ピコ真核生物
Picoplanktonic eukaryotic organisms 3.0 μm or less in size
マルケサス諸島沖の光合成ピコプランクトンを落射蛍光顕微鏡（青色励起光）で観察した。オレンジ色の蛍光点はシネココッカス・シアノバクテリア、赤色の蛍光点はピコ真核生物に対応する。

ピコ真核生物は、サイズが3.0μm以下のピコプランクトン性真 核生物です。世界中の海洋および淡水 生態系に分布し、独立栄養 生物群集に大きく貢献しています。SI接頭辞「ピコ」は原子サイズよりも小さい生物を意味する可能性がありますが、この用語は既存のプランクトンのサイズ分類との混同を避けるために使用されたと考えられます。

特徴

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細胞構造

ピコ真核生物は独立栄養性と従属栄養性の両方の性質を持ち、通常は最小限の数の細胞小器官しか持たない。例えば、マミエロ藻綱に属する独立栄養性のピコ真核生物であるオストレオコッカス・タウリは、細胞膜内に密集した核、ミトコンドリア1個、葉緑体1個のみを含む。従属栄養性のビコソエキダ綱に属するビコソエキダも同様に、ミトコンドリア2個、食胞1個、そして核1個のみを含む。 [ 1]

配布

これらの生物は水柱全体に生息している。独立栄養性のピコ真核生物は水深100～200m（光を受け取る層）に限定されており、深部クロロフィル極大層（DCML）[2]付近で細胞数が急激に増加し、それより下では著しく減少することが多い。[3]従属栄養群はより深いところに生息しており、例えば太平洋では、水深2000～2550mの熱水噴出孔付近で見つかっている。従属栄養系統の中には、地表から水深3000mまでの全深度で成層化せずに見られるものもある。[1]これらは高い系統多様性を示し[4] [5]、細胞濃度は10 7～ 10 5 リットル-1と大きく変動する。[3]

多様性

自然界で一般的に見られる独立栄養性ピコ真核生物は、プラシノ藻類[6] (緑藻類の一種) やハプト藻類[4] [7]などのグループに属します。 これらの生物は小型ですが、世界の水生純一次生産性の 10% 以上を占めていることがわかっています。[8]シアノバクテリアの光合成ピコプランクトン よりはるかに数は少ないですが、バイオマスと一次生産の点ではピコシアノバクテリアと同じくらい重要であることが示されています。[9]ステーション ALOHAなどのより貧栄養的な環境では、研究者はクロロフィルαバイオマスの約 80% がピコサイズ範囲の細胞によるものだと考えています。[2]そしてピコ真核生物は現在、外洋環境[10]や北大西洋ブルームの輸出炭素においてもこのサイズ部分のバイオマスと生産性の大部分を占めていることがわかっています。[11] rDNA配列 解析によると、従属栄養性の海洋性ピコ真核生物は、アルベオラータ、 ストラメノパイル、襟鞭毛藻、アカンサレアなどの系統に属することが示唆されている。[5]これらの系統には、未だ培養された代表例がないグループも多い。放牧実験により、新規のストラメノパイルピコ真核生物は細菌食性であることが実証されている。[4]

生態学

これらの生物の大きさによって環境との相互作用が決まるため、これらが顕著な沈降有機凝集体を形成することが知られていないのも不思議ではありません。[12]ろ過などの技術で分離するのが難しいため、炭素循環 への貢献を評価するのは困難です。 [13] 最近の蛍光 in situ ハイブリダイゼーション(FISH) 実験では、ピコ真核生物が深海にかなり豊富に存在することが示されています。[1] より優れた FISH 技術の開発による解像度の向上は、研究と検出が容易になることを示しています。[14]さらに、qPCR は、海洋と沿岸のBathycoccus [15]やOstreococcus種など、さまざまな種を描写して定量化するための貴重なアプローチとなっています。[16]研究では、ピコ真核生物が、中栄養性貯留層と高富栄養性貯留層の両方でクロロフィル濃度と強い相関関係にあることも示されています。[17]さらに、窒素濃縮実験では、ピコ真核生物は単位体積あたりの表面積が大きいため、栄養素の獲得において大型細胞よりも有利であることが示唆されている。ピコ真核生物は、資源の乏しい環境からの光子と栄養素の吸収において、より効率的であることが示された。[8]

生物学的特徴

光合成性ピコ真核生物は、海洋光合成層に生息する他のプランクトン種と同様に、日周サイクルや水柱混合層の鉛直変位による光量変動の影響を受けます。キサントフィルサイクルなど、過剰な光密度に対処するための特殊な生物学的反応を有しています。[18]しかし、深海に生息し、これらの生化学的経路を持たない非光合成性ピコ真核生物も数多く存在します。[19]

