| テトラスポラ | |
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| テトラスポラ・ゼラチノーサのイラスト | |
科学的分類 
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| 王国： | 植物界 |
| 分割： | 緑藻類 |
| クラス： | 緑藻類 |
| 注文： | クラミドモナデル目 |
| 家族： | テトラスポラ科 |
| 属: | テトラスポラ・ リンク・エクス・デスブ[1] |
| 種 | |
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テトラスポラ（Tetraspora）は、クラミドモナス目緑藻綱テトラスポラ科に属する緑藻の属である。 [1]テトラスポラ属の種は単細胞の緑藻で、4つの細胞がゼラチン状の膜に包まれてマクロなコロニーを形成している。 [2]これらは主に淡水に生息する生物であるが、海洋環境や汚染された水域に生息している例も少数ながら存在する。テトラスポラ属の種は南極を除く世界中に生息している。 [3]どこにでも存在するにもかかわらず、この属の種が最も多く生息するのは極地気候帯である。 [3]
テトラスポラ属の種は非運動性であり[2]、鞭毛の代わりに擬似繊毛体の一部である一対の擬似鞭毛を有する。[4]テトラスポラの細胞径は平均して6～13μmである。[3]エネルギーは2つのカップ状の葉緑体を介して光合成によって蓄積されるため、この種は一次生産者である。[5]汚染された環境では、産業廃棄物からのアンモニアの過剰増加によりブルームの発生が確認されており、現在ではそのような水域における生物多様性の低下と関連付けられている。[6]
この属の種は有性生殖と無性生殖の両方が可能です。さらに、テトラスポラ属の種では有糸分裂が明確に定義されており、特にT. gelatinosaで研究されています。細胞分裂には、微小管や基底小体複合体の精巧な配置が関与し、フィコプラストやプロトプラストなどの構造が利用されます。[3]
研究では、特定の種に抗菌作用があることが示されています。さらに、テトラスポラ属は重要な光生物学的水素生産菌であるため、バイオ燃料用途での活用が盛んに研究されています。[7] 2019年現在[update]、この属には30種が分類されています。
語源
属名のテトラスポラは、4つの存在を意味する「tetrad」という言葉に由来しています。[8] Tetraはギリシャ語で4、sporaはラテン語で細胞を意味し、この属の種が4つのグループで存在することを示しています。
歴史
テトラスポラ属は1818年にリンク・エクス・デヴォーによって初めて記載され、その属の目的は四分子の確証に配列した胞子を持つ藻類を組織化することでした。[9] [3] [10]一番最初の分類では、テトラスポラ属の種は緑藻類のテトラスポラ目に分類されました。[3]しかし、分子分析により、テトラスポラ属の種はクラミドモナス属と類似した基底小体形態を持ち[11]、SSU rDNAにも分子的類似性があることがわかりました。 [12]これにより、分類はテトラスポラ目からクラミドモナス目[1] (またはボルボカース目[3] ) に変更され、現在もその目に属しています。
生息地
テトラスポラ属の種は主に淡水生物で、小川、湖、川、池などの生態系に生息しています。[3]温排水や産業廃棄物などの厳しい環境でも見られます。[13]しかし、ごく最近になって、テトラスポラ属の種は栄養分が非常に豊富で淡水の河川流出がある海洋環境に適応して生息する能力があることが分かりました。 [6]種は停滞水域と自由流水域の両方で確認されていますが、この2つの水質間で種の形態はわずかに異なります。[3]生息地の生理化学的研究により、テトラスポラ属の種は広いpH範囲(4.5-9.63)に耐えますが、最も一般的に見られるのはpH6～7の水域です。[3]同様に、テトラスポラ属の種にとって最適な生育条件はアルカリ性、低中栄養性[3] 、浅い淡水域です。[2]興味深いことに、これらの種は流れの遅い小川や川底に最も多く生息し、定着していることも示されています。そこでは、通常、細い糸状のマクロなコロニーの形をとります。[14]
テトラスポラ属の種は、南極を除くすべての大陸に分布し、あらゆる緯度に生息する可能性があります。[3]そのため、すべての気候帯（ [3]極地、熱帯、温帯、冷帯、赤道帯）に生息します。すべての気候帯に生息できますが、最も生息に適した地域は冷帯と極地です。[3]これは、この種が温水よりも冷水を好むためです。[2]
生態学
他の多くの緑藻類と同様に、テトラスポラも光合成独立栄養生物です。光合成能力を有するため、テトラスポラは水生食物連鎖および食物網の起点に位置しています。テトラスポラは一次生産者[5]として機能し、エネルギーを捕獲・吸収し、それを次の栄養段階へと伝達する役割を担っています。
下水、産業廃棄物、漁業廃棄物が流入する水域では、テトラスポラ藻の大発生が記録されている。[6]下水、産業廃棄物、漁業廃棄物の排出は人為的な富栄養化につながり、[6] [15]アンモニアが過剰に増加する。アンモニアはテトラスポラの特定の種にとって主要な窒素源である。過剰な窒素はテトラスポラのコロニーの制御不能な細胞増殖に寄与し、[6]藻類の大発生を引き起こすと考えられている。テトラスポラ藻の大発生は、水の化学的性質を変化させるため、環境生態系全体に悪影響を及ぼします。テトラスポラ藻が大量に増殖すると、低酸素症や無酸素症[6]が発生する可能性があり、これが魚類など他の生物の多様性や生存に悪影響を及ぼす可能性があるためである。[16]
