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【環境/化学】窒素固定のために菌と共生してきた植物が過去に何度も関係を解消していたことが明らかに[05/28]
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0001しじみ ★2018/05/28(月) 19:09:27.15ID:CAP_USER
生物が生きる上でアミノ酸の構成要素の「窒素」は不可欠の物質です。
しかし、植物は窒素を空気中から直接取り込むことはできないため、
空気中の窒素を固定化できる特殊な菌を利用することもあります。
窒素固定のために菌と共生してきた植物の遺伝子情報を調べたところ、
進化の過程で何度も共生関係を解消してきた過去があることが判明しています。

Phylogenomics reveals multiple losses of nitrogen-fixing root nodule symbiosis | Science
http://science.sciencemag.org/content/early/2018/05/23/science.aat1743
https://i.gzn.jp/img/2018/05/28/multiple-losses-nitrogen-fixing-root/00_m.jpg

Plants repeatedly got rid of their ability to obtain their own nitrogen | Ars Technica
https://arstechnica.com/science/2018/05/plants-repeatedly-got-rid-of-their-ability-to-obtain-their-own-nitrogen/

Plant symbioses -- fragile partnerships -- ScienceDaily
https://www.sciencedaily.com/releases/2018/05/180524141556.htm

他の生物と同様に植物にとってもアミノ酸などの生態に必要な分子を作るために窒素が不可欠です。
空気の約8割を占める窒素ですが、
不活性なため直接体内に取り込むことはできず「固定化」することが必要です。
植物は空気中の窒素を固定化することができないので、
基本的には肥料など水素と結合した形で土壌から窒素を体内に取り込むことになります。

これに対して、一部の菌は空気中の窒素を固定化することができ、
この菌を体内に取り込んで共生する植物がマメ類などでいくつか知られています。
この菌は「根粒菌」と呼ばれ、
その名のとおり「根粒」と呼ばれる植物の根のコブにとどまり植物とともに生活します。
これは、「根粒菌は植物のために窒素を固定化したアンモニアを提供し、
植物は光合成によってエネルギー源を作り出して根粒菌に生命維持のために提供する」という
持ちつ持たれつの関係となっています。

ルートヴィヒ・マクシミリアン大学ミュンヘンを中心とする国際研究グループが、
根粒菌と共生する植物を含む37種類の植物のゲノムを分析しました。
研究者らは根粒菌と共生するのに必須条件とされる
「Nodule Inception(NIN)」と呼ばれる遺伝子に注目したところ、いくつかの異なる系統の変化の中で、
機能が有効化と無効化を繰り返してきたことが分かりました。
驚くべきことに、イチゴ、リンゴ、ブラックベリーの中には過去に菌と共生していたことのある品種も確認されています。

根粒菌と共生する植物は、土壌から窒素を取り込むことが難しい環境の中でも、
菌から安定的に窒素を提供してもらうことで生き残ってきたと考えられていますが、
環境の変化に応じて菌との共生を止めることが頻繁に起こっていた理由について
Maximilian Griesmannさんは「菌との共生のコスト」を挙げています。
研究者によると、根粒菌と共生する植物は菌の生命活動だけでなく
窒素固定のために消費されるエネルギーも提供しなければならず、
この合計エネルギーは非常に高いとのこと。
水やリンなどの利用条件が変わると、菌との共生コストが割に合わなくなり、
共存関係の解消を植物が選択することがあるというわけです。


農作物に窒素を効率的に与えるため化学肥料が用いられていますが、化学肥料の製造工程を含めると、
化学肥料の使用が温室効果ガスの排出を増やしてしまうというデメリットが指摘されています。
この問題を解消するために、生物の体内に窒素固定できる遺伝子を組み込もうという研究が行われていますが、
今回の研究を行った研究者は、
植物が自らの選択によって根粒菌という窒素固定能力を取り除いた過去があるという点には留意すべきだと述べています。

