シッペウィセット微生物マット

シッペウィセット微生物マットは、アメリカ合衆国マサチューセッツ州ウッズホールの北約 5 マイル、ウェストファルマスの南西約 1 マイルに位置するケープコッドのバザーズ湾東岸沿いのシッペウィセット塩性湿地にある微生物マットです。この湿地は、北のグレート シッペウィセット湿地と南のリトル シッペウィセット湿地の 2 つの地域に分かれており、狭い陸舌 (サコネセット ヒルズ) で隔てられています。この湿地は河口まで広がっており、その潮間帯がダイナミックな環境を提供し、ベニアジサシ ( Sterna dougallii ) などの絶滅危惧種を含む多様な生態系を支えています。[ 1 ]塩性湿地の生態系は、湿地の地面を覆う微生物マットに基礎を置いて支えられています。

説明

グレート・シッペウィセット塩沼

シッペウィセット塩性湿地には、厚さ約1cmの多様な層状の潮間帯微生物マットが形成されている。このマットは、海水の定期的な流入、多量の硫化物と鉄、メタンの生成を特徴とする。マットは4つまたは5つの明確に異なる色の層から成り、各層の色は、微生物群集の構成と、各層で微生物が行う生物地球化学的プロセスに起因する。マットは、表面に付着している緑色の大型藻類と微細藻類で覆われていることが多い。[ 2 ]最上部の緑褐色の層は、シアノバクテリアと珪藻類で構成されている。青緑色の中間層は、オシラトリア属の細菌で形成されている。ピンク色の中央層には、紫色硫黄細菌が見られる。ピンク色の層の下には、オレンジがかった黒の層があり、主に紫色硫黄細菌の1種であるチオカプサ・フェニギとスピロヘータで形成されている。最下層の薄い層は、プロステコクロリス属に属する緑色硫黄細菌で構成されていますが、この層は常に存在するとは限りません。マットの下には、硫化鉄を多く含む堆積物と、腐敗したマットの残骸があります。[ 3 ]

構造

緑の層

緑色層の上部1mmは、優勢なシアノバクテリアと珪藻類のため、しばしば金色を呈する。具体的には、シート状シアノバクテリアであるLyngbya、糸状シアノバクテリアであるNostocとPhormidium、そしてSpirulina属が同定されている。珪藻類としてはNaviculaが同定されている。この上部金色層の下には5mmほど広がり、Lyngbya属とOscillatoria属が優勢である[ 4 ]。 緑色層は、成長中に硫黄を酸化する緑色硫黄細菌で構成されており、厳密な光合成生物である[ 5 ] 。

ピンクの層

ピンク色の層は緑色の層の3mm下まで広がっています。この色は、光合成性紅色硫黄細菌の主色素であるカロチノイドの存在によるものです。[ 6 ]アメーボバクター、チオカプサ、クロマティウム、チオシスティスなどは、紅色硫黄細菌種として確認されています。[ 3 ]紅色硫黄細菌は、嫌気性光合成増殖において、硫化水素、硫黄、チオ硫酸塩、分子状水素など、様々な電子供与体を利用することができます。この多様な電子供与体を利用することから、この層は微生物マット群集の中で際立っています。

黒層

最下層は、マットの深さがケモクラインより下になる前の2mmの部分です。黒色は、緑色硫黄還元細菌によって生成される多量の硫化鉄によるものです。[ 4 ]この層は主に、プロステコクロリス属の緑色硫黄細菌で構成されています。プロステコクロリスは、多数の突起を持つプロステケート細菌の小グループです。 [ 3 ]この層の生物は、上層で形成された有機物を分解し、物質を循環させます。[ 6 ]

グレーレイヤー

最下層の薄い層は化学躍層の下にあり、わずかに厚い黒色の層よりも生物数が少ない。灰色は黄鉄鉱の存在による。ここでは珪藻類の殻が空になっているのが見られる。ここで見られる微生物種は、塩性湿地で観察されるメタンを生成するメチロトローフ性メタン生成菌が優勢である。この層は年間を通して活動しておらず、生物は冬季にはほぼ休眠状態となる。[ 4 ]

