ログイン- ★Google+
- ★Hatena::Bookmark
微生物の地球規模の分散と気候変動との関わりを示す
山梨大学総合分析実験センターの瀬川高弘講師、千葉大学大学院理学研究院の竹内望教授、大阪工業大学工学部の松﨑令講師、広島大学大学院統合生命科学研究科の米澤隆弘教授らの国際研究チームは、世界で最も孤立した雪氷圏の一つであるハワイ島マウナケア山の山頂部の残雪に、北極や南極などの積雪上に繁殖する微生物である雪氷藻類注１）を確認しました。この藻類の大繁殖は雪を赤く染め、赤雪と呼ばれる現象を引き起こすことで知られています。遺伝子解析の結果、今回発見された雪氷藻類には、約25万年前に他地域の集団から分かれて独自に進化してきたハワイ島固有の系統群と、世界各地に分布する広域分布系統の二つのグループが含まれることが判明しました。本成果は、雪氷環境に適応した微生物が長期的な気候変動を通じて世界規模で分散し、各地域で固有種へ進化することを明らかにしました。温暖化が進む現在において、雪氷上の希少な生態系とその遺伝的多様性を保全することの重要性を示しています。
▪️研究の背景
雪氷藻類は、北極や南極、世界各地の高山の雪の上で融雪期に繁殖する単細胞性の光合成微生物で、一部の種は大繁殖して雪を赤く染め、「赤雪」と呼ばれる現象を引き起こすことが知られています。赤雪は古代ギリシャのアリストテレスの時代から知られ、ダーウィンもアンデス山脈で遭遇したことを記録に残しているなど、古くから世界各地で見られる現象です。赤い色は、雪氷藻類が雪の上の強い紫外線から身を守るために細胞内に蓄積した赤い色素（アスタキサンチン）に由来します。雪氷藻類は、雪氷生態系の重要な一次生産者として機能するとともに、雪面のアルベド（反射率）を低下させることで融雪を促進し、地球の気候システムにも影響を与えています。しかし、世界各地に分布する雪氷藻類が、いつ、どのように地球上の雪氷圏に広がったのかは、謎のままでした。
ハワイ島のマウナケア山（標高4,207メートル）は、熱帯に位置しながらも、冬季に降雪があることが知られています。太平洋中央部に位置し、最も近い大陸から約3,900キロメートル離れたハワイ島の雪に、雪氷藻類が繁殖して赤雪現象が起こるかどうかについては、今まで科学的確認例はありませんでした。
マウナケア山の積雪は、通常は早春までに雪が消失してしまい、赤雪の発生は期待できません。しかしながら、エルニーニョ・南方振動（ENSO）注２）がラニーニャ注2）となる年には、低温と多雪により、雪が長期間残存することがあります。2023年はラニーニャの影響が残り、2月の大雪に続いて3～4月にも降雪があり、平年より低い気温が続いた結果、7月末まで雪が残る異例の年となりました。過去33年間で最も長期間残った積雪が、ハワイ島での赤雪現象を初めて発見することにつながりました。また、この地理的孤立と稀な気象条件の組み合わせから、雪氷藻類の世界的な分散過程について重要な事実が明らかになりました。
▪️研究の背景
雪氷藻類は、北極や南極、世界各地の高山の雪の上で融雪期に繁殖する単細胞性の光合成微生物で、一部の種は大繁殖して雪を赤く染め、「赤雪」と呼ばれる現象を引き起こすことが知られています。赤雪は古代ギリシャのアリストテレスの時代から知られ、ダーウィンもアンデス山脈で遭遇したことを記録に残しているなど、古くから世界各地で見られる現象です。赤い色は、雪氷藻類が雪の上の強い紫外線から身を守るために細胞内に蓄積した赤い色素（アスタキサンチン）に由来します。雪氷藻類は、雪氷生態系の重要な一次生産者として機能するとともに、雪面のアルベド（反射率）を低下させることで融雪を促進し、地球の気候システムにも影響を与えています。しかし、世界各地に分布する雪氷藻類が、いつ、どのように地球上の雪氷圏に広がったのかは、謎のままでした。
ハワイ島のマウナケア山（標高4,207メートル）は、熱帯に位置しながらも、冬季に降雪があることが知られています。太平洋中央部に位置し、最も近い大陸から約3,900キロメートル離れたハワイ島の雪に、雪氷藻類が繁殖して赤雪現象が起こるかどうかについては、今まで科学的確認例はありませんでした。
マウナケア山の積雪は、通常は早春までに雪が消失してしまい、赤雪の発生は期待できません。しかしながら、エルニーニョ・南方振動（ENSO）注２）がラニーニャ注2）となる年には、低温と多雪により、雪が長期間残存することがあります。2023年はラニーニャの影響が残り、2月の大雪に続いて3～4月にも降雪があり、平年より低い気温が続いた結果、7月末まで雪が残る異例の年となりました。過去33年間で最も長期間残った積雪が、ハワイ島での赤雪現象を初めて発見することにつながりました。また、この地理的孤立と稀な気象条件の組み合わせから、雪氷藻類の世界的な分散過程について重要な事実が明らかになりました。
▼本件に関する問い合わせ先 |
|
学校法人常翔学園 広報室 | |
石村、木下 | |
住所 | ： 大阪市旭区大宮5丁目16番1号 |
TEL | ： 06-6954-4026 |
採取地点の位置と赤雪を引き起こす藻類の顕微鏡写真
図１：マウナケア山における積雪の写真 左図：2021年1月21日、右図：2021年3月26日
図２：マウナケア山頂部でのサンプリングの様子 コンタミネーション防止のため白衣を着用し、無菌的手法で採取
図３：ITS2配列に基づくマウナケア山の赤雪中のハワイ島固有系統および広域分布系統の割合
図４：ハワイ島固有系統を含むクロロモナディニア雪氷藻類の進化系統樹 ITS2を用いた解析により、ハワイ島で発見された雪氷藻類（赤点）と世界各地の同グループ藻類がどの時期に共通祖先から分岐したかを推定。数値は分岐年代（年前）を示す。比較対象は南極・北極・中緯度地域の雪氷、中央アジアの氷河コア、および世界の遺伝子データベースから得られた同グループの藻類。
大学・学校情報 |
|---|
| 大学・学校名 大阪工業大学 |
|
| URL https://www.oit.ac.jp/ |
| 住所 【大宮キャンパス】〒535-8585 大阪市旭区大宮5丁目16-1 【梅田キャンパス】〒530-8568 大阪市北区茶屋町1-45 【枚方キャンパス】〒573-0196 大阪府枚方市北山1丁目79-1 |
| 大阪工業大学は、工学部、ロボティクス＆デザイン工学部、情報科学部、知的財産学部を設置しています。「現場で活躍できる専門職業人の育成」という建学の精神のもと、「教育力」と「研究力」により、社会の進化・要請に応じた人材を育成しています。 |
| 学長（学校長） 井上 晋 |