2009年、生物学者のダン・ラー氏は、他の研究者から興味をそそるメールを受け取りました。 そのメールには、奇妙な生物の写真が含まれていました。 その研究者は、ブラジル中央部の氾濫原でその微生物を発見したのです。 その黄褐色の殻は、三角形のような独特の形をしていました。
その形は、映画「ロード・オブ・ザ・リング」に出てくる魔法使いの帽子を思い起こさせたのです。 「
ラー氏は、ブラジルのサンパウロ大学の生物学者です。 彼はこの単細胞生物がアメーバ（Uh-MEE-buh）の新種であることに気がつきました。 アメーバには、このアメーバのように殻を持つものがある。 アメーバは、タンパク質など、自分たちで作った分子で殻を作ることもある。 また、鉱物や植物など、環境から採取した物質のかけらを使って殻を作ることもある。 また、殻をもたない「裸のアメーバ」もいる。 この新発見のアメーバについてもっと知るためには、Lahr はもっと多くの標本を必要とするでしょう。
2年後、別のブラジル人科学者が、川から同じ種の写真を送ってきたのである。 しかし、大当たりは2015年にやってきた。 3人目の科学者が彼にメールを送ってきたときだ。 この研究者、ジョルダナ・フェレスは、三角形のアメーバを数百匹集めていたのだ。 それは、彼女とラーにとって、この種の詳細な研究を始めるのに十分な量だった。
彼らは微生物を顕微鏡で調べた。 アメーバは、自分で作ったタンパク質と糖で帽子型の殻を作っていることがわかった。 大きな疑問は、なぜ微生物がその殻を必要とするのかということです。 おそらく、太陽の有害な紫外線から身を守るためだろう。 ラー氏は、この種を Arcella gandalfi (Ahr-SELL-uh Gan-DAHL-fee) と名付けました。
ラー氏は、さらに多くの種類のアメーバが発見を待っているのではないかと考えています。 「と彼は言います。
科学者はまだアメーバについてほとんど知らないのです。 ほとんどの生物学者は、より単純な生物かより複雑な生物を研究しています。 例えば、微生物学者は、しばしば細菌やウイルスに注目します。 これらの微生物はより単純な構造をしており、病気を引き起こす可能性がある。 動物学者は、哺乳類や爬虫類など、より大きくて身近な動物を研究することを好みます。
アメーバは「ほとんど無視されてきた」と、リチャード・ペイン氏は指摘します。 彼は、イギリスのヨーク大学の環境科学者です。 「しかし、科学者がこの奇妙な小さな生物を調べると、大きな驚きを発見します。 アメーバの食べ物は、藻類から脳みそまでさまざまです。 あるアメーバは、自分を守るためのバクテリアを持っている。 また、自分たちの好きな細菌を「養殖」しているものもいる。 さらに、地球の気候変動に一役買っているものもいます。
メニューは？ 菌類、ミミズ、脳みそ
目に見えないが、アメーバはどこにでもいる。 土の中、池、湖、森、川などに住んでいます。 森の中で一握りの土をすくい上げると、おそらく何十万ものアメーバが入っているでしょう。
しかし、それらのアメーバがすべて互いに密接に関係しているとは限りません。 アメーバ」という言葉は、見た目や行動が一定しているさまざまな単細胞生物を表します。 中には、一生のうち一部しかアメーバでない生物もいる。
バクテリアと同じように、アメーバはただ1つの細胞を持っています。 しかし、似ているのはここまでです。 ひとつには、アメーバは真核生物であることだ。 つまり、DNAが核（NEW-klee-uhs）と呼ばれる構造体の中に詰まっているのである。 バクテリアには核がない。 ある意味では、アメーバはバクテリアよりも人間の細胞に似ている。
また、形を保つバクテリアと違って、殻のないアメーバは塊のように見える。 その構造は大きく変化する、とラー氏は言う。 彼は彼らを「シェイプシフター」と呼んでいます。
その塊っぽさが役に立つこともあります。 アメーバは、仮足と呼ばれる膨らんだ部分を使って移動する。 この言葉は “偽の足 “を意味する。 これは細胞膜の延長線上にある。
擬足はアメーバの食事にも役立っています。 伸びた仮足は、アメーバの獲物を飲み込むことができる。 そのため、この微生物は細菌、真菌細胞、藻類、さらには小さな虫さえも飲み込むことができる。
一部のアメーバは人間の細胞を食べ、病気を引き起こす。 一般に、アメーバは細菌やウイルスほど多くの人間の病気を引き起こさない。 それでも、いくつかの種は致死的である。 例えば、Entamoeba histolytica (Ehn-tuh-MEE-buh Hiss-toh-LIH-tih-kuh) と呼ばれる種は、人間の腸に感染することがあります。 腸に入ると、「文字通り食べられますよ」とラー氏は言う。 アメーバによって引き起こされる最も奇妙な病気は、Naegleria fowleri (Nay-GLEER-ee-uh FOW-luh-ree) という種に関係するものである。 そのあだ名は「脳を食べるアメーバ」。 ごくまれに、湖や川で泳いでいる人に感染することがあります。 しかし、鼻の中に入ってしまうと、脳まで移動して脳細胞を食べてしまうのです。 この感染症は通常、死に至る。
