オーストラリア西海岸の岸辺に、過去への窓が存在する。それが、ガサーグドゥ（シャーク湾）のストロマトライトと微生物マットである。
素人の目には岩と泥の集まりにしか見えないかもしれないが、実際にはおびただしい微生物の生命が息づいている。これらのストロマトライトは、数十億年前に地球上で繁栄した古代生態系の「生きた遺物」である。
その中に足を踏み入れると、まるで時間を遡って歩いているような感覚を覚える。事実、初期地球の大気を満たした最初の酸素の泡は、古代のストロマトライトから生まれた可能性が高い。私たちの存在そのものが、これらの岩の塊に負うところがあると言っても過言ではない。
では、これらの生態系は私たちの過去についてほかにどんな秘密を教えてくれるのだろうか。数十年にわたる研究を通じて、初期の生命がこれらの「生きた岩」の中でどのように歩みを刻んできたかはわかっている。しかし最近、私たちのチームは史上最大の系譜探索——私たちの偉大な微生物的祖先であるアスガルド古細菌の探索——に乗り出した。
そして本日、学術誌『Current Biology』に掲載された新たな論文において、この探索が地球上における複雑な生命の進化を解明する重要な手がかりの発見につながったことを報告する。
複雑な生命を構成する細胞
アスガルド古細菌は、もともと北欧神話の神々にちなんで命名された。この興味深い微生物群は、植物や動物を構成する複雑な細胞——真核生物として知られる——の起源という、生命進化における最も重要な出来事の一つの境界上に位置している。
証拠によれば、アスガルド古細菌は真核生物の最も近縁な親戚である。そして初期地球において、古代のアスガルド古細菌と細菌との「結合」が最初の真核生物につながったとされている。
両者は古代のパートナーシップを形成した。資源を共有し、物理的に相互作用することで、最初の複雑な細胞が生まれた。まるでロミオとジュリエットのように、遠く離れた二つの家族が結びついたかのように、アスガルド古細菌と細菌は伝統的な「家族の価値観」から脱却することを選んだのである。
しかし、これがどのように起きた可能性があるかを示すモデルは、これまで目撃されたことがなかった。今回の発見まで、ずっと。
古代の過去を映す鏡
私たちのチームはシャーク湾のマットを「種」として使用し、これらの古代微生物の培養を確立した。世界でこれを達成したのはわずか4グループのみであり、大学院生たちが献身的なチームとして何年もかけてアスガルド古細菌を我が子のように育て上げた成果である。
しかし、アスガルド古細菌は単独ではなかった。硫酸塩を好む細菌とともに発見されたのである。これは、原始地球で複雑な生命がどのように始まったかのモデルとなり得るのではないか？
私たちはまず、アスガルド古細菌のDNAを解析し、これらの微生物が遺伝子レベルでどのように機能しているかを解読した。また、人工知能を用いて、真核生物が誕生する以前の世界においてタンパク質がどのように振る舞っていたかをモデル化した。証拠は、この二つの微生物が栄養素を共有していたことを示唆していた。つまり、協力関係にあったのだ。
しかし、私たちはさらに深く探求したいと考えた。私たちの偉大な微生物的祖先は実際にどのような姿をしているのか？ここで私たちが活用したのが、電子線クライオトモグラフィーという高解像度イメージング手法であり、ナノメートルスケールで細胞と構造体を観察することを可能にした。
そしてここで初めて、アスガルド古細菌と細菌が直接相互作用している様子が示された。微細なナノチューブが二つの生物をつないでおり、これはおそらく初期地球において彼らの遠い祖先が行ったことを反映しており、最終的に私たちが知る複雑な生命の爆発的多様化につながったのである。
西洋科学と先住民の知識を織り合わせる
これは重大な発見であった——そしてそれは、重要な環境的・文化的価値を持つ世界遺産の地、ガサーグドゥにおいて生まれた。
アボリジナルの人々がガサーグドゥに最初に定住したのは、3万年以上前のことである。私たちは、ガサーグドゥの伝統的な言語グループの一つであるマルガナの人々の言語を認め、称えたいと考えた。また、西洋科学と先住民の知識を意義ある形で結びつけることも目指した。
その目的のもと、世界最高峰のマルガナ語専門家であるKymberley Oakleyとアボリジナルの長老たちと緊密に協力しながら、私たちの新種のアスガルド古細菌にマルガナの人々の言語に由来する名称が与えられた。その名は Nerearchaeum marumarumayae である。種小名 marumarumayae はマルガナ語に由来し、「古代の故郷」を意味する——ストロマトライトが地球の歴史において古代に起源を持つことへの言及である。
この新種微生物の命名にアボリジナルの言語を織り込んだことは、オーストラリアの独自のアボリジナル文化と、ガサーグドゥのマットに「故郷」を持つこの古代微生物の発見との間にふさわしいつながりをもたらしている。
ガサーグドゥは地球規模の変化——激化する熱波、サイクロンの多発、人間活動——による脅威にさらされている。保全すべき価値の中には、重要なアボリジナルとのつながりや、進化の時間を遡る生命の軌跡も含まれている。
今回の研究によって、私たちは自らの過去を覗き込んだ。そしてシェイクスピアのモンタギュー家とキャピュレット家のように、遠く離れた微生物の家族が分断を乗り越えて結びつき、最終的に初期の真核生物を形成——そして私たちへと至る、生命の進化の樹上の一本の繊細な枝を生み出した——その様子が見えてくるのである。