水酸化鉄を主成分とするバイオマットの初期形成に ついて

水酸化鉄を主成分とするバイオマットの初期形成に ついて

著者 田代 陽子, 田崎 和江

著者別表示 Tashiro Yoko, Tazaki Kazue

雑誌名 地球科学

巻 53

号 1

ページ 29‑37

発行年 1999‑01‑25

URL http://doi.org/10.24517/00061681

doi: 10.15080/agcjchikyukagaku.53.1_29

地 球 韋卜学

53

_巻

，

　

29 〜 ₃₇

_（

₁₉₉₉

_{年 ）}

Earth



Science

（

ChikS −

_u

_l

_{（ngaku ｝vol}

． 53 ， ²⁹ − ₃₇ ．

　

1999

水酸 化鉄 を主成分 と す る ^バ イオ

マ ッ

ト ^の 初期 形成

^{に つ い}

^て

田 代陽子

 

田 崎和 江

^＊

^’

^{＊ ＊}

The



_primitive

stage ofmicrobial mats 

comprizing



iron

　

hydroxides

Yoko



Tashiro

^＊

and



Kazue



Tazaki

^＊

^・

^{＊ ＊}

Abstract  ^Brownish



yellow



^microbial



^mats



growing



^abng



the

　

Kakurna



^River



^and



^at

^the

controlling

pond



in

　the　

Kakuma

　

Campus

　

of

　

Kanazawa

　

University

　

are

　

ofpredominantly

　

iron

　

oxidiz

五

ng



bacteria ，

such

　

as

　

LePtothrix



^{sp ．}

，　

Gallione

〃α

sp ．

　

and

　

Toxo



th



^{re ’ x}



^{sp ．}



^Those



^microbial

^mats

^use



ferrous

　

ions

　

as

their

　

energy

　

source

　

through

　

the

　

oxidation

　

into



^ferric



ions ・

　 Transmission

　

electron

　

microscopy

　of 　the　

primitive



^microbial



^mat

^，

have

　

revealed

　

mucoid

　substances

of

乃^κo^’ぬ万κ

sp ，



like

　

polysaccharides

^are

^effective



for

　

adhesion

　

ofiron

　

hydroxides

　

produced

^through

biomjneralization



of

　

7b

κ

o

魏ア 

sp ．



Iron



hydroxides



coated

　

with

　

mucoid

　

substances

　

are

　coagulated

into



^coUoidal



_particles



200



nm

　

in



^size ．



Such



^condensed



^colloidal



iroll

　

hydroxides

　

grow



intQ

　

the

aggregates

　

and

　

subsequently

　

may

　

be

　

expeHed

　

outward

　

from

　the　thin　

membrane



of



polysaccharides ． It

　

is  ^suggested 

that　

polysaccharides 　 ^of 　 7

わκo’ん万κ

　 ^{sp ．}



prevent



dispersion  ^of



^{iron  hydroxides  and}

promote



coagulation

　

ofiron

　

materials ．

　

Such

　

a



condensation

　

process



^ofiron



hydroxides

　

isconsidered

to



be



a

　

factor



for



^increasing



the

^thickness

of

　m ｛crobial 　

mats ， Key

　

w ’ _ords

mlc

「

oscopy ・

microbial

　

mats

_，　

Toxothrix



sp ．

_，

polysaccharides ，



iron



^hydroxides

，　transmission 　

electron

は じめ

に

　西^オ

ー

_{ス トラ リ アに約}

35

億 年前^{とい う}世界最^古の生命化^{石 が} 全 地 球 史 解 読研 究 グ^ル

ー

_{プ に よって発 見さ れ}

，

初 期^の地球 生命

の生 息 環 境に関 心 が もた れて^い る

．

地 球

一

ヒに微 生 物があ らわ れ

てか ら地 球^の大 気 組 成 も変化^し， その環境^の変化^に適応^{し な が}

ら微^生物^は生存^し続^{け た} （^{川 上}

・

_{熊 澤}

1995

；

Jr1

上 ほ か

1995

）

．

微^生物^は， 地球環境^の中^で， 有機物^の分解^{や 窒}索^の固 定， 微^{量 元 素の濃}集^{な どを通 じて}

，

生 態 系の物 質 循 環^の中で重 要 な 役 割 を 果 たし て い る （例^えば

Beveridge

　

and

　

