海洋生物の高温耐性は、温暖化した海洋環境での生存を大きく左右する重要な要素です。
海洋生物たちは、様々な生物間相互作用の中で生活していますが、特に“共生関係”における共生生物の温度耐性は、共生系全体の耐性を左右することが知られています。
例えば、サンゴと褐虫藻の共生関係では、より高温耐性の高い褐虫藻と共生することが、共生系全体の高温耐性を高めサンゴを白化から守ることに繋がるとされています。
そうした中、東京大学大気海洋研究所の高木悠花准教授と千葉大学大学院融合理工学府地球環境科学専攻の関根真大学院生の研究グループは、浮遊性有孔虫と渦鞭毛藻の光共生が、共生藻の高温耐性を高めていることを明らかになりました。
この研究成果は「Symbiosis」に掲載されています（論文タイトル：Photosymbiosis and thermal tolerance: Insights from planktonic foraminifera and their dinoflagellates）。
海洋プランクトン・浮遊性有孔虫
光共生は海洋プランクトンでも知られています。浮遊性有孔虫はその1つです。
この生物はサンゴの褐虫藻に近縁な渦鞭毛藻を共生藻として持つことが知られています。そのため、海水温上昇により「白化」してしまうのではないかと危惧されているのです。
真鶴半島（提供：PhotoAC）そこで研究グループは、沖縄県瀬底島沖、相模湾真鶴沖の2地点から浮遊性有孔虫の Trilobatus sacculifer を採取。19.5～36度の範囲で温度耐性実験を行い、宿主の成長、共生藻の増殖、光合成活性の調査をしました。
共生することで高温耐性を高める
温度耐性実験の結果、Trilobatus sacculifer の共生系は32度まで健康的に成長できることが明らかになっています。また、34度以上では致死的であったものの、白化のような状態は観察されなかったようです。
一方で、共生藻単体では29度までしか増殖できないことがわかっています。これは、共生することで共生藻の高温耐性を高めていると言える結果となりました。
光共生の新たな側面
さらに、共生藻単離培養株の追加的実験により、遮光条件下では共生藻が30度まで増殖できることが示されています。
この結果は、共生状態では宿主の細胞が光を遮光することで、光ストレスを緩和し、間接的に共生藻の高温耐性を高めている可能性を示唆するものとなりました。
宿主を避難所のように利用する光共生の新たな側面が見出されたのです。
海洋生態系の予測に貢献
今回の研究によって、浮遊性有孔虫が高い高温耐性を示すこと、共生藻は共生状態のほうが、より高い温度に耐性を持つことが明らかになりました。
海洋で低次生態系を支えるプランクトンの温度耐性を理解することは、将来の地球温暖化における海洋生態系を予測する上で、重要な知見になると考えられています。
（サカナト編集部）
