地球史の期間の口語的な用語であり、その間に惑星が浸りました。多くの場合、地質学者が635年から7億2,000年前の時間と呼んでいる、クレオゲン時代に行われた2つの連続した数百万年の氷河作用イベントへの言及として使用されます。地球が硬化した雪玉のようなものであろうと、柔らかい「スラッシュボール」であろうと、まだ議論の余地があります。しかし、科学者は一つのことを確信しています。惑星のほとんどは、摂氏50度の平均地球温度で、深い凍結に突入しました。問題は、人生はどのように、どこで生き残ったのかということです。
「私たちは、地球上の複雑な生命の基礎を理解することに興味があります。化石記録のクレイジアンの前後に真核生物の証拠を見ていますが、彼らがどこに住んでいたのかという直接的な証拠はほとんどありません」とフサインは言います。 「この謎の大部分は、人生が生き残ったことを知っていることです。私たちはただどのように、どこで理解しようとしています。」
外洋の特定のパッチ（そのような環境が存在する場合）、深海の熱水孔の周り、および氷床の下など、雪だるまの地球の間に生物が避難できる場所については、多くのアイデアがあります。メルトウォーターの池を考慮する際に、フサインと彼女の同僚は、表面の氷の溶融水が当時初期の真核生物の生活を支えることができるかもしれないという仮説を追求しました。
「クライジェニリア人の間に人生が生き残り、保護された可能性のある場所には多くの仮説がありますが、それらすべてに優れたアナログはありません」とフサインは指摘します。 「氷上のメルトウォーターの池は今日地球上で発生し、アクセス可能であり、これらの環境に住んでいる真核生物に本当に集中する機会を与えてくれます。」
小さな池、大きな生活
彼らの新しい研究のために、研究者は南極のメルトウォーター池から採取したサンプルを分析しました。 2018年、ニュージーランドの召喚状と同僚は、東南極のマクマードアイスシェルフの地域に移動しました。そこで、水は、暗い色の堆積物と海洋生物を閉じ込めて、海底までずっと凍ります。表面からの風駆動型の氷の損失は、この閉じ込められた破片を時間の経過とともに表面にもたらす一種のコンベアベルトを作り出し、太陽の暖かさを吸収し、氷を溶かし、周囲の破片のない氷は入ってくる日光を反映し、浅い溶融水池の形成をもたらします。
各池の底には、粘着性の細胞群集の層を形成するために長年にわたって蓄積してきた微生物のマットが並んでいます。
「これらのマットは数センチの厚さでカラフルで、非常に明確に重ねることができます」とフサインは言います。
これらの微生物マットは、細胞核または他のオルガネラを欠く、シアノバクテリア、原核生物の単一細胞光合成生物で構成されています。これらの古代の微生物は、メルトウォーターの池を含む地球上の最も厳しい環境の中で生き残ることが知られていますが、研究者は真核生物である細胞核や他の膜結合オルガネラを進化させた複雑な生物が同様に挑戦的な状況になる可能性があるかどうかを知りたかったのです。この質問に答えるには、微生物マットの間に存在する顕微鏡的真核生物の定義特性は微妙すぎて目を区別するには微妙であるため、この質問に答えるには顕微鏡以上のものが必要です。
真核生物を特徴付けるために、チームは、ステロールと呼ばれる特定の脂質のマットを分析し、リボソームリボ核酸（rRNA）と呼ばれる遺伝的成分を分析しました。どちらも、特異性のさまざまな生物を特定するために使用できます。これらの2つの独立した分析セットは、特定の真核群に相補的な指紋を提供しました。チームの脂質研究の一環として、彼らは微生物マットの中で特定のタイプの藻類、原生生物、および顕微鏡動物と密接に関連する多くのステロールとrRNA遺伝子を発見しました。研究者は、池から池への脂質とrRNA遺伝子の種類と相対的な存在量を評価することができ、池が真核生物の驚くべき多様性をホストしていることがわかりました。
「2つの池は似ていませんでした」とフサインは言います。 「キャラクターのキャストは繰り返されますが、それらはさまざまな豊富さで存在します。そして、私たちは研究されたすべての池のすべての主要なグループから真核生物の多様な集合体を発見しました。これらの真核生物は雪だるまを生き延びた真核生物の子孫です。後で私たちを含む複雑な生活の拡散。」
この研究は、一部には、NASAのexobiologyプログラム、Simons Collaboration on the Rigins of Life、およびMiT-New ZealandからのMisti Grantによって支援されました。
#地球が氷で覆われたとき幼少期はメルトウォーターの池に避難したかもしれません #MITニュース