Fyfe

l985；

Beveridge



and

　

l

）

oyle

　

1989

；田崎

1995a

；田崎

1997

）

．

微生物^{は しばしば}集合体^を作^{っ て生}息^し， バイオ^マ ッ ト （微^生 物被膜）^{と呼 ばれる}構^{造 物 をな す}

．

^バ イ オ^マ ッ トは間 欠 泉 や

，

熱水 噴 出孔

，

鉱 山 廃水

，

河 川^{な どの}水^{辺の さ まざま な環}境下^に 存在^{す る} （^田崎

1995a

；若尾

1996

；

Tazaki



and



Ishida



1996

a

_；田崎^{ほ か}

1996b

）

．

^田崎 （

1997

）は， 日本^の29ヶ所で確 認

さ れ た^バ イ オマ ッ トにつ いて

，

そ^の生息環境^とバ イオ^マ ッ ト中

に みられ る微^生物^{と生 体 鉱 物に ついて}報告^{し てい る}

．

^{バイ オマ}

ッ トの生 存^お よ び繁栄^{は その}水質 （化学成^分， pH ， 酸 化 還 元 竃位^{な ど}）^に大^{きくゆだね られ}， フ ィ ルム状

，

被膜状

，

^マ ッ ト 状

，

テラス状^{な どの}様^々な構^造物^{を形 成し}

，

^その内部^に金属^の 沈積^と生体^{鉱 物の生 成 〔バ イオミネラ リゼ}

ー

_ショ ン）^が認めら れて^いる （田崎

1995

；田崎^{ほ か}

1995

；

Ferris



1989

；

Fortin

et　

al ．

1997）

．

^{バ イ オマ ッ トは}， 多種 多様^の細菌 （^{バ ク テ リ ア}）

の集合体^であ り， 生息^{環 境と の}相^{互作 用によ る 周 辺 環境へ の影} 響^を評 価^{で きる （例 え}ば

Tazaki



and

　

Ishida



1996

）

． Schrenketal，

　 （1998）^に よ れば， 酸性^{鉱 山 廃 水 域に おいて} pH ^{が異 なるのは}

，

^{そこに生 息す る}

TJtiobaci

！

gtts

　

ferrooxidans

と

LePtosPirillum



ferrooxidans

^{の存 在率が異な る た め にpH}

が変り， そ の pH ^{は代 謝}速度^を反映^{し てい るという}

．

また

，

先

カ ンブ リア時代の地球^{に おいて}， 微生物^が行 う代 謝 作 用^{に よっ}

て縞状鉄鉱床^{やス トロ マ トラ イ トなど が形}成^{さ れ}

，

^地球表 層^の

　1998年4月6H 受付

．

1998年10月

27

_{日受 理}

．

’

_{金 沢 大}

学^{理 学}部^{地 球 学 科　〒}9201192 金沢市角間町

　Departmen^しefEarthSciences

，



^Kanazawa



^University ，

^Kakuma

，



^Kanazawa

^9201192

，

^Japan

＊ ’

