気候変動が有害な藻類ブルーム(藻類の大量発生)を促進することが明らかになる

気候変動が有害な藻類ブルーム(藻類の大量発生)を促進することが明らかになる 地球

デラウェア大学(UD)のKathryn Coyne氏と共同研究者は、異なる光条件の意義を示しました。

藻類が野生化すると、特にその藻類が有毒物質を生産する場合には、悪いことが起こる可能性があります。

その波及効果は、強力かつ長期的なものとなります。

例えば、チェサピーク湾で定期的に発生する「デッドゾーン」と呼ばれる現象は、腐敗した藻類ブルームがその地域の酸素を奪い、そこに生息するすべての植物や動物の生命を脅かすものです。

2014年にエリー湖で発生した藻類ブルーム1微小な藻類が高密度に発生し水面付近が変色する現象。による毒素は、オハイオ州トレドの水道水を汚染し、トレドの浄水場は閉鎖を余儀なくされました。

これらの有害な藻類は、水を好む犬にとっては致命的であり、人間にとっては病気の原因となり、地域の経済に大打撃を与えます。

科学者たちは、気温の上昇が有害な藻類ブルームの増加につながることを示しています。

今回の研究では、光の状態の変化が、これらの藻類の成長と影響に大きな影響を与えることが明らかになりました。

デラウェア大学地球海洋環境学部のKathryn Coyne准教授が主導したこの研究は、2021年10月27日(水)にPLOS ONE誌に掲載されました。

結論としては、気候の温暖化は有毒な藻類の成長に適しており、この藻類を食べたり、藻類に食べられたりする食物網の一部である他の生物を混乱させる可能性があります。

Coyne氏は、「特に海岸近くで発生する藻類ブルームは、成長期が長くなるにつれて悪化し、地理的にも拡大していく可能性があります。今回の研究では、チェサピーク湾やデラウェア州の内湾に生息するKarlodinium veneficum(別名:フィッシュキラー)という微細な藻類の1種に注目しました。」と述べています。

この種の藻類は「混合栄養」と呼ばれ、太陽光からエネルギーを得たり、他の藻類やバクテリアを食べてエネルギーを得たりと、特に資源に恵まれています。

K. veneficumは単細胞生物ですが、2本の鞭毛を持っています。

この鞭毛は、獲物を捕らえるために前進し、毒素で獲物を気絶させる役割を果たします。

今回の研究では、この藻類が光の状態によって成長戦略を変えることがわかりました。

これらの光の変化は、二酸化炭素や温度と相互作用して、各細胞の成長や炭素・窒素の貯蔵量に影響を与えました。

光量の少ない環境では、個体数は増えず、炭素と窒素が細胞内に蓄積されました。

光量の多い条件では、個体数は増加しましたが、細胞内の炭素と窒素の量は減少しました。

「光を変えると、以前とはまったく違う結果になるのです。」とCoyne氏は語っています。

また、この藻類は、これまで耐性がないとされてきた温度上昇(摂氏30度まで)にも順応しました。

「これは、今回の研究で使用された温度が、藻の成長を妨げないことを示唆しています。」

学名(ラテン語)"Karlodinium veneficum "で知られる藻類の細胞を顕微鏡で撮影したもの。

学名(ラテン語)”Karlodinium veneficum “で知られる藻類の細胞を顕微鏡で撮影したもの。カラー画像では、クロロフィルが赤、核が青、膜が緑で表示されている。

そういった変化は、この藻類を食べる生物にも影響を与えます。

気候変動の状況下では、藻類の栄養価が低下する可能性があるからです。

そうなると、通常は藻類の個体数を抑制する生物の力が弱まり、K. veneficumは捕食者や他の藻類に対して複数の優位性を持つことになります。

Coyne氏の共同研究者には、デラウェア大学のMark Warner教授(海洋科学・政策学)と元学生のLauren Salvitti氏、デラウェア州立大学のAlicia Mangum氏とGulnihal Ozbay氏、デラウェア州天然資源・環境管理局のChristopher Main氏、イランのゴーガン農業天然資源大学のZohreh Kouhanestani氏などがいます。

他にも、Coyne氏らは、シェワネラ菌を使って有害な藻類の発生を防ぐ「バクテリア弾」や「DinoSHIELDS」などの生物学的制御法を共同で研究しています。

Published by University of Delaware. Kathryn J. Coyne et al, Interactive effects of light, CO2 and temperature on growth and resource partitioning by the mixotrophic dinoflagellate, Karlodinium veneficum, PLOS ONE (2021). DOI: 10.1371/journal.pone.0259161