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動物・植物

シベリアの永久凍土で「4万6000年」眠っていたとみられる虫が動き出した

シベリアの永久凍土で「4万6000年」眠っていたとみられる虫が動き出した

読む前に予想してみよう!

動物は何万年も凍ったままでは、生きて戻ることはできない

研究カード(どんな研究?)
対象
シベリアの永久凍土から見つかった線虫(1匹のメスから増やした1系統)
規模
300以上の凍土の試料のうち2つから生きた線虫
研究の種類
放射性炭素による年代測定・遺伝子の解析・実験室での乾燥と凍結の実験
確かさ
★★★☆☆
3秒でわかる

シベリアの永久凍土の奥、昔のジリス(リスの仲間)の巣穴の土をとかすと、小さな線虫が動き出した。巣穴に残っていた植物の年代は約4万6000年前。新種と分かり、研究室で100世代以上増えている。

ひとことで言うと約4万6000年前の植物が残る凍った土から、生きた虫が出てきた!

もくじ
  1. 線虫は、地下40mに埋まったリスの仲間の巣穴にいた
  2. 4万6000年という年代は、虫ではなく同じ巣穴の草で測った
  3. 1匹のメスから、研究室で100世代以上増えた新種
  4. 死んで生き返ったのではなく、眠りから覚めた
  5. 今の時代の虫が、後から混ざったのではないか
  6. 凍土から生きて見つかった動物は、この虫だけではない
  7. まとめ

動物は、食べて息をしながら生きています。何万年も凍ったままの動物が、また動き出すことはあるのでしょうか。ふつうに考えれば、無理そうです。

シベリアの永久凍土(何万年も凍ったままの地面)の土をとかすと、小さな線虫が動き出しました。線虫は、土や水の中にすむ、糸のように細い小さな虫です。同じ場所に埋まっていた植物の年代は、約4万6000年前。2023年に、ロシアやドイツなどのチームが学術誌『PLOS Genetics』で発表しました。チームはこの線虫を新種として名づけています。

線虫が眠ったまま生き延びた記録は、これまで、凍ったコケの中で25.5年、乾いた植物標本の中で39年でした。約4万6000年がそのまま眠っていた長さだとすると、その千倍を超えます。

01線虫は、地下40mに埋まったリスの仲間の巣穴にいた

土を取ったのは、シベリア北東部を流れるコリマ川の岸の崖です。この崖は、氷を多く含む凍った土が何十mも重なってできています。2002年8月、ロシアの研究者がこの崖の壁から、凍った土のかたまりを切り出しました。

場所は地表から約40m下、川の水面から約11m上です。そこに、大昔のジリス(地面に巣を掘るリスの仲間)の巣穴の跡が埋まっていました。入り口のトンネルの先に、直径が最大25cmほどの部屋があります。中には枯れ草や種が残っていました。論文によると、この地層は一度もとけたことがありません。

研究チームは、年代や成り立ちのちがう300以上の凍土の試料を調べてきました。生きた線虫が見つかったのは、そのうち2つだけです。

024万6000年という年代は、虫ではなく同じ巣穴の草で測った

4万6000年という数字は、虫の体を測った値ではありません。

使ったのは、放射性炭素年代測定です。生き物が死ぬと、体に含まれる炭素14という炭素が、決まった速さで減っていきます。残りの量から、死んでから何年たったかが分かります。チームは巣穴の植物を測り、暦の年に直して4万5839〜4万7769年前と出しました。

植物の年代を虫の年代とみるには、前提があります。論文は、これまでの研究をもとに、巣穴にいた生き物は地層と同じ時に凍ったとみなしています。だから、一緒に凍った植物などの年代と同じになる、という考え方です。

2018年に同じグループが出した最初の報告では、年代は地層の年代をもとに3万〜4万年とされていました。2023年の論文では、巣穴の植物を直接測り直しました。

031匹のメスから、研究室で100世代以上増えた新種

とかした土から出てきた線虫は、研究室で増やされてきました。いま研究室で育てている虫は、すべて1匹のメスの子孫です。この線虫にはオスがいません。メスだけで卵を産み、子が育ちます。