参照

注記

  1. ^ abc Moreira, D.; P. Lopez-Garcia (2002). 「真核微生物の分子生態学が明らかにする隠された世界」Trends in Microbiology 10 ( 1): 31– 38. doi :10.1016/S0966-842X(01)02257-0. PMID  11755083.
  2. ^ ab Campbell, Lisa、Daniel Vaulot. ハワイ沖亜熱帯北太平洋（ステーションALOHA）における光合成性ピコプランクトン群集構造。Wayback Machineに2011年5月20日アーカイブ。Deep -Sea Research Part I, Vol. 40, No. 10, pp. 2043-2060 (1993). 2008年4月30日アクセス。
  3. ^ ab Hall, JA and WF Vincent. 沿岸湧昇システムにおけるピコプランクトン群集の垂直構造と水平構造. Marine Biology 106, 465-471 (1990). 2008年4月30日アクセス.
  4. ^ abc Massana, R. et al. 海洋から発見された新規真核生物リボソームDNA配列の背後にある生物の解明. 応用環境微生物学, 4554-4558 (2002). 2008年4月30日アクセス
  5. ^ ab Moon-van der Staay, S. et al. 海洋におけるピコプランクトン18S rDNA配列は、予想外の真核生物の多様性を明らかにする。Nature 409, 607-610 (2001). 2008年4月30日アクセス。
  6. ^ Worden AZ (2006). 「太平洋沿岸海域におけるピコ真核生物の多様性」.水生微生物生態学. 43 (2): 165– 175. doi : 10.3354/ame043165 .
  7. ^ Cuvelier ML, et al. (2010). 「世界的に重要な未培養真核植物プランクトンの標的メタゲノミクスと生態学」Proc Natl Acad Sci USA . 107 (33): 14679–84 . Bibcode :2010PNAS..10714679C. doi : 10.1073/pnas.1001665107 . PMC 2930470. PMID  20668244 . 
  8. ^ ab Fouilland, E. et al. 窒素欠乏および充足下における最小自由生活性真核生物の自然集団の生産性と成長．微生物生態学 48, 103–110(2004). 2008年4月30日アクセス．
  9. ^ Worden AZ, Nolan JK, Palenik B (2004). 「海洋ピコ植物プランクトンの動態と生態の評価：真核生物成分の重要性」. Limnology and Oceanography . 49 (1): 168– 179. Bibcode :2004LimOc..49..168W. CiteSeerX 10.1.1.527.5206 . doi :10.4319/lo.2004.49.1.0168. S2CID  86571162. 
  10. ^ Cuvelier ML, et al. (2010). 「世界的に重要な未培養真核植物プランクトンの標的メタゲノミクスと生態学」Proc Natl Acad Sci USA . 107 (33): 14679–84 . Bibcode :2010PNAS..10714679C. doi : 10.1073/pnas.1001665107 . PMC 2930470. PMID  20668244 . 
  11. ^ Omand, MM; d'Asaro, EA; Lee, CM; Perry, MJ; Briggs, N.; Cetini, I.; Mahadevan, A. (2015). 「渦駆動型沈み込みが春季ブルームから微粒子有機炭素を輸出する」. Science . 348 (6231): 222– 225. Bibcode :2015Sci...348..222O. doi : 10.1126/science.1260062 . PMID  25814062.
  12. ^ Waite, Anya M.; Safi, Karl A.; Hall, Julie A.; Nodder, Scott D. (2000). 「有機凝集体に埋め込まれたピコプランクトンの質量沈降」. Limnology and Oceanography . 45 (1): 87– 97. Bibcode :2000LimOc..45...87W. doi : 10.4319/lo.2000.45.1.0087 . JSTOR  2670791.
  13. ^ Worden, AZ et al. (2004). 海洋ピコ植物プランクトンの動態と生態の評価：真核生物成分の重要性. Limnology and Oceanography 49 : 168-79.
  14. ^ Biegala, IC et al. 分類群特異的オリゴヌクレオチドプローブとチラミドシグナル増幅-蛍光in situハイブリダイゼーションおよびフローサイトメトリーを用いた自然環境中のピコ真核生物の定量的評価．応用環境微生物学, 5519-5529 (2003). 2008年4月30日アクセス．
  15. ^ Limardo, Alexander J.; Sudek, Sebastian; Choi, Chang Jae; Poirier, Camille; Rii, Yoshimi M.; Blum, Marguerite; Roth, Robyn; Goodenough, Ursula; Church, Matthew J.; Worden, Alexandra Z. (2017). 「ピコプラシノ藻類の定量的生物地理学は、生態型分布と海洋植物プランクトンへの重要な寄与を確立する」. Environmental Microbiology . 19 (8): 3219– 3234. Bibcode :2017EnvMi..19.3219L. doi : 10.1111/1462-2920.13812 . PMID  28585420.
  16. ^ Demir-Hilton, Elif; Sudek, Sebastian; Cuvelier, Marie L.; Gentemann, Chelle L.; Zehr, Jonathan P.; Worden, Alexandra Z. (2011). 「光合成ピコエ核生物オストレオコッカスの異なるクレードの世界分布パターン」ISMEジャーナル5 (7): 1095– 1107. Bibcode :2011ISMEJ...5.1095D. doi :10.1038/ismej.2010.209. PMC 3146286. PMID 21289652  . 
  17. ^ Wang, Baoli et al. 中国南西部貴州省呉江河畔の貯水池における秋季ピコプランクトンの分布と環境要因の関係. Hydrobiologia 598:35–45 (2008). 2008年4月30日アクセス.
  18. ^ Dimier, Celine. et al. 海洋ピコ真核生物Picochlorum RCC 237（緑藻植物門、トレボウクシオ藻綱）の光生理学的特性. J. Phycol. 43, 275–283 (2007). 2008年4月30日アクセス.
  19. ^ Not, Fabrice; Gausling, Rudolf; Azam, Farooq; Heidelberg, John F.; Worden, Alexandra Z. (2007). 「サルガッソ海におけるピコ真核生物多様性の垂直分布」. Environmental Microbiology . 9 (5): 1233– 1252. Bibcode :2007EnvMi...9.1233N. doi :10.1111/j.1462-2920.2007.01247.x. PMID  17472637.
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