_{北 陸支 部}

30

田代 陽 子

・

_{田崎 和 江}

環境に大規模な変動^をも^{た ら した とい}われ^{て い} る

．

縞 状 鉄 鉱 床 や^ス ト^{ロ マ} トラ イ ト は

，

始生代， 原 生代^のバ イ オ^マ ッ トの化 石 と考 え られ （^川上

・

_熊澤

1995

）， これ ら の形成^{メ カニ ズム}を明 ら かにす るた めにも

，

現 生^バ イオ^マ ッ トの研 究 が必 要と され て

い る （例^えば田崎^ほか 1996）

．

^{と くに}

，

高温

，

強 酸性 環 境^{の バ} イオマ ッ ト は， 生 息で き る微^生物^の種類^が限定^{さ れ ることか} ら

，

原 始 地球の生 態 系^モデ^ル として重 要で， 温泉^{バ イ オマ ッ ト}

の研 究^が 注 目されてい る （川 上

・

_{熊 澤 1995；川 上 ほ か}

1995

）

．

　^{バ イオマ ッ ト は}岩石^の表面^や側溝^{な どの}固体^の表面^に付着し て生 長 す る

．

付 着^のメ カ^ニ ズ^ムは微 生物^{の分 泌}物^{がそ の}役割^を 果^{た し てい る と}考^{え ら れ て お} り

，

若 尾 （

1996

＞ は， 酸 性 鉱 山 廃 水 中に生 息す る粘性糸状^{バ イ オマ ッ トの}実体は

，

好 酸 性化 学 独 立栄養^{の鉄 酸}化細菌^が自^ら粘性多糖 （

一

_{種のグリコカ リック}

ス）^を生産^し

，

連 鎖状^に増殖^した， 細胞集^{塊 鉄 酸}化^{バ イ オマ ッ}

トである と報告^{して い る}

．

^{ま た}

，

微 生 物^の分 泌 物は代 謝活 動に よ り形成さ れ た鉱物^を付着^{さ せ る}働^{き が あ る と}考^{え ら れて い る}

（

Gh1orse

　l984）

．

^しかし， そ の分泌物^{とバイ オ ミ}ネラ リゼ

ー

_シ

ョ ン との相 亙 関 係^につい ては不 明 な点 が多^い

，

　^そこで， 本研究^{で は}

，

金沢大学調整池^および角間 川^にみ ら れ る^バ イオ^マ ッ トを用^いて， 主^に電子顕微鏡^により微 生物 とその 分 泌物

，

^さら^に， 生体鉱物^の形成^過程^{に おける}分泌物^の役割^に 注 目^し， 観察^を行^{っ た}

．

微生物^の放出 す る粘着物 質 が， 水 酸 化 鉄 を取^{り込みバイ オマ ッ トが}形成^される_， 初 期 段階^{につ いて}検 討し たの で報告^する

．

試料

^お

よび 実験方 法

翻

　^{金 沢 市 角}間町^にある金沢大学角間^キャン^パス内調整池^およ び 角間川^の本 流 ^{お よ}び その側 溝の水 抜 き穴の湧水に おいて^バ イ オマ ッ トの み と め られ る地点^で野外実験を行^い

，

付 着 した^バ イ オ^マ ッ トを研究試料^{と し て}用^{い た} （第

1

_図）

．

金 沢 市

一

_帯には 第四紀更新世 浅海性^の砂岩層^である大桑層^が広く分布し^てい る が， 土地開発^{に よ}り大 桑 層 が切 り崩 され

，

そ^こか ら流出^{す る}湧 水の周 辺に は おびた だ し^い 量の赤 褐 色^のバ イオ^マ ッ トが生成^し

て お り， 金沢 大 学 建 設 地 周 辺 もそ^の

一

_例である

．

大桑層^から^の 湧 水 が 流れ ている金沢大学調整池^の側 溝 は

，

黄 褐 色の^バ イ オ^マ

ッ ト^が

一

_面に覆

って^い る

．

試料^の採取^に当^{たっ ては}

，

^それぞれ

の調査地 点^{に カバ}

ー

_{ガ ラ ス お よびマイ クロ グリッド を両 面テ}

ー

プで接着^{さ せ}た

OHP

シ

ー

_{トをス ラ イドの枠 （カ ラ ム）に挟ん}

だ ものを設置^し， 黄褐色^のバ イオマ ッ トを沈 着 させ て研 究 試料

と した （第

2

図 ）

．

その際， カバ

ー

_{ガ ラス は葉な どの浮遊物の} 付着^を避^{け る た めに}流 れ^に対^して平^行に置^き， バイ オ^マ ッ トの みが付着する よう^に設 置 した

．

それらを定期的^に調^整池^{で は}

1

時間，

3

時間，

6

時間

，12

時間

，1

日

〜 7

日毎^に

，

角 間 川で は

1日

〜

_{7日毎に採 取し た}

．

^この野外^{実験 は}，

1997

年 4月

〜

₁₂

月の間 行なっ た

．

第1図

．

金 沢 大 学角問 キャ ン パ ス の調整池^に向^かっ て流 入 す る 側 溝に 形成^{し た}黄褐色^{のバイ オマ ッ ト}

．

矢印^{は サンプル}採 集地 点 を示 して^い る

．

0　 　 　　 　 　

5

 

一

第2図

．

第1図 に 示 し た側 溝^{に お け るバイ オマ ッ トの}付着実 験の模 式 図

．

数 日 間で， カ ラム全体^{が 黄}褐^{色のバイオマ ッ ト}

で覆^{わ れ る}

．

実験方法

　

