マクロシスチス

マクロシスティスは、コンブ（大型褐藻）の単型属^{[ 3 ]}で、現在では全ての種がマクロシスティス・ピリフェラと同義語となっています。一般的にはジャイアントケルプまたはブラダーケルプとして知られています。この属には、褐藻類の中で最大のものが含まれています。 マクロシスティスは、葉の基部に気胞を持っています。 胞子体は多年生で、個体は最大3年間生きることができます^{[ 4 ]。}個体全体の柄/葉は老化し、各葉は約100日間存続します^{[ 5 ]} 。この属は、南半球の亜熱帯、温帯、亜南極の海域と北東太平洋に広く分布しています。マクロシスティスは、温帯のコンブ林の主要な構成要素となることがよくあります。

見た目とは裏腹に、ジャイアントケルプは植物ではなく、ストラメノパイル類です。ジャイアントケルプは、バハ・カリフォルニアから北はアラスカ南東部まで、北東太平洋沿岸に広く分布しており、南米、南アフリカ、オーストラリア、ニュージーランド近海の南半球にも生息しています。個々の藻類は、1日に最大60cmの速度で、45メートル（150フィート）以上にも成長することがあります。ジャイアントケルプは、ケルプの森と呼ばれる密集した群落を形成し、そこには藻類を食料や住処とする多くの海洋生物が生息しています。ジャイアントケルプから得られる主な商業製品はアルギン酸ですが、人間もこの種を限定的に収穫し、食用として直接利用しています。ヨウ素、カリウム、その他のミネラルが豊富です。他の海藻類と同様に、さまざまな料理に利用でき、特に豆料理の風味付けに重宝します。  

Macrocystisは単型属で、唯一の種はM. pyriferaです。個体によっては非常に巨大になり、葉状体は最大 60  m (200 フィート) まで成長することがあります。^{[ 6 ]}柄は付着器から発生し、基部近くから 3 回または 4 回分岐します。葉身は柄に沿って不規則な間隔で発達します。^{[ 7 ] [ 8 ]} M. pyrifera は 45 m (150 フィート)以上に成長します。 ^{[ 8 ] [ 9 ]}柄は分岐せず、各葉身の基部にガスブラダーがあります。^{[ 10 ]}

マクロシスティス・ピリフェラは、藻類の中で最大です。通常見られる生活環の段階は胞子体で、多年生で、個体は何年も存続します。個体は最大で50 m (160フィート)以上に成長することがあります。海流がケルプに押し付けるため、ケルプは斜め方向に成長し、海底から表面までの距離よりもさらに長くなることがよくあります。^{[ 11 ] : 201}茎は基底分裂組織から発生し、十分に保護された古い個体では最大 60 本の茎があります。^{[ 12 ]}葉は柄に沿って不規則な間隔で発達し、各葉の基部に1 つの気嚢(ガスブラ) があります。 ^{[ 10 ]}各茎の基部には、気嚢のない葉の集まりがあります。代わりに、葉身に小さな袋状の構造が発達し、そこから二鞭毛性の遊走子が放出される。これらが胞子葉である。^{[ 12 ]}  

以前はMacrocystis integrifoliaと識別されていた小型の形態は、扁平な根茎が濃い茶色をしており、根茎は二叉分枝が多数ある。それぞれの根茎は、根茎の側面から伸びる分枝した根のような構造によって付着している。細い主茎（幅約1 センチメートル、長さ30 メートル）は、最大で幅 0.1 メートルの根茎から伸びている。周期的に、幅5センチメートル、長さ35センチメートルの扁平な葉状の枝が主茎から伸びている。これらの枝は溝のある表面を持ち、徐々に細くなっているが、主茎に付着している部分は楕円形または丸みを帯びている。刃状の枝には鋸歯状の縁があり、柄の先端にある末端の刃につながっています。この刃はいくつかの小さな枝によって隔てられています。^{[ 13 ]}長さはわずか6m （20フィート）にしかなりません。北米（ブリティッシュコロンビア州からカリフォルニア州）と南米の太平洋沿岸の潮間帯の岩や浅い潮下帯の岩に見られます。 ^{[ 8 ] [ 14 ]}ニュージーランドでは、M. pyriferaは北島南部、南島、チャタム諸島、スチュアート島、バウンティ島、アンティポデス諸島、オークランド諸島、キャンベル諸島の潮下帯に見られます。^{[ 15 ]}この種は岩場や波の穏やかな外洋沿岸で見られます。^{[ 15 ]}       

