■地球のCO2貯蔵庫は温暖化で崩壊寸前

＜温室効果ガスを吸収して保持する、植物と土壌の「貯蔵機能」がもうすぐ限界に＞

気候変動に起因する潜在的脅威は山ほどあるが、今回さらに新しい問題が見つかった。気候変動が気温上昇に対する自然の抵抗力を低下させる可能性だ。

植物や土壌には二酸化炭素（CO2）を吸収・保持することで、温室効果ガスによる気温上昇を防ぐ「炭素貯蔵庫（カーボンシンク）」の機能がある。

メカニズムは単純明快だ。植物はCO2を吸収し、光合成によって炭素を成長と回復のためのエネルギーに変換する。土壌も腐食した植物、動物の死骸や老廃物などの有機物からCO2を取り込み、大気中の2～3倍の炭素を保持する。両者が吸収するCO2は、人類が排出する量の25％に達すると推定される。

18年、人類は過去最大のCO2を大気中に排出したが、植物と土壌の炭素吸収能力は限界に近づいた可能性がある。気候変動が引き起こす干ばつや洪水などの異常気象が土壌の水分量を変動させたり、植生を壊す原因になるからだ。

今年1月に英科学誌ネイチャーに掲載された論文で、研究チームは土壌の変化が炭素吸収に及ぼす影響を調べた。その結果、土壌は当面はより多くの炭素を何とか吸収しようとするが、2060年までに吸収量はピークに達し、その後は大幅に低下することが分かった。

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ニューズウィーク日本版
https://www.newsweekjapan.jp/stories/world/2019/03/co2-6.php?t=1

1970年に開発された除草成分「グリホサート」は半世紀近くにわたって世界中で使われていますが、近年グリホサートに対して耐性を持つ雑草が増えていることが問題になっています。そのため、世界中の科学者がグリホサートに代わる除草成分を追い求めています。そんな中、エバーハルト・カール大学テュービンゲンの研究者が、シアノバクテリア(藍藻)から合成される希少糖に除草作用があることを発見しました。

Cyanobacterial antimetabolite 7-deoxy-sedoheptulose blocks the shikimate pathway to inhibit the growth of prototrophic organisms | Nature Communications
https://www.nature.com/articles/s41467-019-08476-8

Unusual sugar from cyanobacteria acts as natural herbicide
https://phys.org/news/2019-02-unusual-sugar-cyanobacteria-natural-herbicide.html

好気性の原核生物であるシアノバクテリアは、光エネルギーを化学エネルギーに変換することで空気中の二酸化炭素や水から酸素と糖類を生成する「光合成」を行うことで知られていて、植物が持つ葉緑体はシアノバクテリアが細胞内に共生した結果であるという考えが定説になっています。また、シアノバクテリアはおよそ27億年前～35億年前に酸素を作り出すことで現在に近い大気組成を作り出したともいわれています。
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エバーハルト・カール大学テュービンゲンの研究チームは淡水に生息するシアノバクテリア(Synechococcus elongatus)の培養物から、希少なデオキシ糖である7-デオキシセドヘプツロース(7dSh)という単糖を単離し、その分子構造を特定しました。
https://i.gzn.jp/img/2019/02/05/unusual-sugar-7dsh/a02.jpg

通常、糖類は成長のためのエネルギーとして利用されますが、7dShは代謝拮抗(きっこう)剤としての作用があり、芳香族アミノ酸を生合成するシキミ酸経路内で使われる酵素の3-デヒドロキナ酸シンターゼ(DHQS)の働きを阻害することが判明しました。

https://i.gzn.jp/img/2019/02/05/unusual-sugar-7dsh/a03.jpg 

https://i.gzn.jp/img/2019/02/05/unusual-sugar-7dsh/a04_m.jpg 

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GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20190205-unusual-sugar-7dsh/

月の裏側で探査を行っている中国の月面探査機「嫦娥４号」で植物の生育実験が行われ、中国メディアは、月で初めて綿花の種を発芽させるのに成功した、と伝えました。

中国の無人の月面探査機「嫦娥４号」は今月３日世界で初めて月の裏側に着陸し、搭載していた探査車の「玉兎２号」を月面に降ろして地質の構造や資源の有無などを調査しています。

また探査機の中では地球から持ち込んだ植物の種の生育実験が行われ、国営の中国中央テレビは15日、月で初めて綿花の種を発芽させるのに成功したと伝えました。

月は昼と夜の寒暖の差が激しく植物が育つのが難しいため・・・

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■動画
[中国新闻] 嫦娥四号着陆器与巡视器成功互拍 | CCTV中文国际 https://youtu.be/JKE9goXOMAU



NHKニュース
https://www3.nhk.or.jp/news/html/20190115/k10011778451000.html

電力は現代社会に欠かせないものであり、地球温暖化を懸念する動きから再生可能エネルギーを利用した発電方法の開発が世界中で試みられています。そんな中、アメリカの研究者が「3Dプリンターを使ってマッシュルームとバクテリアを組み合わせることで、『発電するキノコ』を作り出すことに成功した」と報じられています。

Bacterial Nanobionics via 3D Printing - Nano Letters (ACS Publications)
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.8b02642

Mushrooms plus bacteria equals a new source of electrical | Cosmos
https://cosmosmagazine.com/biology/mushrooms-plus-bacteria-equals-a-new-source-of-electrical-energy

‘Bionic mushrooms’ that generate electricity created by scientists | The Independent
https://www.independent.co.uk/news/science/bionic-mushroom-electricity-light-bacteria-graphene-science-research-technology-a8622006.html

スティーブンス工科大学のManu Mannoor教授が率いる研究チームは、マッシュルームと光合成を行ってエネルギーを作り出す細菌であるシアノバクテリアを組み合わせることで、発電する機構が作れるのではないかと考えました。

そこで研究チームは3Dプリンターを用いて、生きているマッシュルームのかさの部分にさまざまな加工を施したとのこと。まずはグラフェンに電気的特製を付与したグラフェンナノリボンを含んだインクで、木の枝のように分岐したパターンを3Dプリンターを使ってマッシュルームのかさに描きました。続いてシアノバクテリアを含むバイオインクを用いて、複数の点でグラフェンナノリボンのインクと交差するようならせん状のパターンをかさに描いたそうです。

その後マッシュルームに光を照らすとシアノバクテリアが光合成を始め、光化学的反応によって発生した「光電流」が細菌の表面から流れ、グラフェンナノリボンの導電ネットワークを介して移動しました。

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https://i.gzn.jp/img/2018/11/08/mashroom-plus-bacteria-generate-electricity/01_m.jpg
https://i.gzn.jp/img/2018/11/08/mashroom-plus-bacteria-generate-electricity/02_m.jpg

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20181108-mashroom-plus-bacteria-generate-electricity/