サンゴ礁研究により、海洋にカフェインを放出する侵入性藻類が明らかに
ウッズホール海洋研究所が主導した画期的な研究で、研究者らは侵入性のサンゴ礁藻類がカフェインを放出することを発見した。この研究はまた、サンゴ種が化学的滲出物を通じてサンゴ礁の微生物群集にどのように影響するかを明らかにしている。
研究者らはまた、カフェインを放出するサンゴ礁藻類を偶然発見
水中カフェインの新たな供給源を偶然発見したことは、サンゴが海水中に放出する化学化合物の影響を検討する新研究の単なる副次的な収穫にすぎなかった。
この研究では、代謝を通じて生成される有機化学化合物（代謝物または滲出物として知られる）がサンゴ種によって大きく異なり、それらの化合物がサンゴ礁微生物の存在量と組成に異なる影響を与えることが判明した。
底生サンゴ礁生物からの代謝物のこの差異的な放出は、カリブ海で特に重要である。そこでは、富栄養化、過剰漁獲、地球規模の気候変動といった人為的ストレス要因に応じて、優占するサンゴが硬い造礁サンゴから軟質の八放サンゴへと移行しつつある。
この研究は、「豊富に存在する石サンゴ、八放サンゴ、および侵入性藻類から放出される滲出物に焦点を当てることで、貧栄養サンゴ礁における微生物群集を形成するうえでの底生滲出物の重要性を実証している」と、ウッズホール海洋研究所の著者らが主導し、ISME Communications に掲載された論文は述べている。
カフェインとの関連はここにある
この研究のために、研究者らは実験室環境でカリブ海の底生生物6種から滲出物を採取した。用いた生物は、バージン諸島国立公園内から得られたもので、石サンゴ、八放サンゴ、および Ramicrusta textilis と呼ばれる侵入性の被覆藻類が含まれていた。研究者らは、R. textilis が多量のカフェインを放出することを意外にも発見した。
R. textilis がなぜカフェインを産生するかについて、研究は、カフェイン産生は海洋生物では広く研究されていないが、陸上植物によって一般に、草食動物や病原性微生物を阻止するために産生される一般的な代謝物であると指摘している。
この研究は、「科学者がサンゴ礁の健康を評価するのに役立つ化学シグナルを特定するうえで重要な前進である」と、論文の共著者である Elizabeth Kujawinski は述べた。「人間の健康診断と同様に、サンゴ礁生態系における化学シグナルは、サンゴ礁内の共生関係の機能と結びついている」。Kujawinski は、WHOI に拠点を置く米国国立科学財団の科学技術センターである Center for Chemical Currencies of a Microbial Planet の所長である。
WHOI の共著者 Amy Apprill は、この研究の重要な含意は、多様な底生群集がおそらくより多様な微生物群集を支えるということであると述べた。
「代謝物は、消化や繁殖といった正常な機能の間、および老廃物の除去において、すべての生物によって産生される」と、NSF の海洋科学部門のプログラムディレクターである Elizabeth Canuel は述べた。「この研究は、サンゴ礁生物によって産生される、比較的知られていないこの化学物質群の組成に関する新たな洞察を提供し、サンゴ礁生態系の健康と機能について貴重な情報をもたらす可能性がある」。
Originally published in NSFImage credit: Yaroslav Danylchenko / Freepik.Tags: coral reef exudates, reef microorganisms, caffeine in ocean, Ramicrusta textilis, Woods Hole Oceanographic Institution, reef health, coral metabolites, marine microbiomes, NSF reef research, chemical signals in reefs