^{付 着 実 験 を行った現 地で は定 期 的に水質調 査を行い，}

pH

^，

Eh

（酸化^{還 元 電}位），　

EC

_{（電 気伝 導度），}　DO （溶 存酸素 量）

を そ れ ぞれ 各 電 極^メ

ー

_タ

ー

_{（堀 場}

，D −

¹²，　

D −13

，　

ES −12

，

OM −14

）^で測定^{し た}

．

^{バ イ オマ ッ トは}

，

落射蛍光

・

_{微分 干渉}

顕微 鏡 （^{ニ コン}製

， OPTIPHOT −2

／LABOPHOT

−2

^；落 射蛍 光 装 置

EFD − 3

^およ び 透 過 型微^{分 干 渉}装 置

NTF ^・ 2A

＞^によ

り

，

付着物^の観察を行^っ た

．

落 射 蛍 光 顕微 鏡で観 察の際^には，

DAPI

（

4，6−



diarnidino −2−

phenylindole）染 色^を行^い

，

フ ィ ルタ

ー

_（

UV −

1A） を通し て観 察^した

．

^DAPI

−

_{DNA 錯体は蛍} 光顕微鏡下^で

365nln

の波 長^の光 （紫 外 線 ）^で観 察 す る^と青 色 を呈^し， 生 物^の存 在^が確 認できる

．

また

，

付 着 物の^っいた カ^バ

水酸 化 鉄^{を 主}成分 とす^{るバイ オマ ッ トの}初期 形成につ い て 13

一

_{ガ ラスをその ま ま試 料 台に岡定 した もの と}

，

超音 波 洗 浄 を

3

分 間行^い

，

風 乾し た試料^{と を カ}

ー

_{ボン の両 而テ}

ー

_{プで固 定し}

，

炭 素蒸着 あ^{るい は}金蒸着^{し た}後， 走 査型電子顕微 鏡 （日本 電 子，

JSM



^52eeLV

）^{を 用い}， 加^速電圧

15kV

の条件^で観察^を 行^っ た

．

その際 ^{化 学}組^成は， 炭 素 蒸着^{し た も の につ いて}， 走 査 型電 子 顕 微 鏡 ^に取 り付 け ^られ^たエ ネ^ル ギ

ー

_{分 散 分 析}

（

Philips ，



PV −9755−88

_）を用^いて， 加速電 圧

15kv

， 傾 斜角 度

30

度で分析^した

．

^さらに， 透 過 型電子顕微 鏡 （^日本 電子

，

JSM ⁻

^2000EX ） を用^いて， 付 着 物の^{つ い} た^マイ ク^ログリッ ド を

，

加 速 電圧

20DkV

で観 察 し

，

電 子線 回折で付 着 物の同 定 を 行^{っ た}

．

無反射板 （

Si

単結晶）^に塗布^{し て}風乾^{し たバ} イ オ^マ

ッ ト は，

X

線粉末回折 分析 （^理学電機

，



RINTI200

， 電圧 40 kV_， 電 流

30mA

，　

CrK

αの管球）^を行^い， 鉱 物組成^を同定

した

．

結 果

水質

　実験^{地である金}沢大 学^{調 整 池および 角}間^{川の水 質 は}，

1997

年

4

月

〜12

月の間， 定 期 的^に測 定 を^{お こ}なっ た結果

，

pH

， Eh

_，

EC ，



DO

の どの測 定 値^も非常^に安定^{し ていた （}第

3

図

A

，

B ，C

，　

D

）

．

調整 池^の pH ^は

6． 4〜7． 0

， 角 間^川は

6． 0〜6 ， 5

と年間^を通^{し て}

一

_{定してい る}

．

また，

Eh

は 両 地 点とも

OmV

で ほ ぼ同 じ値^を示し，

EC

は調整池^では 0

．

26

〜O． 40mS

／

^cm ，

角 間

lr1

で は

D． 40mS

／

^cm

^で， わず^{か に}前者^が低^い

．一

方， 角 間 川^と調整 池^の

DO

は大^きく異^{な る}

．

^また角間^川に流^{れ 込 む} 水抜^き穴^{か らの}湧水^の

DO

は，

0

から1mg ／

e

^で貧溶 存 酸 素 状 態^を示し， 調^{整 池で は} 6

〜

_{8mgfe と い う酸 素 状 態を示し た}

．

水 温は調 整 池では 11

〜14

℃

，

角 問 川本流^{で は}

14〜20

℃を示 し

，

後者^のほうが高^い傾 向^{が ある}

．

エ ユ

9

．

O 8