形態学
テトラスポラ属は単細胞の緑藻で、個々の細胞は運動性がなく、球形または楕円形をしています。[2]これらの個々の細胞は、4つずつ、または4つのセットで配置されています。4つ×4の配置や2つ×2の配置になることもあります。[2]すべての細胞は、肉眼で見える粘液質のマトリックスに包まれており、[2] [11]肉眼で見えるコロニーを形成しています。[2]エンベロープ内では、細胞は均一に分布しており、全体的に粘液質のエンベロープは非対称な形状と縁を持つ不規則な輪郭を形成しています。[2]
細胞の大きさは、テトラスポラ属の種の種類や、その種が生息する気候帯の種類によって異なることが分かっています。テトラスポラ属の種の直径は平均して6～13 μm で、熱帯に生息する種が最も小さく (6～9 μm)、次に温帯に生息する種 (6～14 μm)、極地に生息する種 (7.5～13 μm) となっています。[3]そのため、細胞の大きさの違いはコロニーの大きさにも影響を及ぼしますが、コロニーの大きさは細胞が停滞水または流水中にあるかどうかによっても異なります。停滞水では、コロニーの長さは 5～10 cm ですが、流水中では、コロニーの長さは最大 50 cm に達することもあります。[3]コロニーの大きさだけでなく、水の種類 (停滞水または自由流水) もコロニーの形態に影響します。テトラスポラのマクロ的なコロニーのほとんどは円筒形ですが、停滞水中では、短い袋状や棒状の構造を呈し、風船のような体細胞を持つことがあります。[3]一方、流水中のコロニーは、細長い円筒形構造を形成する傾向があり、体細胞も多かれ少なかれ円筒形であり、鞘状部がわずかに丸みを帯びていることもあります。[3]
細胞構造/解剖学
テトラスポラ属の種は、擬繊毛装置の一部として2つの擬鞭毛、クロロフィルAとB色素を含む2つのカップ状の葉緑体、1つのピレノイド、および細胞質内に位置する収縮性液胞を含みます。[2]さらに、デンプン粒がピレノイドを覆っているのが見られ、 [2]細胞壁は薄いことが知られています。
テトラスポラ属の種は、9+2 微小管繊維構成の鞭毛を持たず、代わりに 9+0 繊維構成の偽鞭毛を持ち、中央の 2 本の管状繊維が欠けている。 [4]偽鞭毛は 2 本で 1 組になっており、両方とも細胞の前部領域から突出し、ゼラチン状のマトリックス内に入っている。[10]さらに、偽鞭毛は実際の細胞よりも長いことがわかっている。[10]偽鞭毛は、細胞質微小管系、横紋繊維系、基底小体、および偽鞭毛自体からなる偽繊毛装置の一部である。[11]偽鞭毛はそれぞれ縞模様を示し、等長の明暗部分の縞模様の構造が規則的に見られる。[3]擬鞭毛の平均長さは70～120μm、幅は0.70～1.60μmですが、最大155μmに達することもあります。[3]
ライフサイクル
テトラスポラ属の生殖は有性生殖と無性生殖の両方が可能である。有性生殖は同性生殖によって行われるが、種によっては同性生殖または卵生殖によって行われることもある。[17]テトラスポラ属の無性分裂は有糸分裂によって行われ、2個または4個の単核娘細胞が生成される。[17]栄養細胞に加えて、無性生殖では遊走子も生成される。遊走子は1細胞あたり2個から8個の自家胞子として作用することがある。[17]
テトラスポラ属の多くの種は、生息環境が悪化すると、アキネティと呼ばれる仮胞子を形成する能力も有する。[3]アキネティは厚壁の胞子で、褐色で直径12.9～15.80μm、細胞壁の厚さは0.6～1.10μmである。[3]アキネティは、低温や乾燥に耐性のある休眠細胞として機能する。[3]成熟したアキネティの分裂は、粘液質の膜内部にあるアメーバ状のプロトプラストによって行われる。[3]
Tetraspora属の種の細胞分裂が記載されている。有糸分裂が始まる前に、細胞は運動不能となり、細胞表面にある基底小体が後退し始めることが指摘されている。[18]これにより、前前期核は後退する基底小体複合体に向かって移動し、その周りに微小管が集まり始める。[18]基底小体複合体は、細胞の一方の極に密接に関連するように配置され、開いた極性窓として知られる有糸分裂紡錘体を形成する。[18]さらに、紡錘体自体も単中心性である可能性があると推測されている。[18]最終的に、微小管が紡錘体から伸び、後期に窓を貫通して核を分割する。[18]その後、終期に核は再形成されるが、フィコプラストが形成される。[18]さらに、プロトプラストは細胞壁の内側に存在し、分裂中に細胞壁内で回転することが指摘されている。溝形成中の細胞によって起こることが知られているプロセス。[18]
実用的な重要性
一部のテトラスポラ属菌の植物毒性および細胞毒性活性の解析では、特定の真菌および細菌に対して抗生物質活性が示されており[13] 、テトラスポラ属菌が抗生物質の開発または合成に役立つ可能性があることを意味しています。さらに、テトラスポラ属菌は水素を大量に産生することが知られています[7] 。これは、水素ガスが有望なクリーン燃料と考えられていることを考えると重要です。つまり、テトラスポラ属菌は光生物学的水素産生菌およびグリーンバイオ燃料として機能する可能性があるということです。
参考文献
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外部リンク
- 藻類ベース
- AlgaTerraデータベース
- インデックス・ノミヌム・ジェネリコルム
