微生物の地球規模の分散と気候変動との関わりを示す




　山梨大学総合分析実験センターの瀬川高弘講師、千葉大学大学院理学研究院の竹内望教授、大阪工業大学工学部の松﨑令講師、広島大学大学院統合生命科学研究科の米澤隆弘教授らの国際研究チームは、世界で最も孤立した雪氷圏の一つであるハワイ島マウナケア山の山頂部の残雪に、北極や南極などの積雪上に繁殖する微生物である雪氷藻類注１）を確認しました。この藻類の大繁殖は雪を赤く染め、赤雪と呼ばれる現象を引き起こすことで知られています。遺伝子解析の結果、今回発見された雪氷藻類には、約25万年前に他地域の集団から分かれて独自に進化してきたハワイ島固有の系統群と、世界各地に分布する広域分布系統の二つのグループが含まれることが判明しました。本成果は、雪氷環境に適応した微生物が長期的な気候変動を通じて世界規模で分散し、各地域で固有種へ進化することを明らかにしました。温暖化が進む現在において、雪氷上の希少な生態系とその遺伝的多様性を保全することの重要性を示しています。

▪️研究の背景
　雪氷藻類は、北極や南極、世界各地の高山の雪の上で融雪期に繁殖する単細胞性の光合成微生物で、一部の種は大繁殖して雪を赤く染め、「赤雪」と呼ばれる現象を引き起こすことが知られています。赤雪は古代ギリシャのアリストテレスの時代から知られ、ダーウィンもアンデス山脈で遭遇したことを記録に残しているなど、古くから世界各地で見られる現象です。赤い色は、雪氷藻類が雪の上の強い紫外線から身を守るために細胞内に蓄積した赤い色素（アスタキサンチン）に由来します。雪氷藻類は、雪氷生態系の重要な一次生産者として機能するとともに、雪面のアルベド（反射率）を低下させることで融雪を促進し、地球の気候システムにも影響を与えています。しかし、世界各地に分布する雪氷藻類が、いつ、どのように地球上の雪氷圏に広がったのかは、謎のままでした。
　ハワイ島のマウナケア山（標高4,207メートル）は、熱帯に位置しながらも、冬季に降雪があることが知られています。太平洋中央部に位置し、最も近い大陸から約3,900キロメートル離れたハワイ島の雪に、雪氷藻類が繁殖して赤雪現象が起こるかどうかについては、今まで科学的確認例はありませんでした。
　マウナケア山の積雪は、通常は早春までに雪が消失してしまい、赤雪の発生は期待できません。しかしながら、エルニーニョ・南方振動（ENSO）注２）がラニーニャ注2）となる年には、低温と多雪により、雪が長期間残存することがあります。2023年はラニーニャの影響が残り、2月の大雪に続いて3～4月にも降雪があり、平年より低い気温が続いた結果、7月末まで雪が残る異例の年となりました。過去33年間で最も長期間残った積雪が、ハワイ島での赤雪現象を初めて発見することにつながりました。また、この地理的孤立と稀な気象条件の組み合わせから、雪氷藻類の世界的な分散過程について重要な事実が明らかになりました。



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