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  チャンネル諸島で生育するM. pyrifera
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  マクロシスティス・インテグリフォリア
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  巨大昆布
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  比較的浅い水域に生息する個体の習性
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  水面近くに浮かぶ昆布の葉
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  成長先端部（プラスチックモデル）
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  小型個体の付着器（プラスチック模型）
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  昆布の収穫
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  サンタクルーズ港のすぐ外に浮かぶ巨大な海藻
• 巨大なケルプの中を泳ぐカリコバス

肉眼で見える胞子体には、付着器の近くに多くの特殊な葉状体が生えている。これらの葉状体には、胞子嚢を含む様々な胞子嚢群があり、そこから半数体の胞子が放出され、それが肉眼で見える雌雄の配偶体に成長する。これらの配偶体は、適切な基質に到達すると、有糸分裂によって成長し、最終的に配偶子を生成する。^{[ 16 ]}

メスはフェロモンであるラモキシレンとともに卵（卵原細胞）を放出する。^{[ 17 ] [ 18 ]} この化合物はオスの精子放出を誘発する。マクロシスティスの精子は二鞭毛性の非合成精子からなり、ラモキシレンに続いて卵原細胞にたどり着く。その後、卵は受精して接合子を形成し、接合子は有糸分裂によって成長を開始する。

Macrocystis integrifoliaは、ブリティッシュコロンビア州からカリフォルニア州にかけての北米太平洋沿岸の潮間帯の岩場または浅い潮下帯の岩場に生息しています。^{[ 1 ] [ 19 ] [ 20 ]}水深 約7 メートル (23フィート)から10 メートル (33フィート)の、外洋に面し通常の塩分濃度でありながら、波の強い作用からは守られた水域を好みます。^{[ 21 ]}  

マクロシスティス・インテグリフォリアは、肉眼で見える胞子体から雌雄異株の微小な配偶体へと異形相を交互に繰り返す。^{[ 20 ]}植物肥料として研究されており、豆の収量を最大24%増加させ、化学研究では植物ホルモン様物質の存在が示されている。^{[ 22 ]}

マクロシスティス・ピリフェラは地球上で最も成長の速い生物の一つです。^{[ 23 ] [ 24 ]： 8} 1日に60cm（2フィート）の速度で成長し、1シーズンで45m（150フィート）以上の長さに達することがあります。^{[ 8 ] [ 25 ] [ 26 ]}    

幼生のジャイアントケルプは、親となる雌性配偶体から直接成長します。定着するために、若いケルプは1枚または2枚の主葉を出し、岩底に植物体を固定するための原始的な付着器を作り始めます。ケルプが成長するにつれて、成長点からさらに葉が発達し、付着器も大きくなり、付着している岩を完全に覆うこともあります。

成長は、柄（中央の茎）の伸長と葉身の分裂によって起こる。成長先端には1枚の葉身があり、その基部には片側に沿って小さな気嚢が発達する。気嚢と柄が成長するにつれて、付着した葉身に小さな裂け目が生じる。裂け目が完成すると、それぞれの気嚢が柄に沿って1枚の独立した葉身を支え、気嚢とその葉身は不規則な間隔で付着するようになる。^{[ 7 ] [ 27 ]： 226-227}

マクロシスティスは通常、潮間帯下部の岩盤上に広大な群落、大きな「浮遊する樹冠」を形成して生育する。^{[ 8 ] [ 16 ]}カリフォルニア沿岸では、大型の刃物を使用するはしけで1日に最大300トンが収穫された。^{[ 28 ]}

マクロシスティス・ピリフェラは、北アメリカ（アラスカからカリフォルニア）、南アメリカ、南アフリカ、ニュージーランド、オーストラリア南部に生息しています。^{[ 29 ]}この種は、海水温が主に21 ℃（70 °F）以下の冷たい海域で繁殖します。^{[ 26 ]}また、南大西洋中央部のトリスタンダクーニャ付近にも生息しています。  