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180528-multiple-losses-nitrogen-fixing-root/
0002ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/28(月) 19:10:14.07ID:VN5TJffC
1位が驚きの結果に…「美人度が高い国ランキング」トップ10
http://hawryu.recallpod.com/201800721_2.jpg
0003ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/28(月) 19:13:02.32ID:lY/pgVzb
もう実家に帰らせていただきます!
0004ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/28(月) 19:20:59.30ID:XcpaOwaa
方向性の違いか
0006ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/28(月) 19:25:13.85ID:A7WB/lC0
ニダ
0007ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/28(月) 19:29:18.14ID:ALLMrGi4
腐れ縁、焼け木杭w
自然界にもあるんだな
0008ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/28(月) 19:37:48.93ID:VMRiW2JI
土壌に窒素が不足する環境だと菌を取り込んで利用、
状況が改善すると用済みになったと関係解消。

…擬人化するとちょっと酷いね。
0009ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/28(月) 20:42:53.39ID:BV/4EvAu
そんな事ばっかしてるとそのうち見限られるぞ
0010ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/28(月) 20:58:40.84ID:MHFlMYeV
ダメな女だな
0011ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/28(月) 21:01:18.31ID:TtGzNKUH
「共生」なんてない
一方的な寄生だ
0015ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/28(月) 22:13:17.39ID:jsQVOcVX
>>10
おっと雅子の悪口はそこまでだ
0016ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/28(月) 23:13:36.72ID:4KoVmc5g
植物が根粒菌を切り捨てた・関係を解消したのではなくて、
根粒菌の方がその植物を見捨てた可能性だってあるのではないかね?
0017ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/28(月) 23:43:17.01ID:A5Gqqn+/
もう君とは暮らせない、別れよう。
なら緑の用紙出しときなさいよ!
数年後、
やっぱり君じゃないと駄目なんだ!
私もずっとそう思ってた。
もう一度やり直そう!
数年後、
やっぱり君とは…
こういう煮え切らんバカップルの事か?
0019ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/29(火) 02:48:34.80ID:HMAyWVxa
水耕栽培を実験的にやってんだが、
土部分にスポンジのブロックを添えてやると生育がいくらかよくなった気がする。
スポンジがバクテリアの住み家になってんだろうと勝手に解釈してる。
0020ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/29(火) 02:56:43.42ID:G1x6RVw4
ゴキブリ韓国(ゴキ韓)との
関係を解消したい
0021ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/29(火) 03:07:43.47ID:v4opCB5V
選択

次世代へのツケ
0022ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/29(火) 03:09:31.73ID:1bZjlDMe
>>13
空中元素固定装置だろ!
0024ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/29(火) 10:50:56.96ID:flgLNGRf
葉緑体は昔は独立した細菌のような生物だったが、
遺伝子の一部が植物に移動して、自立した生物ではなくなってしまった。

それとおなじように、根粒菌も遺伝子の一部が植物に移動して
自立した生物ではなくなって、植物の細胞器官の一部などになってしまえば、
植物は自分自身で窒素固定が出来るようになるのじゃないかと思うが、
まだそこまで進化が進んでいないのだろうか?
0025ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/29(火) 11:01:17.86ID:abdwRRnc
>>5
ビーガン「ガビーン」
0027ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/29(火) 12:01:37.25ID:lCNSyXRP
面白い研究だな
土壌が肥えたら競争で不利に働くからか
0028ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/29(火) 13:44:59.62ID:XUzpY4z6
>>24
燃費がよくないからできるなら外部依存がいいんだろうって>>1に書いてある
そういう生物がいたとしても貧栄養な環境でしか有利じゃないから絶滅しやすいじゃんないだろか
0030ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/31(木) 13:41:22.05ID:yfXOD3N6
キノコの類いももしかしたら昔は葉緑体を持っていて自分で光合成をしていたのに、
光合成をアウトソースする方向に進化して自分では光合成をしないようになった
という可能性はないのだろうか? 昔光合成をしていた痕跡がDNAなどに残って
居れば面白いだろうな。
0031ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/06/04(月) 14:54:18.49ID:MuIfkXuN
動物も体の中に葉緑体を取り込んだミドリムシのような体になれば、
羽を広げてひなたぼっこをするだけで、栄養分が作れて他の植物を
食べたり、動物を食べたりせずに、平和な暮らしができるのだろうに。

そろそろ遺伝子改造で体に葉緑体を持つ緑の肌を持ったヒトを作ったり、
その前の実験として緑の猫を作れる時代がやってくるのではないだろうか。
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