磁性細菌による自然残留磁化－再現実験と天然試料分析から古地磁気記録の信頼性に迫る

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活動を終えた磁性細菌の細胞群は当時の地球磁場の方位・強度に応じて配列し、堆積物形成初期の圧密・脱水過程を経て自然残留磁化(NRM)を獲得すると考えられる。これまで、培養した磁性細菌 Magnetospirillum magnetotacticum MS-1（以下MS-1）の細胞群を用いて、「堆積物形成初期」に生物源磁鉄鉱が獲得するNRMの性質について検討してきた。MS-1は細胞内に直鎖状配列の磁鉄鉱粒子群を合成し、実験室での培養が可能であるが、これまでに、一般的な条件で培養すると磁鉄鉱を合成しない個体群が優勢になる傾向があることが分かってきた。そこで、磁鉄鉱合成個体群の割合を増加させるため、磁気分離を適用することで磁鉄鉱合成個体群を選択的に植え継ぐ「磁気分離継代培養」を10代にわたって行った。磁気特性測定システム(MPMS)による低温磁気測定の結果、磁気モーメントは4代目まで増加したが、以降減少に転じた．また、MS-1の個体総数は4代目まで増加したが、以降は減少に転じた。実験室培養により、磁鉄鉱を合成しないが増殖速度が速い「非磁石型」と、磁鉄鉱を合成するが増殖速度が遅い「磁石型」の2つの型が発生したと考えられる。磁気分離を繰り返すたびに後者が優勢になるとともに、その性質が強化される結果、細胞内磁鉄鉱の数が増加する。一方で、培養後の個体総数は減少していく結果、両者の傾向のバランスにより、4代目で磁気モーメントと個体総数が最大になったと推定された。よって、今回の磁気分離継代培養による方法では、4代目で「最大パフォーマンス」となる磁鉄鉱合成個体群が得られると結論した。