翻訳者と翻訳者。
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com 微生物はどこにでもいます。
彼らは空気、海、土壌、そして私たちの体に住んでいます。
それらの多く。
しかし、手の消毒剤に手を伸ばす前に、イエローストーンのグランド プリズマティック スプリングにある美しい細菌マットを見てください。
彼らは沸騰に近い温度で幸せに成長する方法をどういうわけか見つけ出したので、本当に素晴らしいです。
地球上に生命が誕生して以来、おそらくこのような場所で微生物が惑星の化学サイクルのバランスを保ってきました。
今日、人類は温室効果ガスを大気中に放出することでそのバランスを変え、気候を変えています。
しかし、微生物は気候問題の解決に役立つかもしれません。
結局のところ、微生物は地球本来の最も適応力のある住民です。
さて、私は誰もが微生物にそれほど夢中になっているわけではないことを知っています。
私の生物学の学生は、微生物という言葉を聞くと通常は病原体を思い浮かべると言います。
そして、私たちは世界的なウイルスのパンデミックの真っ只中にいることを知っています。
しかし、微生物の多様性のうち実際に人間に病原性を示すものは 1% 未満であることに留意する必要があります。
実際、私たちが遭遇する微生物のほとんどは有益です。
現在、私たちの体内や体には何兆もの細菌、真菌、ウイルスが生息しており、その数は人間の体内の細胞よりも多いものです。
彼らは私たちが食べ物を消化するのを助け、病気から私たちを守り、そしておそらく私たちの配偶者を選ぶことさえもします。
微生物学者は、この小さな侵入者の集合体をヒトマイクロバイオームと呼んでいます。
私たちは現在、基本的にあらゆる環境にマイクロバイオームが存在することを知っています。
人体の健康維持に役立つのと同じように、水、土壌、空気中のマイクロバイオームは地球の健康にとって極めて重要です。
たとえば、海のシアノバクテリアは光合成を行い、地球の呼吸可能な酸素の大部分を供給します。
小さいのに、その緑色は衛星を使って宇宙からでも見ることができます。
見るのは難しいかもしれませんが、土壌中のマイクロバイオームは人間や海洋のマイクロバイオームと同じくらい重要です。
私は土壌を、作物や他の植物を維持するための栄養素を提供する地球の皮だと考えています。
生態学者および気候科学者として、私は土壌に生息する微生物を 20 年間研究してきました。
ヒトのマイクロバイオームで見てきたのと同じように、分子生物学の最先端の技術、特に DNA 配列決定は、土壌マイクロバイオームの遺伝子とライフサイクルが非常に多様であることを示しています。
科学者たちは、気候変動や食糧不安などの地球規模の問題を解決するために、これらの目に見えない生物の多様性をどのように活用できるかを考え始めています。
農作物を例に考えてみましょう。
気候変動により熱波や干ばつが頻繁に発生するため、作物にストレスがかかり、収量が減少し、食料安全保障が脅かされる可能性があります。
しかし、微生物が助けてくれます。
菌根と呼ばれる共生菌類が存在し、植物の根から土壌中に成長し、そこで水と栄養素を収集します。
そして、植物とその共生菌が取引を行います。
菌類は植物の根に水分と栄養分を送り込みます。
そして植物は光合成による糖を菌類に返します。
気候変動による植物へのストレスを軽減するために、農家はこれらの有益な菌類を土壌に接種することができます。
土地管理者もまた、生息地の回復中に在来植物が劣化した土壌に再定着するのを助けるために同じアプローチを使い始めています。
したがって、次回、非営利の寄付やボランティア活動を通じて環境保護活動を支援するときは、土壌微生物を処理する必要があることを思い出してください。
地球は他の重要なサービスも土壌マイクロバイオームに依存しています。
これらの葉っぱ、コケ、キノコなどの生き物が死んだらどうなるか考えたことがありますか?
私は存亡の危機について話しているのではありません。
微生物の分解について話しています。
これは、非常に勤勉な微生物によって行われる一種の生物学的リサイクルのようなものだと考えてください。
彼らは死体を受け取り、有用な栄養素に変えます。
それらは単なる時間の無駄ではありません。
それらはエネルギー源なのです。
彼らは死体を受け取り、有用な栄養素に変えます。
この不可欠なサービスがなければ、死んだものが積み重なり、次世代の生命体から成長に必要な原材料が奪われるため、地球上の生命は停止してしまうでしょう。
何百人もの研究者が米国から資金提供を受けている。
S.
