山と水と微生物
山は火山が噴火したものや海底であったところが隆起したもの等、地球の様々な活動の変化によってできました。したがってその山の鉱石・ミネラル分も山によって違い様々なものがあります。
その山の鉱石などの成分によって水は様々な影響を受けます。それはひいてはそこに住む総ての生態系に影響を及ぼすといっても過言ではありません。海の中の微生物も山の中の微生物も総て水と鉱石中の成分と密接に関わりあいながら進化してきました。地球上の生物の起源は海中の熱床のマグマの成分と海水によって生まれ、今日まで進化し続けてきました。水と鉱石と生物のかかわりは決して切り離して考えることはできません。ちなみに昨日調査した中国山脈の滝つぼから流れ出る清流の水のPH8.7でアルカリ性酸化還元電位も212mVと比較的低く活性水であるということが分かる。また洞窟岩盤から染みだす水はPH8.2のアルカリ水で酸化還元電位189mVと還元力の高い水でした。
Date: 2012/09/03(月)


化学合成細菌
化学合成細菌と呼ばれる微生物群は硫化水素、水素などの還元性物質を酸化するものや二酸化炭素の中の酸素を利用して水素ガスを酸化し、メタンを生成するメタン生成菌などもあります。現在知られている化学合成菌はほとんどが酸素分子を用いて酸化をおこなっている。化学合成菌の中には、FRMとは逆に、2価の鉄を酸化して3価にする鉄細菌もある。さらに化学合成菌から発展したのが光合成菌である。光合成菌は太陽のエネルギーをATPのエネルギーに変え、しかも同時に生体物質を合成する。光合成菌は嫌気性細菌で硫化水素や水素、一部の有機化合物を酸化して作る二酸化炭素から生体物質を合成するが、水を酸化して酸素を発生させることはできない。

Date: 2012/09/02(日)


鉄の循環の為の微生物
3価の鉄イオンを2価に還元してエネルギーを得る微生物はFRM(鉄呼吸微生物)と呼ばれている。発酵と鉄の呼吸からエネルギーを得ることができる好熱細菌、硫黄を還元する嫌気性の超好熱菌や常温で生活できるFRMも地球上いたるところに生息している。これらの微生物は、水素分子または様々な、有機化合物から電子を奪って鉄に与えることで、生きていくためのエネルギーを得ている。この反応に伴い水素ガスは水素イオンに、有機化合物は酸化されて最終的には二酸化炭素となる。FRMは水によって循環する鉄を植物などに送り込む等、鉱物と生物へのエネルギー転換の原動力となっている。
Date: 2012/09/01(土)


生命誕生と鉄の関わり
地球上の生命体の起源は海底の熱水噴出孔の硫化鉄の表面で原始生命が誕生したという説が考えられている。硫化鉄が硫化水素と反応して黄鉄鉱(パーライト)と水素になる反応が、大きなエネルギーを生成する発熱反応で、硫化鉄の表面はプラスに帯電しているので、二酸化炭素が海水に溶けてできたマイナスイオンを引き付ける。これ等の反応によりエネルギーと水素受け取って還元され、それをもとに様々な有機物が生成される。このようにして硫化鉄の表面で様々な有機化合物が合成されると共に高分子化し、その反応と同時に生成するパーライトの表面に、膜状の原始生命が誕生したと推定されている。硫化鉄は秋田県や山形県に多い黒鉱鉱山の主要鉱物のひとつである。この黒鉱は熱水噴出孔付近に堆積した鉱物と考えられている。黒鉱鉱山からはパーライトも産出されている。黒海海底の堆積物で発見された微生物の中で発見された微生物の体内に、微細なパーライト粒子が生成されていることも報告されている。
Date: 2012/08/31(金)


DNAの生成反応にも鉄の働きがある
DNAを生成する働きにリボヌクレオチドリダクターゼという酵素が関わっている。この酵素には三種類あるが哺乳類を含む多くの生物が持ちているものは、二原子の鉄を含んでいるものである。DNAは四種類のデオキシリボヌクレオチドという低分子の化合物が重合してできたものである。デオキシとは酸素が取れたという意味でリボヌクレオチドという物質から酸素を一個引き抜けばデオキシリボヌクレオチドができる。リヌクレオチドリクターゼがこの反応を司っているのである。このように鉄は生命の循環に欠くことのできない重要な役割をしているがその鉄を循環させているのが自然現象とバクテリアなどの微生物や地衣類等の生物である。この循環が46億年の地球の歴史の中で地球を本来のオアシスと呼べる美しい星に還えていったのである
Date: 2012/08/30(木)


自然循環に寄与する鉄
生物は常に窒素を取り込む必要があり、生物が大気ガスから窒素を固定する方法の一環として酵素がその働きを担う。その酵素はニトロゲナーゼといいこれが窒素を還元してアンモニアを作っている。この酵素は鉄を含む2種のタンパク質からできている。この酵素は、レグヘモグロビンという特殊なヘモグロビンからATPと少量の酸素をもらいフェレドキシンの鉄の輪を通じて電子をもらって、窒素を還元している。植物の細胞はニトロゲナーゼを持っていないので、ニトロゲナーゼを持つバクテリアと共生しその働きでアンモニアをもらっている。特に根粒を持つマメ科の植物はこれを効率よく行うが他の植物はバクテリアとの協力関係が安定せずに窒素分が不足しがちとなり農作物に硫化アンモニアのような窒素肥料を与えてしまうので土壌の生の循環が断ち切られてしまうことになる。
Date: 2012/08/29(水)


鉄と酸素
私達は体の中の総ての細胞には酸素が十分にいきわたるようにしなければならない。この酸素の運搬にも血液中のヘモグロビンの中の鉄分が利用されている。ヘモグロビン中の鉄が酸素と結合していないときは二価で静脈血の青い色となるが、酸素と結合すると三価の赤い動脈血となる。ヘモグロビンが運ぶ酸素を筋肉等で受け取る化合物がミオグロビンである。酸素との結合力はヘモグロビンに関しては酸素が多い時に強く、ミオグロビンは酸素が少ない時に強いので、酸素が不足している筋肉などでは、ヘモグロビンがミオグロビンに酸素を取られる。このような重要な鉄がなくなったら、動物も植物も生きていけないが植物は土から鉄を取り込む仕掛けを持っている。動物は植物に依存している。動物は鉄を貯えることができるフェリチンというタンパク質をもっている。このタンパク質は鉄を20%以上含有することができるものである。
Date: 2012/08/28(火)


鉄は抗酸化の役割にも利用されている
人体内で活性酸素が生成されるとこれがガンの原因になることが知られている。人や生物はこれを分解する酵素をもっておりその反応の中心的な役割を鉄原子が担っている。活性酸素を無害化する酵素としてSODがある。この酵素は生物により様々な種類があり、総てが鉄を含んでいるのではない。人の場合、鉄と亜鉛を含むもの、マンガンを含むものがあるがマンガンを含むものは細菌にもあって、人間の細胞はこれを取り込んだと考えられている。鉄が無害化するのは、活性酸素ばかりではない。人工的な化学物質や医薬品を摂取しても、それを解毒したり、分解して必要な部分を吸収したりすることができる。この働きを行っているのがモノオキシゲナーゼという鉄を含む酵素である。このような仕組みを知ることが環境改善や人体への化学物質の影響を改善する糸口を知ることになる。住環境改善にはどのような自然の仕組みを利用するかが最も重要である。
Date: 2012/08/27(月)


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