藤井悠里 人间?环境学研究科助教、武田真之介 同修士課程学生、大波千恵子 同特別研究員、宮下英明 同教授、松尾太郎 名古屋大学准教授、三輪久美子 同特任助教らの研究グループは、東北大学、東京科学大学、龍谷大学との共同研究で、地球と光合成生物のやり取り（共進化）を通して見えてきた、シアノバクテリアの光アンテナの初期進化とそれを牽引した「緑の海仮説」を提唱しました。
シアノバクテリアは地球における生命の多様化と地球表层の酸化の起点となった重要な光合成生物であるものの、シアノバクテリアがクロロフィルの吸収する青や赤と相补的な緑の光を利用して繁栄してきた理由は分かっていませんでした。緑の光を光合成に利用するには、緑の光を吸収し、その光エネルギーをクロロフィルに渡す仕组みを获得するとともに、その仕组みが优位に働く环境が必要であったはずだからです。
ここで本研究グループは、シアノバクテリアが诞生した太古代における水中の光环境に着目しました。太古代の贫酸素の水に溶け込んでいる二価の鉄が光合成によって発生した酸素によって酸化され、紫外线から青の光を吸収した结果、水中は緑の光であふれていたことが分かりました。生物実験および分子系统树解析によって、シアノバクテリアが太古の緑の光环境で繁栄した可能性が明らかになりました。
光合成生物の活动によって生まれた緑の海は、紫外线を効率的に遮へいすることで生命を育む现场になったと同时に、远くの惑星の生命の存在の指标にもなるかもしれません。
本研究成果は、2025年2月18日に、国際学術誌「Nature Ecology & Evolution」に掲載されました。
「当初、地球外生命探査の指标作りを目指してゼロから始めた地球惑星科学と生物学の融合プロジェクトでしたが、「光环境の変化」という新しい视点から地球と生命の共进化シナリオを提唱することができて、嬉しく思っております。」（藤井悠里）
「太古の海ではシアノバクテリアの作りだした酸素によって緑色の海が形成され、そのことがシアノバクテリアの更なる繁栄を导いた、というに全く新しい共进化説を提唱いたしました。地球环境の形成と生命の初期进化の理解に役立つことを期待します。」（宫下英明）
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【书誌情报】
Taro Matsuo, Kumiko Ito-Miwa, Yosuke Hoshino, Yuri I. Fujii, Satomi Kanno, Kazuhiro J. Fujimoto, Rio Tsuji, Shinnosuke Takeda, Chieko Onami, Chihiro Arai, Yoko Yoshiyama, Yoshihisa Mino, Yuki Kato, Takeshi Yanai, Yuichi Fujita, Shinji Masuda, Takeshi Kakegawa, Hideaki Miyashita (2025). Archaean green-light environments drove the evolution of cyanobacteria’s light-harvesting system. Nature Ecology & Evolution, 9, 599-612.