．

_O 7

．

O 6

，

0

5 ．

0

4 ， 0

A

［

pH ］

： i ^評

、

e

＿一 一 t −． − i ⁻

^｝

^{’ A LL −} i

’ 二

∵ 寸 1 _「

一 　　　

．

　 　 　 　 　 　 I

t、 ． 一＿

＿

」

1997年

4

月

500B

5

月　　6月　　7月　 　8月　　9月　

¹⁰

^月　

¹²

^月

　 　 　 時 間

1

1

．

0 0

．

₈ 宕 o

．

6 ミ

窟 ご

^o

．

4

国

0

． 2

o

． o

C

1997年

4

_月

lEhI

^{っ　 調整 池}

世

　

角 間川

15

． 0

ECI ^・

調 ^］

‡ ぐ 4 ^劉

250

0

（

＞

E

）

‘ 国

一

₂₅₀

一

_5001997

年

4

_月

乱

宀

^＝

^珪

∵

　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

^＿

　 ■

5月　 　6月　 　7月　　8月　 　

⁹

^月　 10月　 12月 　 　 　 　 時 間

D

． 凡



一

L　

−−

　　ⁱ

5月　 　6月　 　

⁷

月　 　

8

月　 　9月　 10月　 12月 　 　 　 時 閥

12

．

5

　

10 ．

0

；

翫

^・

8

　 　5

． O

　 　2

，

5

　 　0

．

₀₁₉₉₇

年 4月

IDO

　 　 　 」

一

． ＿ ． 一 ＿ ． 一 一

σ

　

躙

整

池

］

畳

　

角

闘

川

一

一

一 一

_s 〆 渉 ト 毒

一一 ＿

＿ γ ^！

＜

」

＼ 豊 ^二 士 二 〜 −r − 一 綿

5

_月　　6月　　7^月　　8^月　　9^月　 10^月　 12^{月 　 　 　 時}閥

第3図

．

調整 池^および角間川^の水質 調査^の結果

．

測 定期間^は1997年4月

〜

_{12月である}

．

（

A

）

pH

， （B）

Eh

酸 化 還 元 電位

，

（C）EC 電気 伝 導度

，

（D）DO 溶存酸素

．

調整池^と角 閭川^{を 比}較^{する と}

，

DO の値^が大^{き く}違^い， 角間^{川に流 れ込 む湧 水は}

，

酸素^が非 常^に少ないこ と

を示し ている

．

32

_{田代 陽子}

・

_{田崎 和 江}

訟

の

冖

g 褊

≦

q

^：

quartz

20 ． O ^{40 ． 0}

　　　　

60 ^{． O}

　

Cr

κa 　

2

θ　［

’

ユ 第

4

図

．

^バ イ オ^マ ッ トの

X

線粉^{末 回}折^分析

．

^{バ イ オマ} ッ

ト^は 2

． 5A

_{付 近}に弱い ピ

ー

_{ク が みられるこ と か ら}

，

非 晶質の水 酸化 鉄^が

，

^{ま た 3}

，

0蓋付 近を^ピ

ー 一

_{クにした プ}

ロ

ー

_{ドな反射を示すこと か ら}

，

有機物^で構 成^され^ている

こ とを示 唆 してい る

．Q

^：石 英

，

 F ^：長石類

．

付 着 実験結^果

　実験 開始

3

日後

，

肉 眼^で も認 識^できるほ どに黄褐 色の^バ イ オ

マ ッ トがガ ラス面^に付着^し始^め

， 一

週間後^{に は}全 面 を覆い

，

^バ

イオマ ッ ト^の付 着 状 況は， 厚さ

35mm

ほ どになっ た

．

最 表 面^に付 着 し^{て い}る^バイオ^マ ッ トは， コ ロイ ド状^の塊^が凝集^し，

触^{れ る と}容易^に分散する

．

　^{調整 池に}

7

日間^設置^して付着^{したバ イ オマ} ッ ト と

，

角間 川^に 流^れ込^む水抜^き穴の下^に付着^{したバ イ オマ} ッ ト を

X

_線粉末回 折分析^{し た}結果， どち ら も

2，

5A 付 近に^バ ッ クグラ^ン ド の高 ま りが 見 られ， 非晶質物質^の存在^{を示 し た}

．

^{ま た}

，

少量^の石 英 や長 石 類 も調 整 池の試料^{に は含ま れ てい ることが}認め ら れ た

（第

4

図〉

．

付着^物の光学顕微鏡観察結果

　

