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ドゥナリエラの色の変化: 環境はその外観にどのような影響を及ぼしますか?
ドナリエラは、極度の塩分濃度の高い環境でも他の生物よりも長持ちする能力で知られる単細胞の光合成緑藻です。ドナリエラ属のほとんどの種は海洋環境で見られますが、淡水生の種はまれです。この属の特定の種は、高い光強度、高い塩濃度、限られた酸素と窒素レベルなどの極端な生育条件下で、比較的大量のベータカロテンとグリセロールを蓄積することができます。それにもかかわらず、ドゥナリエラは今でも世界中の湖やラグーンに広く分布しています。ドナリエラ種は、細胞壁がなく形状が変化する可能性があり、さらに環境条件に応じて色が変化する異なる色素を持っているため、形態学と生理学のみに基づいて区別するのは困難です。分子系統解析を通じて、Dunaliella の分類系を特定することが重要になります。
ドナリエラは 100 年以上にわたって研究されており、藻類の耐塩性適応プロセスを研究するための重要なモデル生物となっています。
歴史と知識の進化
ドゥナリエラは、1838 年にフランスの植物学者ミシェル フェリックス デュナルによって初めて発見され、ヘマトコッカス サリヌスと名付けられました。しかし、1905 年にこの生物が正式に記載され、新しい属に命名されたとき、最初の発見者に敬意を表して、デルスターの名前はドゥナリエラに変更されました。この属を説明するために、de Lust はルーマニアの塩湖の生きた標本を研究し、色、動き、一般的な形態学的特徴を記録しました。同年、別の生物学者クララ・ハンブルグもこの属を記載したが、残念ながらデ・ラストの論文が彼女の論文よりも先に出版された。それ以来、1906 年のカバラによるハンブルクの塩田研究の拡大、1914 年のカリフォルニアの塩の首海に関するピアースの研究、ラーベの生態研究など、ドナリエラに関するさまざまな研究が徐々に行われてきました。
1906 年に、de Lust は、大きさと色によって区別できる 2 つの種、Dunaliella salina と Dunaliella viridis を記載しました。その後の研究で、D. salina の赤い色は大量のカロテンの蓄積によるものであるのに対し、D. viridis は小型で緑がかった変種であることが判明しました。 1921年、ラーベはドゥナリエラを塩分濃度の低い環境に置き、その生物が新しい環境に適応し、色がより緑色になることを観察した研究を実施した。この発見は、非常に高い塩分濃度でのカロテンの蓄積によって引き起こされる色の変化を強調しています。
生息地と生態
Dunaliella salina などの好塩性種は、世界中の塩湖、塩田、結晶池などの極限環境で繁栄しています。彼らの耐塩性により、他の生物と区別することができ、超塩分濃度の高い生態系における重要な一次生産者となります。さらに、ドナリエラは小型濾過摂食者やさまざまなプランクトンの主な餌と考えられています。
たとえば、グレート ソルトレイクでは、ドナリエラがノース ベイの主要生産者であり、サウス ベイの光合成群落の重要な構成要素でもあります。
このような極めて塩分濃度の高い環境では、ドゥナリエラは外部の高い浸透圧に抵抗するために、長期間にわたって大量の細胞内グリセロールを蓄積することができます。これにより、彼らは繁殖し、極限環境での生存の課題に耐えることができます。
形態と細胞プロセス
ドゥナリエラは振動する緑藻で、楕円形、卵形、円筒形など、種によって形状が異なります。特定の成長段階では、ドゥナリエラの細胞は丸い休眠体に変化することがあります。細胞の長さは通常 7 ～ 12 ミクロンで、光、塩分濃度、栄養供給の変化などの環境条件によって異なります。 D.サリナ細胞はかなり大きく、通常長さは16〜24ミクロンです。
これらの細胞の 2 つの等しい長さの鞭毛は、細胞の長さの約 1.5 ～ 2 倍であり、細胞を前方に推進するために急速にスイングすることができます。ドナリエラの細胞膜には明らかに厚い粘着性のコーティングがあり、合成輸送小胞がないため、より柔軟に適応できます。
強い光強度と塩分濃度の条件下では、ベータカロテンの蓄積により細胞がオレンジ色から赤色に見えることがあります。
ライフサイクル
ドナリエラ細胞は悪条件下でも有性生殖します。 2 つの一倍体運動性細胞が接触すると、それらは融合して壁の厚い二倍体接合子を形成し、適切な環境が戻るまで過酷な条件にも耐えることができます。その後、接合子は減数分裂を起こし、数十個の半数体の娘細胞を放出します。これは、高塩分や水分不足など、現在の生態環境が変化した場合に有効な生存戦略です。
ドゥナリエラの環境適応性を再検討しないと、将来の環境変化にどのように対応するかを理解する機会を逃してしまう可能性があります。
ドナリエラの色は生態と密接に関係しており、このユニークな外観の変化は、この藻類の生存戦略と環境との相互作用について深く考えさせます。環境の変化は将来、藻類生態系にどのような影響を与えると思いますか?
