メタン菌
自然環境から大気中に放出されるメタンは温室効果ガスであり(二酸化炭素の20-30倍の温室効果)、地球温暖化への影響が心配されている。二酸化炭素は現在温暖化の原因として悪名高いが、現状の上昇グラフや温暖化への寄与率を考えると二酸化炭素以外の温室効果ガス(メタンを含む亜酸化窒素、オゾン、フロンなど)が50年後には二酸化炭素の温室効果を上回ると考えられている。
原始地球においてはメタン生成菌によるメタン放出によって地球大気が暖められ、生命の進化を促したと考えられる。またニッケルが減少した事によりメタン生成菌の繁殖が抑えられ、メタンの放出が減り藍藻類が登場して大気中の酸素が増え始めたという説もある。 大気中メタンは17世紀以前は一定の量を維持していたが、人口増加や産業革命に伴い増加の一途をたどっている。特にここ50年間で発生量は2倍になっており、これは水田や家畜などの寄与率が大きいと考えられる。メタン生成菌の関与しているメタン生成量はZinderのデータによると年間3億〜7億トンである。一方、メタン生成菌非関与の生成量は5千万〜1.5億トンであるからその寄与率の大きさは明らかである。
汚泥の除去など有効利用が行なわれる一方、水田や家畜からのメタン発生の抑制を行なう研究が進行中である。例えば、水田では稲藁をそのまま投入するより、一度発酵させ堆肥として用いたほうがメタン発生を抑制できるとの研究結果もある。
メタン菌(メタンきん、Methanogen)とは嫌気条件でメタンを合成する古細菌の総称である。英語ではmethanogenというように、正確な邦訳はメタン生成菌である。メタン生成古細菌とも呼ばれる。動物の消化器官や沼地、海底堆積物、地殻内に広く存在し、地球上で放出されるメタンの大半を合成している。分類上は全ての種が古細菌ドメインのユーリ古細菌に属しているが、系統樹上、ユーリ古細菌門の中では様々な位置にメタン生成菌種が分岐しており、起源は古いと推測される。35億年前の地層(石英中)から、生物由来と思われるメタンが発見されている。
メタン生成菌の特徴は嫌気環境における有機物分解の最終段階を担っており、偏性嫌気性菌とはいえ、他の古細菌(高度好塩菌や好熱菌など)とは異なり、他の菌と共生あるいは基質の競合の中に生育している。ウシの腸内(ルーメン)や、数は少ないものの人の結腸などにも存在し、比較的身近な場所に生息する生物として認知されている。また、汚泥や水質浄化における応用等も試みられている。
かつてはメタン生成細菌と呼ばれていたこともあったが、古細菌に分類されるに伴い、現在は使われない。
シロアリ後腸でもルーメンと同じように酢酸はシロアリに吸収される。したがって水素-二酸化炭素を利用するところだが、シロアリの種類によっては水素-二酸化炭素より酢酸生成菌が酢酸を生成する。自由エネルギー変化は酢酸生成系のほうが低い(ΔG’ = -105 kJ/mol)が、シロアリ腸内では酢酸生成菌が優占種となるケースが多い。