エネルギー省は、木材、草、その他の植物材料から持続可能なバイオ燃料を生産するために微生物の分解を利用する方法を見つけ出そうとさえしている。
植物や微生物に由来する燃料は、石炭や石油などの化石炭素源に依存しないため、気候変動対策の一部となっています。
同時に、私のような生態学者は、気候変動が環境中の微生物のリサイクルにどのような影響を与えるかについて非常に懸念しています。
気候が温暖化すると、このプロセスが加速され、より多くの温室効果ガスが大気中に放出される可能性があります。
気候が乾燥すると微生物の活動が鈍くなり、植物は必須栄養素が不足する可能性があります。
幸いなことに、希望が持てる理由があります。
微生物は非常に急速に進化するため、非常に適応力があります。
たとえば、ブドウ球菌のような病原性細菌が抗生物質耐性を獲得するという話を聞いたことがあるかもしれません。
もちろん、それは私たちにとって悪いことです。
しかし、同じ進化のプロセスは、微生物が気候変動に適応するのにも役立つ可能性があります。
どっちがいい！結局のところ、微生物はイエローストーンの温泉のような極限状態を生き抜くために、はるか昔に進化しました。
私たちの人間の細胞と同じように、各微生物細胞には遺伝子が含まれており、私たちのゲノムと同様に、微生物のゲノムには成長と生存のための指示を含む遺伝子または DNA 配列が含まれています。
私と同僚は、細菌や菌類が干ばつでも生き延び、植物の死骸を分解できるようにする遺伝子を特定しました。
私たちは現在、これらの遺伝子がどれくらいの速さで進化するのか、またどのような種類の遺伝子変化が細菌や真菌の干ばつに対する耐性を高めるのかを調べる実験を行っています。
私たちのこれまでの研究の一部は、微生物が気候変動に対処する可能性を秘めていることを示しています。マイクロバイオームとそれらが提供するサービスは、進化するだけでなく、主要な微生物種を中心に移動することによっても対処できる可能性があります。
マイクロバイオームは非常に多様であるため、気候変動によって一部の種が絶滅したとしても、他の種が生き残り、代わりを務め、自然のリサイクルが継続できる可能性があります。
このアイデアをテストするために、同僚と私は、南カリフォルニアのさまざまな生息地からのマイクロバイオームを収容する特別なケージを設計しました。
そのアイデアは、マイクロバイオームを使用して、南カリフォルニアのさまざまな生息地で微生物が生き残る能力をテストすることです。
私たちは森林に覆われた山頂から暑い砂漠に至るまで、さまざまな場所からマイクロバイオームをサンプリングしました。
各ケージには、これらの場所のいずれかで採取されたマイクロバイオームと、微生物が食料源として使用する滅菌された枯れ草が含まれていました。
その後、ケージを別の生息地に戻し、マイクロバイオームが気候のかなり劇的な変化を経験できるようにしました。
そして、彼らは枯れた草の材料中の栄養素を消費してリサイクルする能力を失うでしょう。
しかし、結果を見て本当にショックを受けました。
この大きな気候の違いによって、マイクロバイオームはほとんど段階的に変化しませんでした。
優占種にはいくつかの変化があったが、高温で乾燥した気候では、山頂の微生物も砂漠の微生物叢と同様に枯れ草を分解した。
この結果は、マイクロバイオームが本当に劇的な気候変動に対処するために進化し、変化する能力を持っていることを示しています。
土壌マイクロバイオームが気候変動解決策の一部となり得るもう 1 つの方法は、健康な土壌を構築することです。
多くの土壌バクテリアや菌類は粘着性の化学物質をにじみ出させて土壌表面にくっつきます。
接着剤と微生物は、土壌粒子を保持するバイオフィルムを形成します。
これにより、土壌が浸食に抵抗し、植物が利用できる水をより多く保持できるようになります。
バイオフィルム内の微生物も土壌炭素隔離に大きな役割を果たしています。
糖類など、植物からの炭素の多くの形態は、微生物を含む多くの生物の餌となるため、土壌中に長く残りません。
しかし、微小体とバイオフィルムは複雑な化学物質で構成されています。
たとえば、多くの微生物は細胞壁を構築して保護するため、壁の材質は生化学的攻撃に対して耐性がなければなりません。
微生物が死ぬと、その死骸、特に細胞壁は非常に長い間、場合によっては数千年も残ることがあります。
このように、土壌は炭素を保管する金庫のような役割を果たします。
バンク内の炭素が増えると、土壌がより健全になり、大気中の温室効果ガスの蓄積が少なくなります。
微生物は連邦準備制度のようなものです。
彼らはこれらの植物糖の形で現金を路上から盗み出し、それを化学保管庫に閉じ込めて長期保管することができます。
気候変動の兆候が日に日に明らかになる中、私たちは確実に適応する方法を見つけ出す必要があります。
新興微生物病などのいくつかの恐ろしい結果については、間違いなく計画する必要があります。
しかし、マイクロバイオームの多様性をすべて活用する方法を見つければ、微生物は気候問題の解決策の一部となる可能性があります。
しかし、正直に言うと、複雑なマイクロバイオームを理解することは依然として大きな科学的課題です。
その複雑さは祝福でもあり、呪いでもあります。
私たちは、地球上の生命の起源以来進化してきた、奇妙で素晴らしい微生物のライフスタイルのすべてを理解し始めたばかりです。
Microbes Reimagined と呼ばれるこのデジタル アート作品は、その神秘的な感覚をうまく表現しています。
しかし、私たちが確かに知っていることの 1 つは、微生物は単なる病原体ではないということです。
私たちの生活は文字通り彼らに依存しています。
それで、次に外で息をするときは、酸素を吐き出すシアノバクテリアが海に浮かんでいるのを想像してみてください。
そして、その時が来て、最後に息を引き取るとき、土壌微生物があなたの体を有用な栄養素に変えてくれるということを知って安心してください。
私たちがマイクロバイオームの恩恵を享受している一方で、気候変動は依然として私たちの幸福に対する潜在的な存続の脅威となっています。
しかし、少なくとも現時点では、危険な気候変動は避けられないわけではありません。
適切な最先端の研究があれば、多様なマイクロバイオームが気候問題の解決策の大きな部分を占める可能性があります。
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