実験 開 始3時 間後^{の カバ}

ー

_{ガ ラ ス の表 面を静か に蒸留水 で洗}

い_， 落射蛍光

・

_{微分干渉光学顕微鏡で観察 したところ}

，

黄 褐 色 の微粒^{子 と}微^生物^{のコ ロニ}

ー

_{が観察さ れ た}

．

^{その コ ロニ}

ー

_は不

定 形で

，50．

¹⁰⁰μm の大 き さである （第

5

図

A

^：微分 干渉顕 微 鏡写真，

B

^：蛍 光 顕 微 鏡 写 真 ）

．

^バイ^オマ ッ ト中^の微 生 物は，

主^に球状， 桿状， 糸状^{お よびらせ ん}状^のバ ク テ リ ァ が主^で あ り

，

^{ら ん}藻類 や ゾ ウ リ^{ム シ}などの原 生 動物^{も認め られ た}

．

調整 池， 角間川^{と も ほ ぼ}同様^の結 果^を得 た

．

第5図

．

実験 開 始^{か ら}6時問後^の （A）微^分干渉顕 微 鐔 写 真， （

B

）

DAPI

染色による蛍 光 顕 微 鏡 写 真

．

萬褐 色^のバ イ オ^マ ット中^には

，

糸 状 菌 や 桿 菌^が微 粒 子^と混在^{して い る}

．

B

Si

PSCa

Mn Fe

Fe

付着 物の電 子顕微鏡観 察結果

　

^実験開始

24

時 間以 内^に側 溝^{か ら}採 取 した 試 料 を走 査 型電 了顕 微 鏡によ り観 察 した

．

^その結果， 糸状菌^が網目構造をな して分 布^{して いる}状^{態 が}観察^{さ れ た} （第

6

図

A

矢 印）

．

^この糸状菌は

Holt

　et　al

．

（

1994

＞^による

Bergey

^，s　

Manual

〔^エf　

Determina−

tive



Bacteriology

に基づ けば， 束^{に な}り扇の よう^に広が る形

1

2． O

4

． 6， 0

　 　 　 　

