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グリーンタイドを構成するアオサ2種の生理生態学的特性と生存戦略に関する研究

中村, 方哉 筑波大学 DOI:10.15068/00160355

2020.07.21

概要

アオサはアオサ藻綱アオサ目アオノリ科アオサ属に分類される潮間帯に生息する大型の緑藻類である。近年、世界中の富栄養化した内湾でこれらが大繁殖し、沿岸に打ち寄せられ蓄積することにより、グリーンタイドと呼ばれる現象を引き起こしている (Fletcher 1996;蒲郡市 2011)。国内では東京湾、大阪湾、広島湾、博多湾といった巨大都市に隣接する沿岸でグリーンタイドが報告されている(能登谷 1999;工藤ら 2003;矢持ら 2003;Uchimura et al. 2004;Hiraoka et al. 2004)。グリーンタイドの定義は研究者によって異なるが、大野(1999)はアオサ属の大繁殖と堆積という現象に対してグリーンタイドという用語を限定的に使用することを提言しており、本研究ではその定義に従っている。グリーンタイドは被陰効果や、浅場の有用海産物の収量を低下させるだけでなく、海岸線に打ち上げられ堆積したアオサ類は腐敗により臭気を発生して人々を海辺から遠ざけることで、沿岸域の生態系機能および生態系サービスに悪影響を及ぼす(Frankenstein 2000;Yabe et al. 2009)。

Arasaki(1984)は、高度成長期に日本沿岸各地の富栄養化に伴ってグリーンタイドが確認されるようになり、特に東日本ではそれまで優占していたアナアオサではなく、新種のアオサに置き換わっていることを指摘した。翌年には右田(1985)が長崎県大村湾で採集した 1 m 以上になる浮遊性の大型アオサをアナアオサの不稔性変異種として発表した。これに対し大野(1988)は、浮遊性の不稔性アナアオサが通常のアナアオサと異なる生理生態学的特性をもつことを明らかにした。さらに平岡ら(1998)は博多湾に大量繁殖する浮遊性アオサと通常のアナアオサが異なる種であること報告した。その後、塩基配列の相同性比較によるアオサの種同定方法が確立され、2004 年にミナミアオサが新種として登録された(Hiraoka et al. 2004)。

東京湾の湾奥の谷津干潟は 1960 年代から 1970 年代にかけて工業用地や住宅地の開発が進む中、埋め立てを免れ周囲をコンクリート壁によって仕切られた形状となったものの、東京湾に飛来する渡り鳥であるシギ・チドリ類の生息地となった。その結果、1988年に鳥獣保護区に指定され、1993 年にラムサール条約に登録されるなど国内外にとって重要な湿地として評価されているが、近年、当地では年間を通してグリーンタイドの発生がみられている(Yabe et al. 2009)。これまでの研究により、谷津干潟ではミナミアオサとアナアオサが生育しており優占種はミナミアオサであること、ミナミアオサは干潟内の大部分を占める潮間帯に浮遊、半浮遊して生育しているのに対し、アナアオサは潮間帯下部から潮下帯にあたる澪(水路)に堆積する貝殻や周囲の護岸に固着して生育していることが明らかとなっている。

東京湾湾奥は、夏季の貧酸素や高水温、降雨による塩分変動など、アオサを始めとする浅海域に生息する生物に取って過酷な水環境である(風呂田 1987)。さらに干潟では、干出時に太陽光の直接照射や乾燥に加えて、夏期には日中干出に伴う高温、冬期には夜間干出に伴う低温の大気に暴露され、環境変動の激しい生息場となっている。アオサがこのような変動環境下で生存するためにどのような生理生態学的特性をもっているのか検討することは、グリーンタイドの発生メカニズムや今後の対応を考える上で不可欠である。現在まで、ミナミアオサの生理生態学的特性に関する情報は報告されていないため、本研究ではミナミアオサとアナアオサの環境応答性を比較し、谷津干潟においてミナミアオサが優占種となるための生理生態学的特性とその生存戦略を明らかにする事を目的とした。

本研究において詳細にミナミアオサとアナアオサの光合成速度や相対成長速度、栄 養塩吸収速度などの生理特性、クロロフィル蛍光法を用いたストレス応答や強光暴露 時の活性酸素種(ROS)の蓄積、アスコルビン酸含量の変動ならびに抗酸化酵素活を調べた結果、アナアオサは環境条件の変化に対して敏感であり、アスコルビン酸の増加 や ROS 消去酵素群の活性化によりストレスを回避していると考えられた。これに対しミナミアオサはアナアオサよりも高い一次生産および栄養塩吸収速度による高い相対 成長速度を示した。このように生理特性が異なることで両種はそれぞれ異なるニッチ に棲み分け、共存できることが示唆された。この性質は谷津干潟に分布するアオサ 2 種の分布形式、すなわちミナミアオサは環境ストレスを受ける干潟の大部分に分布しており、アナアオサは環境ストレスを受けにくい澪筋に限定的に分布していることをよく説明するものであった。

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参考文献

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