小さな缶切り
セバスチャン・ヘスという科学者は、最近、いくつかのアメーバが食べるために使うトリックを発見しました。 彼はカナダのダルハウジー大学で真核微生物の研究をしています。 それはノバスコシア州のハリファックスにあります。 ヘスは子供の頃から顕微鏡で小さな生き物を見るのが好きでした。
10年前、ヘスはドイツで凍った池の氷を打ち破りました。 彼は水のサンプルを採取し、研究室に持ち帰った。 顕微鏡を通して、彼は奇妙なものを見た。 緑色の球体が、緑藻類の中で小さな泡のように蠢いているのだ。 この球体が何であるかは「さっぱりわからない」。 そこでヘスは、その緑色の球を含む藻類を他の藻類と混ぜた。 すると、藻の中から球体が飛び出してきて、泳ぎ始めたのだ。
Hess は、この緑色の球体がアメーバ鞭毛虫（Uh-MEE-buh-FLAH-juh-laytz）という微生物であることに気付きます。 つまり、彼らは2つの形態を切り替えることができるのです。 一つは、鞭毛（Fluh-JEH-luh）と呼ばれる尾のような構造を使って泳いだり滑ったりする形態だ。 泳いでいるときに食べ物を見つけると、アメーバに変身する。 その形は硬くなくなる。
ヘスは顕微鏡を通して、これらのアメーバの1つが藻類の細胞に穴を開けるのを見た。 アメーバは中に押し入った。 そして、藻の内臓を食べた。 その後、アメーバは分裂し、自分のコピーを作った。 それが、ヘスが以前見た、くねくねと動く緑色の球体であった。 このアメーバは、藻の細胞にさらに穴を開けていく。 あるものは、藻の繊維の隣の細胞に侵入した。 しかし、そのうちのいくつかは逃げ出した。 ヘスはこの種をViridiraptor invadens (Vih-RIH-dih-rap-ter in-VAY-denz) と名付けた。
彼は沼地で同様の種を発見した。 アメーバ鞭毛虫の仲間でもあるが、藻の中を這うことはしなかった。 その代わり、藻の細胞にC字型の切れ目を入れた。 ヘスはこのアメーバを「缶切りのようなもの」と表現している。 そして、アメーバは「蓋」を持ち上げ、仮足を使って穴の中に手を伸ばした。 そして、細胞から取り出した物質をガツガツと食べるのである。 ヘスはこの種をOrciraptor agilis (OR-sih-rap-ter Uh-JIH-liss) と名付けた。
さらに最近、この2つのアメーバ鞭毛虫が藻類をハッキングする方法の手がかりを発見しました。 どちらもアクチン（AK-tin）と呼ばれるタンパク質から助けを得ているようです。
アメーバ鞭毛虫では、アクチンがメッシュを形成しています。 これは細胞が仮足を作るのに役立っている。 この網目は、仮足が藻類に引っ掛かるのにも役立っているかもしれません。 アクチンは、微生物の細胞膜にある他のタンパク質と結合し、藻類の細胞壁に付着することができるかもしれない。 アクチンは、藻類の細胞壁を切り裂く他のタンパク質（酵素）を導くのにも役立つかもしれません。
ヘス氏らによる研究の結果は、一見単純に見えるアメーバが、当初考えられていたよりもはるかに高度な生物である可能性を示唆しています。 単細胞のエンジニアと考えることもできるかもしれません。 「その行動という点では、彼らはまさに超複雑な生物なのです」とヘスは言います。 彼女は、Dictyostelium discoideum (Dihk-tee-oh-STEE-lee-um Diss-COY-dee-um) と呼ばれるアメーバを研究しています。 単にディクティと呼ぶ人も多い。
ディッキーは通常、単独で生活している。 しかし、餌が少なくなると、数万匹が合体してドームになることがある。 通常、ドームはナメクジのような形に変形する。
そこに到達すると、ナメクジはきのこ状の形を形成するのです。 きのこ」の上部にいるアメーバは、硬い被膜で自分の周りを取り囲んでいます。 この被膜のある形を胞子という。 昆虫やミミズ、大きな動物がこの胞子に触れると、知らず知らずのうちに胞子を新しい場所に運んでしまうかもしれない。 その後、胞子が割れて、被膜の中のアメーバが新しい場所で餌を探すために飛び出す。 彼らは細菌を消化することなく、自分の体内に運びます。 これは「弁当箱のようなものです」とブロックは説明する。 そのために、アメーバは、食べることのできない別のグループのバクテリアの助けを借りるのです。 このヘルパー微生物もまた、アメーバの中に住んでいる。