パナグロライムス属の線虫は、種がちがっても形がよく似ています。顕微鏡で見ても、種の見分けがほとんどつきません。そこでチームは遺伝子を読み、たくさんの遺伝子をくらべて種どうしの家系図を作りました。すると、この線虫は、遺伝子が調べられているほかのパナグロライムス属のどれとも、別の枝に分かれました。名前の kolymaensis は、見つかったコリマ川にちなみます。

04死んで生き返ったのではなく、眠りから覚めた

「生き返った」といっても、死んだ虫がよみがえったわけではありません。この線虫は、体の働き(代謝)を測れないほど低くして眠る「クリプトビオシス」という状態に入れます。凍っている間、虫はこの状態で耐えていたと考えられています。

チームは、眠る前の準備の効果も実験で確かめました。まず湿度98%の空気の中でゆっくり乾かし、そのあと、カラカラに乾かすか、マイナス80℃で凍らせます。すると、準備なしの場合より、ずっと多くの虫が生き残りました。準備の間に、トレハロースという糖が最大で20倍に増えていました。このとき、体の脂肪は減っていました。論文は、脂肪を材料にトレハロースを作っているとみています。

トレハロースは、干からびても生き返るネムリユスリカの幼虫も使う糖です。実験でよく使われる線虫 C. elegans(シー・エレガンス)には、えさが足りない時などになる特別な幼虫の時期があります。この幼虫も、乾く前に同じように糖をためます。

研究室で増やされている線虫のイメージ(論文の写真ではありません)
研究室で増やされている線虫のイメージ(論文の写真ではありません)

チームは C. elegans のこの幼虫でも試しました。幼虫を乾かして室温に置くと、約10日でほとんどが死にました。乾かさずにマイナス80℃で凍らせると、すぐに死にました。ところが、乾かしてからマイナス80℃に移すと、480日たっても生き残る割合は下がりませんでした。とかした後は、ふつうと同じくらい子を産みました。

05今の時代の虫が、後から混ざったのではないか

ただ、今の時代の線虫が、どこかで混ざった可能性もあります。たとえば土を取る時や、とかして育てる途中です。

論文は、土を取った場所と手順について、次のように説明しています。

  • 土は、一度もとけたことのない地層の壁から切り出した
  • 凍土をよごさずに取る方法と、中の生き物の年代の考え方は、これまでの研究をまとめた論文(レビュー論文)でくわしく議論されている
  • 取り方ととかし方の手順は、論文の補足資料に書いてある

ただし、まだ確かめられていない点もあります。

  • 虫そのものの年代は測っていない。巣穴の植物と同じ時に凍った、という考え方が前提になっている
  • 4万6000年ずっと眠っていたところを、直接見た人はいない
  • 確かめ直しはまだ:ほかのチームが同じ試料で確かめ直した報告は、今回調べた範囲では見つからなかった

06凍土から生きて見つかった動物は、この虫だけではない

2021年には、約2万4000年前の永久凍土から、ワムシ(水の中にすむ小さな動物)が生きたまま見つかっています。報告したチームには、今回の論文の著者も1人加わっていました。このワムシもメスだけで増え、研究室で増え続けました。

1936年にも、凍土から生きたミジンコの仲間が見つかったという報告がありました。論文の序文によると、見つけたのはカプテレフという人です。強制収容所の囚人として、研究施設で働いていました。この報告は、その後何十年も見過ごされていました。

宇宙でも生き延びるクマムシも、乾いて眠ると強くなる生き物です(クマムシの意外な弱点)。

07まとめ

約4万6000年前の植物が残る巣穴の土をとかすと、線虫が動き出しました。年代は、同じ巣穴に残っていた植物で測った値です。虫も同じ時に凍った、という前提に立っています。この前提が正しければ、線虫のこれまでの記録39年とは、けたがちがいます。

メスだけで増えるこの線虫なら、1匹目覚めるだけで、また数を増やせます。眠っていられる長さに上限があるのかどうかは、まだ分かっていません。著者たちも、これからの問いとして挙げています。

この研究を英語で読もう原田英語の English CornerIn 2002, a Russian scientist cut a block of frozen soil from a river cliff in northeastern Siberia. 音声 4択クイズ9問A2・B1・B2タップして開く

原田英語の English Corner

この研究を英語で読もう

In 2002, a Russian scientist cut a block of frozen soil from a river cliff in northeastern Siberia. It came from an ancient ground squirrel burrow about 40 meters below the surface. Later, researchers let the soil thaw, and a few tiny worms called nematodes started to move.

