メタン生成菌：人間の良き友

晴れた日の午後、編集者は子供たちを近くの山にある農場に連れて行きました。美しい風景、素朴な田園風景、おいしい食事、そして時折聞こえるアヒル、鶏、牛、その他の家畜のクワクワ、クークー、モーモーという鳴き声が、観客の興味をそそる立体的な絵を創り出しました。この瞬間、父と娘はとても幸せでした。

突然、娘が顔をしかめて私に言いました。「この臭いは何なの？」編集者は辺りを見回してこう答えた。「それは農家の動物の糞尿です。」娘は続けました。「すごく臭いわ。そこに積んでおいたら景観も損なわれるし、環境も汚染されるわ。」編集者はこう答えました。「はい、実際、あなたが言ったことに加えて、これは資源の無駄でもあります。結局のところ、これらの排泄物は有機肥料として使用できます...」

メタン分子

実際、いくつかの技術と対策を講じれば、排泄物を消化できるだけでなく、その過程でメタン（高品質のエネルギー燃料）も生成できます。有機廃棄物を宝物に変えるプロセスは本当に楽しいものですが、その主な貢献者が肉眼では見えない微生物であることを知っている人はどれくらいいるでしょうか?次に、編集者はメタン生成菌に焦点を当て、読者が理解できるようになることを期待します。

1. メタン生成菌とは何ですか?

メタン生成菌は、実際には有機化合物または無機化合物を二酸化炭素とメタンに代謝できる古細菌を指す一般的な用語です。メタン生成菌は非常に広範囲に分布しており、酸素から隔離されたほぼすべての環境で見つかります。例えば、水（海）底の堆積物、湿地の土壌、植物体、動物の消化管などです。

メタン生成菌

メタン生成菌は完全に嫌気性（酸素が存在すると成長および繁殖できず、死ぬ可能性もある）の原核生物です。重要な機能と意義を持つ環境微生物の一種であり、自然の炭素循環（生物的および非生物的影響下での有機および無機炭素含有化合物の一連の相互変換プロセス）と密接に関連しています。

研究方法の限界により、メタン生成菌に対する人々の理解は 170 年未満の歴史しかありません。しかし、厳密な嫌気性操作技術（最も代表的なものは、1950年にアメリカの微生物学者ハンゲートによって発明されたハンゲート嫌気性ローラーチューブ技術）が発明されて以来、その研究は徐々に爆発的に増加し、現在では当然の研究のホットスポットと焦点となっています。

メタノサルシナ・バルケリとメタノバクテリウム・フォルミシウムは、研究者によって分離された最初のメタン生成菌でした。その後、嫌気性分離技術の向上と分析・同定方法の継続的な更新により、ますます多くの新しいメタン生成菌が発見されました。 5種類以上のメタン生成菌の全ゲノム配列の解読が完了し、細胞構造、代謝経路、適した環境についての理解が深まりました。

2. メタン生成菌の特徴

1. 成長の鈍化

メタン生成菌の種類によって細胞壁の構造や成分は異なり、グラム陽性菌もあればグラム陰性菌もあります。しかし、完全に嫌気性であること以外に、それらの共通の特徴は、成長と繁殖が極めて遅いことです。

彼らの成長速度は「カメの速度」、あるいはそれよりもずっと遅いと表現しても誇張ではありません。他の種類の微生物は、わずか十数分、あるいは数日で世代を再生することができますが、メタン生成菌は十日以上、あるいは数十日もかかります。これは人工栽培条件下で達成された「優れた結果」です。自然の状態に戻れば、この時期はさらに遅れるでしょう。

2. 好き嫌い

メタン生成細菌のコロニー（固体培養培地の表面または内部にある単一細胞または同じ種の細胞群によって形成された、肉眼で見える細胞集団）は、微生物界では非常に小さいことで知られており、注意深く観察しないと見逃してしまう可能性があります。メタン生成菌がゆっくりと成長する理由は、その「好き嫌いの多い食習慣」と深く関係しています。

メタン生成菌が最も好む「食物」は、主に水素、二酸化炭素、ギ酸、酢酸などの単純な物質です。しかし、彼らに十分な食料と飲み物を提供するのに十分な単純な有機物は自然界のどこで見つけられるのでしょうか?ご存知のとおり、自然環境中の有機物のほとんどは比較的複雑です。メタン生成菌は、他の微生物が成長して増殖し、複雑な有機物を単純な有機物に分解して自らの栄養源となることを期待するしかありません。残念ながら、他の人たちがまずごちそうを楽しんでいるのを見て、満腹になるまで食べて飲んだ後にそれを「盗作」するのは、本当にイライラします。

3. 人類の友であり自然の助け手

メタン生成菌がゴミ中の有機物をメタンに変換できるのは、代謝によって有機物中の炭素と環境中の水素を結合できるからです。現在、メタン微生物合成経路としては、酢酸（塩）を基質とする合成経路、水素と二酸化炭素を基質とする合成経路、メチル化合物を基質とする合成経路の 3 つが主に認識されています。このうち、最初の合成経路が最も多くのメタン（自然界で生成されるメタンの 60% 以上）を生成し、次に 2 番目の経路が続きます。

環境中に酸性物質が大量に蓄積されないのは、まさにメタン生成菌のこの働きによるものです。そうでなければ、非常に多くの種類の微生物が複雑な有機物を分解すると、環境中の酸含有量が増加し、それが一定のレベルに達すると、私たちの美しい地球さえも腐食される可能性があります。

最後に、メタン生成は人間や動物の腸内でも起こるということを強調することが重要です。メタン生成は人間の消化には必要ありませんが、メタン生成菌は飼料中のセルロースを牛や羊が吸収できる栄養素に変換するため、牛や羊にとっては不可欠です。

小さなメタン生成菌は非常に有用であり、人間、動物、そして自然にとって切っても切れない友人です。

-終わり-

※この記事は「The Fat Demon's Microbial Base」（WeChat ID: nldxhjwswx）で最初に公開されました。メディア転載の際は必ず「The Fat Demon's Microbial Base」の名前とWeChat IDを記載してください。タイトルを含む一切の改変を許可なく禁止します。

※この記事の写真のほとんどはインターネットから引用したものです。違反行為があった場合はお知らせください。友人は内容を訂正することを歓迎します。すべては科学普及のため