微生物と動物の共生関係はカンブリア紀以前から存在した可能性(Get by with a little help from (old) friends)

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2026-09-23 ワシントン大学セントルイス校

ワシントン大学セントルイス校などの研究チームは、動物と微生物が共生して化学環境を変化させる化学共生(chemosymbiosis)が、これまで考えられていたよりはるかに古い進化的戦略であることを化石から示した。研究では、エディアカラ紀(約6億3500万~5億4000万年前)の海底に生息していた管状動物の化石に残る黄鉄鉱(pyrite)の地球化学的特徴を分析。硫黄酸化細菌が硫化物を酸化し、宿主にとって有害な化学環境をより生存しやすい状態へ変えていたと考えられる証拠を得た。これは、化学共生がカンブリア爆発以前、すなわち多細胞動物が初期進化した時期から存在していた可能性を示す。微生物との共生が、初期動物の海洋への進出・生存を支える重要な進化メカニズムだった可能性が示された。

微生物と動物の共生関係はカンブリア紀以前から存在した可能性(Get by with a little help from (old) friends)
A reconstruction of Conotubus hemiannulatus and its symbiotic relationship with sulfur-oxidizing bacteria. (Image: David Fike)

<関連情報>

エディアカラ紀の管状動物における化学共生栄養戦略 Chemosymbiotic trophic strategy in an Ediacaran tubular animal

Zhenfei Wang, Yongbo Peng, Qing Tang, +8 , and Lisa M. Pratt
Proceedings of the National Academy of Sciences  Published:August 24, 2026
DOI:https://doi.org/10.1073/pnas.2526201123

Abstract

Chemosymbiosis may have been a key driver of early animal evolution and diversification. Yet evidence for animal–microbe nutritional partnerships in the fossil record of early metazoans remains scarce, largely owing to the limited availability of robust geochemical proxies and suitable fossilization pathways. Here, we report extremely low molybdenum isotope (δ98Mo) values in pyritized fossils of the terminal Ediacaran Conotubus, a nonbiomineralized cloudinomorph representing some of the earliest metazoans. Such low δ98Mo values are otherwise only known in modern cold-seep chemosymbiotic tubeworms hosting sulfur-oxidizing bacterial symbionts. Homogeneously low δ34S signatures of fossils indicate that rapid pyritization in early diagenesis under euxinic taphonomic settings preserved primary Conotubus chitinous δ98Mo. Substantial δ34S fractionation relative to seawater sulfate and high Δ33S values indicate that active microbial H2S oxidation occurred within their habitat. Our findings provide evidence that Conotubus may have engaged in chemosymbiosis with sulfur-oxidizing bacteria—the earliest geochemically supported case in the fossil record. This trophic strategy likely enabled Conotubus to thrive in the redox-stratified Ediacaran ocean where sulfide and oxidants coexisted, facilitating its ecological success.

生物環境工学
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