The team measured the age of plant material from the same burrow. It was about 46,000 years old, but the worms themselves were not dated. Genetic tests showed that they belong to a new species, which the scientists named after the Kolyma River. No males have been found in this species. The females produce young on their own, and the lab population has now passed 100 generations.

115 words ・ CEFR B1

和訳を見る

2002年、ロシアの科学者が、シベリア北東部の川の崖から凍った土のかたまりを切り出した。それは地表から約40m下にあった、大昔のジリスの巣穴のものだった。その後、研究者たちが土をとかすと、線虫と呼ばれる小さな虫が数匹動き出した。

チームは同じ巣穴の植物の年代を測った。それは約4万6000年前のものだったが、虫そのものの年代は測っていない。遺伝子を調べると、虫は新しい種だと分かり、科学者たちはコリマ川にちなんで名づけた。この種では、オスは見つかっていない。メスが自分だけで子を残し、研究室の集団は今では100世代を超えている。

4択リーディングクイズ

Q1. What is the passage mainly about?

Q2. What did the team use to find the age?

Q3. What can we guess about this species from the passage?

重要単語

  • permafrostC1
    名詞永久凍土Much of northern Siberia sits on permafrost. permanent(永久の)+ frost(霜・凍結)。気候変動の話題で入試にも出る
  • thawB2
    動詞・名詞(凍ったものが)とける、とかす/雪どけLeave the meat out to thaw before cooking. 発音は「ソー」。反対の意味の語は freeze(凍る)
  • burrowB2
    名詞・動詞(動物が掘った)巣穴/穴を掘るA rabbit ran into its burrow. borrow(借りる)とつづりが似ているので注意。u が入るのが巣穴
  • speciesB1
    名詞(生物の)種Scientists find new species every year. 単数も複数も species。a species / two species
  • generationB1
    名詞世代The worms have been raised in the lab for over 100 generations. generate(生み出す)の名詞形。for generations で「何世代にもわたって」
  • dormantC1
    形容詞休眠中の、活動を止めているThe seeds stay dormant until spring. a dormant volcano(休火山)の形でもよく出る
  • surviveB1
    動詞生き延びる、~を切り抜けて生き残るFew plants can survive in the desert. 名詞は survival。survive the winter のように他動詞でも使う

4コマでわかる

シベリアの永久凍土で「4万6000年」眠っていたとみられる虫が動き出したの4コマ漫画
シベリアの地下約40mに、昔のジリス(リスの仲間)の巣穴が埋まっていた。その凍った土をとかすと、小さな線虫が動き出した。同じ巣穴の植物の年代は約4万6000年前。新種と分かり、メスだけで研究室で100世代以上増えている。線虫のこれまでの記録は39年だった。

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出典・参考文献(4件)タップで表示
  1. Shatilovich et al. (2023) A novel nematode species from the Siberian permafrost shares adaptive mechanisms for cryptobiotic survival with C. elegans dauer larva, PLOS Geneticsdoi.org
  2. Shatilovich et al. (2018) Viable Nematodes from Late Pleistocene Permafrost of the Kolyma River Lowland, Doklady Biological Sciencesdoi.org
  3. Shmakova et al. (2021) A living bdelloid rotifer from 24,000-year-old Arctic permafrost, Current Biologydoi.org
  4. Abramov, Vishnivetskaya & Rivkina (2021) Are permafrost microorganisms as old as permafrost?, FEMS Microbiology Ecologydoi.org