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サンゴ礁のカイメンと循環

サンゴ礁はカイメンのデトリタスをたくさん食べている



Helen Fields

3 October 2013 2:00 pm


Jasper de Goeij
非カリスマ的。Halisarca caerulea(左)やScopalina ruetzleri(右)などのカイメン類はサンゴ礁の上のクラストの中で育つ――そして大量の養分を加工する。


サンゴ礁は存在するはずがない。魚などのさまざまな生物が充満していて、周囲の水が栄養をほとんど含んでいないという事実にもかかわらずサンゴ礁はある程度成長している。いま、科学者たちはそのパズルの一部が解けたと考えている。答えは、これらのコミュニティがカイメン類の排泄物に頼って生きているというものだ。

カイメン類が動物であることは簡単に忘れてしまう。顔がない。動かない。循環系も消化系すらもない。その代わり、カイメン類は体にある小さな孔を通して水を引きこみ、ポンプして栄養を抽出する細胞を通過させる。一部のカイメン類は樽形や球形に成長するが、ヤスパー・デ・ホイ(Jasper de Goeij)が研究しているものは平らで、色鮮やかなクラストであり、その厚さは数ミリメートルしかない。アムステルダム大学の海洋生物学者、デ・ホイが数年前にそれらをラボで飼い始めたとき、それらが常に汚れていて、ふわふわした茶色のデトリタスのピラミッドで覆われていることに彼は気づいた。最初は彼はそれらを飼っていた水槽のせいにしていたが、すぐにカイメン自身が死んだ細胞を剥離させ排泄物を出すことによって汚れが作られていることを理解した。カイメン類はカリブ海のサンゴ礁の約3分の2を占めるクラックとクレバスに入り込んでいるため、デ・ホイはこのデトリタスがこれらの生態系を養っているのではないかと考えついた。

微生物がサンゴ礁コミュニティを養うのを助けていることはすでに分かっていた。微生物は溶解した糖やアミノ酸などの有機物を動物が利用できる複雑な分子へと変える。(ほとんどの海洋動物は水から糖を吸い出すことができない。もっと複雑な形になっている必要がある。)しかしデ・ホイは以前の調査で、サンゴ礁に全ての活動を説明するのに十分な微生物がいないことを見いだした。デ・ホイはカイメン類から剥がれ落ちるネトネトしたものの中にも重たい物質があることを発見した。それはカイメン類が栄養を吸い、細胞と排泄物に変えたことを示す。

次に、研究者たちはラボの近くのサンゴ礁で実験を行った。固く織られた綿布を使ってサンゴ礁の二つのクレバスを閉鎖し(カイメン類はクレバスが大好きだ)、ラベルされた食糧を注入した。6時間経ったら、彼らは布を取り外してクレバス内のカイメン類、近くの堆積物、水、および領域内の巻貝やワームなどの動物から、6時間ごとのサンプルを採った。最初の6時間では、ラベルされた食糧はカイメン類の中にとどまっていた。次の日にかけて、それはカイメン類の廃棄細胞と排泄物の産物の中に現れた。2日のうちに、それは領域内の他の動物に移り、それらがカイメン類のデトリタスを食べたことを意味した。チームはこの研究を今日、サイエンス誌(Science)にオンラインで報告している。「それは本当に速いシステムだ」とデ・ホイは話す。「100リットルの水中洞窟に、ティースプーンの砂糖を入れると、2日後には周囲を這い回る巻貝の中に見つかる」

カイメン類の役割がどれだけ大きいのかは明らかでない。デ・ホイはキュラソーのサンゴ礁では、動物が細菌の約10倍の養分を循環していると算出する。しかし全体でどれだけそれらが重要かを解明するには、もっと多くの場所でもっと多くのカイメン類を研究することが必要だろう。科学者たちはカリブ海のサンゴ礁でカイメン類が増えつつあることを観察している。その理由の一部は、農耕などの人類活動による水から注入される養分があるためだ。藻類がそれらを利用して自生し、それが漏出する糖類をカイメン類は吸い取れる。

「大型のカイメン類は無視されてきたようなものだから、とても興奮する」とノースカロライナ大学(ウィルミントン)の海洋化学生態学者、ジョゼフ・ポーリク(Joseph Pawlik)は話す。カイメン類は同定するのが難しく、クラックやクレバスで生育するものは採取するのも難しい。ポーリクはサンゴ礁の表面に生育する大型カイメン類を研究していて、それらがデ・ホイの薄い、クラスト様のカイメン類と同じ割合で細胞を捨てているかどうかを知るを楽しみにしている。新しい研究は「カイメン類がサンゴ礁の生態系にとってどれだけ重要かについてのたくさんの新しい科学とはるかに良い理解を生もうとしている」とポーリクは話す。

元記事
Science NOW
Coral Reefs Feast on Sponge Detritus
Helen Fields, 3 October 2013

原論文
Jasper M. de Goeij, Dick van Oevelen, Mark J. A. Vermeij, Ronald Osinga, Jack J. Middelburg, Anton F. P. M. de Goeij, Wim Admiraal
Surviving in a Marine Desert: The Sponge Loop Retains Resources Within Coral Reefs
Science 4 October 2013: Vol. 342 no. 6154 pp. 108-110
DOI: 10.1126/science.1241981
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