代謝

微生物マットの各層に生息する生物の代謝は互いに密接に連携しており、湿地に生息する動植物に栄養を供給する上で重要な役割を果たしています。マット内に存在するシアノバクテリアと珪藻類は好気性光合成独立栄養生物であり、酸素を電子受容体として光エネルギーを得、水素ガスと鉄を電子供与体として利用します。

紅色硫黄細菌は嫌気性または微好気性光独立栄養生物であり、硫化水素、硫黄、チオ硫酸塩、分子状水素を電子供与体として使用します。

オレンジ黒色の層のスピロヘータは化学従属栄養性であり、鉄を電子供与体として利用する。[ 7 ]

研究

シッペウィセット塩性湿地は、河口環境研究の指標となっています。ウッズホール海洋研究所、ボストン大学海洋プログラム、海洋生物学研究所の科学者たちは、1970年以来、微生物の多様性と、それらが地球化学循環や他の生物の栄養循環に及ぼす影響についてより深く理解するため、シッペウィセット塩性湿地を広範囲に研究してきました。[ 2 ]シッペウィセット塩性湿地は、ニューイングランドで数少ない、概ね手つかずの状態にある塩性湿地の一つであるため、研究上特に重要です。

参考文献

  1. ^米国魚類野生生物局. 「北東沿岸地域調査 重要な沿岸生息地（シッペウィセット湿地）」 .米国魚類野生生物保護図書館. 2012年5月17日閲覧。
  2. ^ a b Teal, JM (1986).ニューイングランドの定期的に洪水が発生する塩性湿地の生態：群集プロファイル(PDF) . Biological Reports. Vol. 85. OCLC 13823654. 2012年5月16日閲覧. 
  3. ^ a b c Nicholson, J (1987). 「マサチューセッツ州ケープコッド、グレート・シッペウィセット湿地における微生物マットの構造」 FEMS微生物学レターズ45 ( 6): 343– 364. doi : 10.1016/0378-1097(87)90021-8 .
  4. ^ a b c Buckley, Daniel H.; Baumgartner, Laura K.; Visscher, Pieter T. (2008). 「グレート・シッペウィセット塩性湿地の微生物マットにおけるメタン代謝の垂直分布」.環境微生物学. 10 (4): 967–77 . doi : 10.1111/j.1462-2920.2007.01517.x . PMID 18218028 . 
  5. ^ Nicholson, Jo Ann M.; Stolz, John F.; Pierson, Beverly K. (1987-12-01). 「マサチューセッツ州ケープコッド、グレート・シッペウィセット湿地における微生物マットの構造」 . FEMS Microbiology Letters . 45 (6): 343– 364. doi : 10.1016/0378-1097(87)90021-8 . ISSN 0378-1097 . 
  6. ^ a b Hole, Woods (1997). 「微生物多様性講座」 . 2012年1月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年5月17日閲覧。
  7. ^ Zaar, A; Fuchs, G; Golecki, JR; Overmann, J (2003). 「沿岸微生物マットから分離された新規紫色硫黄細菌、Thiorhodococcus drewsii sp. nov」Archives of Microbiology . 179 (3): 174– 83. doi : 10.1007 / s00203-002-0514-3 . PMID 12610722. S2CID 31685014 .  
  • 微生物多様性講座1997、MBL、ウッズホール。微生物多様性1997（著作権）エルケ・ヤスパースとロルフ・シャウダー[1]。2012年5月17日
  • オーバーマンとガルシア・ピチェル（2005年）「光合成生物としての生命」[2] 2012年5月17日

北緯41度35分17秒 西経70度38分27秒 / 北緯41.588099度、西経70.640961度 / 41.588099; -70.640961

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