春雨直播app

海水に含まれる顿狈础を调べれば微生物からクジラの分布まで分かる?

吉澤 晋／文 /准教授 YOSHIZAWA Susumu

我々の周囲に确かに存在している数多の微生物、なかでも海の微生物に着目しているのが吉泽先生です。用いるのは海水に含まれる顿狈础から目に见えない相手を解析する手法。微生物から大型鱼类まで、捕获せず効率的に生物の种类や量を推定する试みを进めています。

2020年3月以降、マスクを手放せない日々が続いています。なぜマスクをする必要があるのか? ご存じのように新型コロナウイルス感染症対策のためですが、ウイルスと呼ばれる生物学的存在が日常生活に大きな影響を与えたことで、我々は目に見えない生物の存在をこれまで以上に意識するようになったのではないでしょうか。

最も小さい生物である微生物も、パンデミック前から変わらず我々の周りに数多く存在します。例えば、スプーン1杯の海水には微生物（原核生物）が100万、ウイルスはその约10倍の1000万程度存在しています。海の体积を考えると微生物の数は膨大であり、微生物の机能やバイオマスを考虑せず海洋生态系の动态は理解できないと考えられています。微生物は肉眼では観察できないため、その存在を感じる机会は限られますが、目に见える微生物の现象もいくつかあります。

例えば、光を放つ微生物（発光细菌）なら肉眼でも観察できます。発光细菌は鱼の肠内や体表に広く分布するほか、ヒカリキンメダイやチョウチンアンコウなどの発光器にも共生细菌として饲育されています。机会があれば、スーパーで购入した海产生物などを暗室で観察してみください、その多くが発光细菌の増殖により光を放つことでしょう。微生物は目に见えないだけで、我々のまわりに当たり前に存在する生物なのです。

それでは、目に見えない海洋微生物はどのように研究するのでしょうか? 寒天培地を用いた培養研究が従来のスタンダードでしたが、海洋微生物の99%が培養できないことから、海水をフィルターで濾過し、そこに含まれるDNAを調べる方法が1990年代以降主流になりました。微生物の種は16S rRNAと呼ばれるリボソームの一部の配列を調べることで推定します。この手法を使えば、海のどこに、どの微生物が存在するのかが分かります。その後、遺伝子解析技術の発展を背景に、網羅的にDNAを解析するメタゲノムが盛んに行われるようになり、種だけでなく、その微生物がどのような機能を持つのかも徐々に分かってきました。メタゲノムから、海洋における硝化反応が古細菌によっても担われていることや、光合成とは異なる光受容体（微生物型ロドプシン）が海洋表層に大量に存在することなど、従来の手法では分からなかった多くのことを見出しました。

近年、滤过フィルターから抽出した顿狈础に、原核生物以外のプランクトンや鱼类などの顿狈础も含まれることが分かってきました。つまり海水を调べるだけで、生物を捕获することなく、生息する微生物からプランクトンや大型鱼类に至るまで、効率的に生物の种类や量を推定することが可能なのです。现在、大気海洋研究所では海洋の様々な场所、深さの海水を调べることで海洋生物の分布を明らかにする「オーシャン顿狈础プロジェクト」※が行われています。海洋生物の多様性の维持や资源の适切な管理には、まず「どんな生物が」「どこに存在するのか」を知ることが必须だからです。目に见えない顿狈础を调べることで、微生物の动态だけでなく、海洋生物の分布や回游ルート、时空间変动パターンを把握できる生物海図の作成を目指しています。

※/adm/fsi/ja/projects/sdgs/projects_00103.html