．

　 　 ^energy 　［keV

1

第

6

図

．

実 験 開 始から1凵後の走 査 型 電 子 顕 微 鏡 写 真 （

A

） と

エ ネ^ル ギ

ー

分 散 分 析 結 果 （B）

．

Toxothidrsp 之 みら れ る糸 状 体 （矢^印）^が網 目状^に広^がり

，

他^の微 生物や 粒 子^と絡み合^{っ て}

いる

．

^{エ ネルギ}

ー

_{分散分 析 結 果はFe に富み}

，　Si，　Ca と少^量

の P

，

^S

，

^Mn を含有す^るこ とを 示 して いる

．

水 酸 化 鉄を主成分とす る^バ イ オ^マ ットの初期形 成に^{つ い} て

33

態的特徴から，

’ lbxothrix



sp ，

と考え られ る

．

^{これ らの}表面^に 付着^{して いる}微粒子 を^エネルギ

ー

_{分散分析で点分析し た結果}

，

多 量の

Fe，



Si

の濃 集 と少 量の

P

_，

S

，　

Ca ，



Mn

が 認められた

（第

6

図

B

_）

．

^この微粒子は微生物^の表面以 外にも独 立 して

，

そ

の周^辺に集合^{し てい る}

．

　^{透 過型 電 子 顕}微鏡^{を用い て}， 実験開始^{か ら}

1

_時間後，

3

_時間 後

，6

時 間後

，

²⁴時 間 後のマイクロ グ リッ ドを観 察 した

．

形 態 的特徴^{か ら}

，Holt



^et



^al ，

（

1994

）^{のマ ニ ュ ア ル によっ て}

，

鞘 状

の

LePtothrix



sp ． ，

排 泄物^を螺旋 状^に生成^{す る}

Gallionella

　sp

．

_，

乃κ

o

漉ガκ

sp ．

な ど が同定^{さ れ}， そ れ ら はコ ロ ^ニ

ー

_{を作っ てい}

る^こと が明 ら^かになっ た （第

7

図）

．

^この 三者は^い ずれ も桿^菌

や球菌^の鉄酸化細菌^で ある

．

付着実験開始^{か ら}

，

3 時間後

，

²⁴ 時間後^{のマイ クログリッ ド上 で}観 察^{さ れ た}

LePtothrZx



sp ． ，

C

^．

^allioneUa



^sp ，

， 乃κ

o

疏激

sp ，

の個体数^を測定^{し た}結果^を第

1

表に示 す

．

その結 果

，

同 じ面 積 内に

Toxothrix

　

sp ．

が最^も早 く

，

^かつ非 常^に多 量^に付 着 する^こ とが認^められ^た

．

ま^た，

Le一

μ

^o

漉^癩

sp ．

や桿菌^の細胞^{壁に は}， 微粒子が多量^に付着^{して い} た （第

8

図， 第

9

図 ）

．

^{微 粒 子はこれ らの微 生}物^の細 胞表面^以 外^にも独 立 して集 合 体で観 察さ れ た

．

その付 着し て^いる微粒^子

の電 子 線 回折 分 析^で は

，2． 04A

付近に スポッ ト と_， 2

．

54

A

_，

1． 47A

付^近に拡散^{し た リ ング}状^の弱^い 回折^が認^{め ら れ た こ と} か ら

，

低結 晶 性の水 酸 化鉄 鉱 物 と同 定 され た （第

10

図 ）

．

^また，

厚^さ

20nm

_程の膜が

To

耀 々7齋 sp

．

の細 胞 壁 を覆^い

，

細 胞^に付 着^{し てい る}粒子^{も そ の}膜^の中^に取 り込^まれ^ていた （第

11

図）

．

その膜^{の厚 さは均}

一

_{で はな く}

， 細胞^から外^に向^{かっ て}拡散^{し て}

いる様 子 も認 め られ （第

12

図 矢 印）， 細 胞か ら

2eOnm

程離^れ

て独^{立 している}微 粒 子^も膜^で覆^{わ れて い ることが}観^{察さ れた}

．

第 7図

．

実 験 開始^{か ら}1日後^のバ イ オマ ッ ト^の透 過 型 電 子 顕 微 鏡 写真

．

GaUioneil^αsp

， ，

L_ゆ’o 漉 癬 sp

， ，

^{お よび} To^κo’々癬 sp

．

な^{ど の}鉄細菌^と微粒子 が混在す^る （矢印；^{a ：}C；allionellasp

． ，

b ：Toxothit　

SP ・ ・ ^c

^：LePtothn

’

x　SP

’

）

’

第 1_表

．

実 験 開 始^{か ら}3時間^後

，

^24時聞^後の

LePtothnt

sp

． ，

Gattionetta^sp

，

， 7褫 08 励 ^{κ sp}

．

の個 体 数

。

³時 間 後に っ いて は

，

サイ^ズによる個 体 数 を^ともに記^{し た}

．

Time _（hour） Leρ

m

ε舟厂’xsp

．

6a〃’oρe 〃θsp

．

τ

O

κ

o

εわ〃κ

sp ．

1^μ

m

＜ 十 十 十 十 十 十

3h1

_{μm ＞} 十 十 十 十 十 十 十 十 十 十 十 十

24h 十 十 十 十 十 十 十 十 十

＋＋十＋：many

，

^{＋＋ ＋：COmmOn}

，

^{＋ ＋：SOme}

，

^＋；traCe

第

8

図

．

実験開始^{か ら}6時 間後^{のバ イ オマ ッ トの}透過 型電子顕 微鏡 写真

．

^{LePtothrix　sp}

．

の細 胞 壁に は

，

微 粒 子^が密に付 着 し

て^い る （矢 印 ）

．

第9図

．

実験開始^から1時間^{後のバ イ オマ ッ トの透 過型}電 子顕微鏡 写真

．

桿 菌^の細胞^壁に付着^{し た鉱 物が固定さ れ て}

いる （矢 印 ）

．