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温暖化条件下のマリモ、光合成能を修復できるも限界あり！
発表日：2022.12.23
神奈川大学、安田女子大学、釧路市教育委員会および東京大学の研究者らは、温暖化を模擬した条件下においてマリモが枯死するメカニズムを解明した。湖の氷（積雪を含む）は、水温の著しい低下を防ぎ、直射日光を軽減する蓋の役目を果たしている。本研究は、温暖化によって既存の凍湖が不凍湖となった場合を想定し、湖沼生態系に少なからぬ影響をおよぼすことを実証したもの。北海道東部、釧路市の北部に位置する阿寒湖のマリモ（特別天然記念物）を対象としている。温暖化による結氷消失はマリモの光合成に甚大な阻害を与えると考え、低温下における光合成の実態解明に取り組んだ。3 月の晴天日に氷に約 3 m 四方の穴を開け、マリモ群落直上の水温と光強度を測定するとともに、文化庁の許可を得てマリモ球状体を採集した。さらに「糸状体」を解きほぐし、2℃の低温環境（現状は4℃前後）の下、強光に曝して細胞レベルで光化学系 I・ 光化学系 IIを評価した。その結果、短い強光照射で光化学系 IIは損傷するが、この後に比較的弱い光を当てることで阻害前のレベルまで速やかに回復することが明らかになった（以下「光修復機構」）。一般に光合成系の修復は低温下で起きにくいとされているが、この結果はマリモ細胞に未知の修復機構が存在することを意味している。マリモの生育には直射日光ほどの強い光は必要なく、人工光源で飼育できることが広く知られている。今回の実験では、光修復機構の限界に関する検証も行っており、疑似自然光環境下に置いた場合、光修復機構は機能せず、数日後に糸状体細胞は枯死してしまうことが確認された。近年、冬季に結氷する湖の氷が薄くなり、湖面を覆っている期間が短くなるといった事例が報告されている。本成果は湖沼の生物への温暖化の影響に警鐘を鳴らすものであり、「阿寒湖のマリモ」保護の具体策提案につながる可能性があるという。糸状体のみならず、波浪で丸まったマリモ球状体そのものの応答を詳細に調査する必要がある。そのため、阿寒湖の水温・光環境をモニタリングしつつ、今回見出された光修復機構の理解深化などを進める、と今後の展開を述べている。
