新たな研究によると、サンゴの捕食者の糞には、サンゴ礁が生き延びるために必要な栄養素が豊富に含まれています。
サンゴを食べる捕食者は通常、サンゴ礁の構造に損害を与える存在と考えられています。
この発見により、サンゴを食べる魚の排泄物が、サンゴ礁に共生する渦鞭毛藻の重要な環境由来の供給源であることが確認されました。
新たな研究によると、サンゴの捕食者の糞には、サンゴ礁が生き延びるために必要な生きた共生藻がぎっしり詰まっています。
ライス大学の海洋生物学者エイドリアン・コレア氏は、これはサンゴ礁の共生関係における予想外の展開だと述べています。この発見により、サンゴを食べる魚の糞が、サンゴ礁に共生する渦鞭毛藻の重要な環境由来の供給源であることが確認されました。
コレア氏によると、サンゴを食べる捕食者は通常、サンゴ礁の構造をかじって弱らせ、他の生物の隠れ場所を作り、最終的には砂浜を生み出す存在と考えられています。一方、茂った藻類を刈り取るように食べる草食魚は、サンゴ礁の健全なサンゴ被度の維持に貢献する存在として注目されています。
「伝えたいのは、『草食魚だけがサンゴ優占の維持に貢献しているわけではありません。サンゴを食べる魚も、有益なサンゴ共生生物を広げることで、おそらく貢献しているのです』ということです」とコレア氏は述べています。
「このことは、サンゴ礁で起きている相互作用のすべてを私たちが把握しているわけではなく、想像もしなかった形でサンゴ礁の保全に重要な種がいる可能性を示しています」と、博士課程の学生で、Animal Microbiome誌に掲載された研究の筆頭著者であるカーステン・グルプストラ氏は述べています。
サンゴ礁で食物を分け合う
渦鞭毛藻は、守られた環境で暮らす見返りに、光合成で作った食物を分け与えて宿主を養います。一つのサンゴには何百万もの共生生物がいますが、渦鞭毛藻を持たずに生まれるサンゴもいます。そうしたサンゴは幼生のうちに渦鞭毛藻を取り込みます。
「多くのサンゴの幼生が礁の底に定着すると、共生生物を環境中から取り込まなければなりません」とコレア氏は述べています。「水中や堆積物、サンゴ礁の大きく茂った藻類の上で共生生物を確認してきましたが、そうした微生物がどのようにそれぞれの場所に運ばれるのかは、ほとんど調べられていませんでした。」
サンゴ礁で共生生物がどのように広がるのかを考えるにあたり、研究者たちは、花粉を運ぶ昆虫や鳥が開花植物の間で有益な細菌を運ぶことを示した研究に着想を得ました。
一度の飛行で多くの花を訪れる花粉媒介バチのように、サンゴを食べる魚は絶えずサンゴ礁を行き来し、毎日多くのサンゴと接触します。
「その大半は成体のサンゴを少しずつかじるだけで、食べている群体を死なせることはありません」とグルプストラ氏は述べています。
生きた共生生物1億個
フランス領ポリネシアにあるモーレア島サンゴ礁長期生態学研究ステーションへの調査遠征で、研究チームはサンゴや藻類を食べる量の異なる魚を追跡しました。水中で使えるクリップボードを使って、魚が何を食べたか、どこで、どのくらいの頻度で排泄したかを記録しました。グルプストラ氏は、捕食魚と草食魚の糞も採取し、研究室で調べました。
「モーレア島で、採取したサンプルの一部を窓辺に数週間置いておきました」と同氏は述べています。「後日、顕微鏡で観察すると、膨大な数の共生生物が見つかりました。多くが泳ぎ回り、一部は分裂していました。」
生きた共生生物の数が非常に多かったことは予想外で、サンゴ礁の生態系全体を考えるうえでも重要な意味を持つ可能性があると、コレア氏は述べています。これまで、限られた種類のサンゴ捕食者の糞から共生生物が確認されていましたが、そのうちどれほどが生きていて、サンゴに役立つ可能性があるのかは明らかではありませんでした。
コレア氏の研究グループは、多様なサンゴ捕食者の糞から、高濃度の生きた共生生物を発見しました。たとえば研究チームは、モーレア島の研究ステーションに生息する2種、Chaetodon ornatissimusとChaetodon reticulatusが、それぞれ駐車スペース6台分ほどの広さのサンゴ礁に、1日あたり約1億個の生きた共生生物を広げていると推定しました。
「この発見によって、サンゴを食べる魚がサンゴ礁で果たす役割について、考え方が広がります」とコレア氏は述べています。「魚はサンゴ礁の骨格を壊すだけではありません。サンゴや他の生物に必要な共生生物も拡散させています。」
捕食者の糞が生む「ホットスポット」
捕食者の糞が、生きた共生渦鞭毛藻の「ホットスポット」をサンゴ礁に作り出すという知見から、サンゴがそれを利用するのか、またどのように利用するのかという疑問が生まれています。コレア氏の研究チームは、幼体のサンゴとストレスを受けた成体のサンゴを対象に一連の実験を計画し、糞から有益な共生生物をどれほど容易に取り込むかを調べる予定です。
サンゴが環境中から共生生物をどのように、どれほど頻繁に取り込むのかについては、まだ多くの疑問が残っていると同氏は述べています。たとえば、多くのサンゴの幼生が環境中から共生生物を得ていることには海洋生物学者の広い合意がありますが、成体がそうする頻度や条件は明らかではありません。共生生物の取り込みについて理解が深まれば、ストレスによる「白化」からサンゴ礁が回復するのを助ける新たな方法につながる可能性があります。
白化は、ストレスを受けたサンゴが共生生物を一斉に放出し、名前のとおり色を失うことが多い現象です。気候変動の影響で、白化現象はますます頻繁に起きています。白化から回復しないサンゴがいる一方で、回復するサンゴもあり、白化したサンゴがどのように共生生物群集を再構築するのかが問われています。グルプストラ氏とコレア氏は、サンゴ捕食者の糞との接触が、白化からの回復率や長期的なサンゴの健全性を高めるかどうかを調べています。
この研究は、全米科学財団、ワゴナー海外研究奨学金プログラム、ルイス・アンド・クラーク探検基金、ガーデン・クラブ・オブ・アメリカのクララ・カーター・ヒギンズ基金、エクスプローラーズ・クラブ青少年活動基金、および全米科学・工学・医学アカデミーの湾岸研究プログラムによる若手研究者向け研究フェローシップの助成を受けました。
出典：ライス大学