科学者は、バクテリアを運ぶアメーバを「ファーマー」と呼んでいます。 研究者たちは、アメーバが新しい家にたどり着くと、餌となるバクテリアを土に吐き出すのではないかと考えています。 そして、その細菌が分裂して、さらに多くの細菌を作り出す。
最近、研究者は、アメーバナメクジが移動中に特殊な細胞で身を守っていることを発見しました。 この細胞もディクティ・アメーバです。 センチネル細胞として知られるこの細胞は、他のアメーバに害を与える可能性のある細菌や毒性物質を掃き集めているのです。 それが終わると、ナメクジはセンチネルを置き去りにする。
ブロックは、この発見がディクティ農家にとって何を意味するのか疑問に思った。 農民はセンチネル細胞にバクテリアの餌を殺されたくはないだろう。
それを知るために、ブロックのチームは研究室でアメーバ・ナメクジを形成させた。 あるナメクジはすべて農民であった。 他のものはすべて非農家であった。 研究者たちはセンチネル細胞を染め、ナメクジを実験皿の上を移動させました。 その後、センチネル細胞がどれだけ残っているかを数えた。 予想通り、農民のナメクジはセンチネル細胞が少なかった。
科学者たちは、このことが農民を有毒化学物質からより危険にさらすことになるのだろうかと考えた。 そこでブロックは、農民と非農民を有毒化学物質にさらしました。 農民はまだ繁殖することができました。
ブロックは今、農民が持っているバクテリアの一部が、有毒化学物質を撃退するのに役立っていると考えている。 これらのバクテリアは化学物質を分解するかもしれません。 つまり、農民は有毒な脅威に対して、センチネル細胞と細菌の仲間という 2 つの武器を持っているのです。
Hess と Brock は裸のアメーバを研究しています。 ペインは殻のあるものに興味を持ちました。 テスタート（TESS-tayt）アメーバと呼ばれるこの狡猾な微生物は、さまざまな種類の殻を作ることができます。 貝殻の形は、円盤状、鉢状、花瓶状などさまざまだ。 ペイン氏は「幻想的な美しさを持つものもある」と語る。
多くのテスト型アメーバは、泥炭湿地と呼ばれる生息地に住んでいます。 これらの場所は通常、水浸しで酸性である。 しかし、夏には泥炭が乾いてしまうことがあります。
単なる珍品ではなく、これらの泥炭に住むアメーバは、環境において重要な役割を果たすかもしれないと、ペイン氏は考えています。 泥炭湿地には、部分的に腐敗した植物が蓄積されます。 その植物をバクテリアが食べて、炭酸ガスを放出する。 大気中では、この温室効果ガスが地球温暖化を促進する。 泥炭アメーバはこのバクテリアを食べてくれる。 つまり、泥炭地のアメーバは、泥炭地が地球温暖化に果たす役割の大きさに影響を与える可能性があるのです」
ペイン氏らは、山火事があった中国の泥炭地を調査しました。 気候が温暖化すると、山火事がより頻繁に起こるようになる可能性があります。 そこで科学者たちは、火災が沼の精巣アメーバにどのような影響を与えるかを知りたいと考えました。
ペインの中国の同僚たちは、沼の焼けた部分と焼けない部分からサンプルを取りました。 そしてチームは、2種類の睾丸アメーバの違いを分析しました。 1つは、砂粒や植物のかけらなどの破片で殻を作るもの。
焼かれていないパッチでは、両方のタイプのアメーバが同程度の数で見つかりました。 しかし、焼けたパッチでは、砂や瓦礫でできた殻を持つアメーバがより多く見つかりました。 この発見は、火災がシリカの殻を持つアメーバをより多く破壊したことを示唆しています。
Payne は、それが気候変動に対して何を意味するのかまだ分かっていません。 アメーバの移動が泥炭湿地の炭素放出を増やすのか減らすのか、はっきりしないのだ。 このプロセスは「非常に複雑」だと彼は言います。
アメーバに関する他の多くの詳細は、依然として不明です。 いくつの種が存在するのか？ なぜ殻を持つものがあるのか。 アメーバは、環境の一部で他の微生物の数にどのような影響を与えるのでしょうか？ 植物など、周囲の生態系にどのような影響を与えるのか。
科学者たちは、アメーバについて、長い間、自分たちを占有してしまうほどの疑問を持っています。 それが、ペインのような研究者がこの生物を非常に興味深く感じる理由の1つです。 さらに彼は、「アメーバは本当にかっこいい」と言います。 気候変動は、そこに生息するアメーバの数や種類を変化させる可能性があります。 そして、沼地のアメーバの個体数の変化は、気候にフィードバックする可能性があります。アメーバは、泥炭が腐敗することによって排出される二酸化炭素の量を変えるかもしれません。 Payne