栄養相利共生は、生態学的相利共生の重要な形態です。具体的には、「栄養相利共生」とは、2つの種間でのエネルギーと栄養素の授受を指します。これは、資源間相利共生とも呼ばれます。栄養相利共生は、独立栄養生物と従属栄養生物の間でよく発生します。[1]栄養相利共生の例は数多くありますが、従属栄養生物は一般的に真菌または細菌です。この相利共生は、絶対相利共生と日和見相利共生の両方の形態をとります。
例
- 根粒菌–根粒菌はマメ科植物の窒素固定を行う細菌です。具体的には、 Allorhizobium属、Azorhizobium属、Bradyrhizobium属、Mesorhizobium属、Rhizobium属、Sinorhizobium属に分類されます。[2]この共生関係において、細菌は根毛上または根毛内で増殖し、植物組織に侵入します。[3]根粒菌と植物の相互作用の具体的な方法は属や種によって異なりますが、いずれの形態においても、細菌の感染、細菌の定着、酸素の制御、そして炭素と窒素の交換が重要な役割を果たします。 [ 2 ]根粒菌がマメ科植物の窒素固定において果たす役割は、マメ科植物が輪作に用いられる理由の根底にあります。[4]
- 菌根–菌根は根粒菌に似ており、植物の根で相互作用します。根粒菌は窒素を固定する細菌ですが、菌根は炭素と引き換えに植物に栄養分をもたらす菌類です。菌根はまた、水分の吸収を改善し、宿主とコミュニケーションをとって病原菌に抵抗する能力も持っています。[5]菌根には主に3つの種類があります。
- アーバスキュラ：非木本植物および熱帯植物に見られる
- 外生菌根：北方林および温帯林に生息
- エリックロイド：ヒースランドに生息する種に見られる。[3]
- 消化器系共生生物– 消化器系共生生物は、独立栄養生物と従属栄養生物の間では発生しない重要な栄養共生の一例です。「細胞外共生生物」[3]として知られる細菌は、脊椎動物の消化管内に生息し、食物の消化を助けます。細菌は食物から基質を抽出することで恩恵を受け、動物は本来の消化器系では消化できない特定の食物を消化できるため、消化吸収が向上します。(書籍) さらに、これらの細菌は短鎖脂肪酸（SCFA）を生成し、種によって異なりますが、脊椎動物の維持エネルギーの29%から79%に達するエネルギーを供給します。[6]
研究の歴史
生態学者が栄養相利共生について理解し始めたのは、20世紀半ば、栄養素の豊富さと分布の調査がきっかけでした。最初の栄養相利共生の一つは、1958年にカリフォルニア大学ロサンゼルス校（UCLA）のレナード・マスカティン教授によって、内生藻類とサンゴの関係として発見されました。[7]この関係において、藻類はサンゴにCaCO3骨格を発達させるための炭素源を提供し、サンゴは藻類を保護する栄養豊富な粘液を分泌して藻類に利益をもたらします。マスカティン教授による栄養相利共生の分野における最も有名な発見の一つは、おそらくその約10年後、別の水生系、藻類と水ヒドラの関係においてなされました。[8]この研究は、水生環境と陸生環境の両方で相利共生関係が存在することを証明する上で重要でした。
栄養相利共生の最も広く知られている例は、菌類と栄養相利共生するハキリアリの発見でしょう。 [9] これらのアリは、特定の菌類に葉やその他の栄養素を与えることで、その菌類を培養します。その見返りとして、アリは自分が育てた菌類だけが作り出す特別な栄養素を摂取します。この栄養相利共生は、1970年代以降、詳細に研究されてきました。
参照
参考文献
- ^ オダム、ユージン. 『生態学の基礎』第3版. フィラデルフィア：WBサンダース社, 1971年.
- ^ ab Vessey, KJ, K. Pawlowski, B. Bergman, 根を基盤とした窒素固定共生関係：マメ科植物、放線菌類、Parasponiasp.、ソテツ類。Plant and Soil 2005. 266(1-2): p. 205-230.
- ^ abc Townsend, CR, M. Begon, JL Harper, Essentials Of Ecology Third Edition 2008, Malden, MA: Backwell Publishing
- ^ 斎藤 功、B. リンクイスト、B. ケオブアラファ、「ラオス北部における陸稲生産性向上のための短期休耕作物としてのStylosanthes guianensis」『Field Crops Research』2006年、96(2/3): p. 438-447。
- ^ ダグラス・H・ブーチャー、サム・ジェームズ、キャスリーン・H・キーラー著『生態学と系統学年次レビュー』第13巻（1982年）、315～347頁
- ^ Stevens, CEおよびID Hume, 脊椎動物の消化管における微生物の栄養素の生産と保全への貢献. 生理学レビュー, 1998. 72(2): p. 383-427.
- ^ Hoegh-Guldberg, O., et al., Len Muscatine (1932–2007) と藻類-無脊椎動物共生の理解への貢献. Coral Reefs, 2007. 26(4): pp. 731–739.
- ^ マスカティン、レナード、ハワード・レンホフ「共生：ヒドラと共生する藻類の役割について」サイエンス142（1968年1号）：956-58.e
- ^ ウェーバー、ニール・A. 1972. 『園芸アリのアッティネス』アメリカ哲学協会、フィラデルフィア