海底が岩場であり、ジャイアントケルプが固定できる場所があれば、ジャイアントケルプは広大なケルプ群落を形成し、大きな「浮遊する樹冠」を形成します。^{[ 8 ]}多数生息すると、ジャイアントケルプはケルプの森を形成し、ケルプを直接食料や住処として、あるいは間接的に獲物の狩場として利用する多くの海洋生物の住処となります。ケルプの大きさと個体数の多さは、生育域における光の利用可能性、海流の流れ、海水の化学組成を大きく変化させます。^{[ 30 ] : 158}

高密度個体群では、ジャイアントケルプの個体は、空間と資源をめぐって同種の他の個体と競合する。このような状況では、ジャイアントケルプはPterygophora californicaとも競合する可能性がある。^{[ 31 ] [ 32 ]}

表層水に栄養分が少ない場合、窒素はアミノ酸の形で、維管束植物の師管によく似た篩管要素を通って茎に沿って転流される。^{[ 30 ]： 151–153 [ 11 ]： 204}茎に沿った栄養分の転流は、1時間に60cm （24インチ）もの速さになることがある。 ^{[ 27 ]}転流の大部分は炭素を豊富に含む光合成産物を移動させるために行われ、通常は成熟した領域から、光合成の仕組みがまだ完全に整っていない活発に成長している領域へ物質を移動させる。転流はまた、光にさらされている表層の葉状体から、光がほとんどなく、したがって食物を生産するための光合成もほとんど行われない、昆布の基部の胞子葉（生殖葉状体）へと栄養分を下方へ移動させる。  

最近の研究によると、北極のケルプの森は、夏の長い日照条件下で10日間かけてpHレベルを0.15単位ずつ着実に上昇させることができることが示されています。持続的な光合成活動によってもたらされるこのpH調節は、海洋酸性化の有害な影響を軽減し、二枚貝やウニなどの石灰化生物を支えています。^{[ 33 ]}

当初、マクロシスティス属には 17 種が記載されていました。^{[ 34 ]} 1874 年、フッカーは葉状形態に基づいて、それらすべてを同じ分類群、マクロシスティス・ピリフェラに分類しました。^{[ 35 ]}現代では、多数の種が、付着器の形態に基づいて 3 種 ( M. angustifolia、M. integrifolia、およびM. pyrifera ) を区別し、葉状形態に基づいて1986 年に4 番目の種 ( M. laevis ) を追加して再分類されました。 ^{[ 36 ]}しかし、2009 年と 2010 年に、形態学的評価^{[ 37 ]}と分子学的評価^{[ 3 ]}の両方を使用した 2 つの研究により、マクロシスティスは単種 ( M. pyriferaとして) であることが示され、これは現在藻類学界で受け入れられています (AlgaeBase を参照)。^{[ 38 ]}

マクロシスティスは、アラスカからメキシコまでの東太平洋沿岸、ペルーからアルゼンチン沿岸、オーストラリア、ニュージーランド、南アフリカ、および南緯60度までのほとんどの亜南極諸島に分布している。^{[ 16 ]}

マクロシスティス・ピリフェラは長年にわたり食用として利用されてきました。^{[ 43 ] [ 44 ]}また、ヨウ素、カリウム、その他のミネラル、ビタミン、炭水化物などの多くの化合物を含んでいるため、栄養補助食品としても利用されてきました。^{[ 45 ] [ 46 ] : 58} 20世紀初頭、カリフォルニアのケルプの群落はソーダ灰の原料として収穫されていました。^{[ 43 ] [ 47 ] [ 48 ]} 1970年代と1980年代には商業的な関心が著しく高まりましたが、これは主にアルギン酸塩の生産と、その時期のエネルギー危機による動物飼料用のバイオマス生産によるものでした。^{[ 47 ] [ 48 ]}しかし、 M.ピリフェラの商業生産は実現しませんでした。エネルギー危機の終結とアルギン酸塩価格の下落に伴い、マクロシスティスの養殖に関する研究も減少しました。^{[ 44 ]}

M. pyriferaの需要は、肥料、バイオレメディエーション目的での栽培、アワビやウニの飼料など、これらの植物の新たな用途が発見されたことにより増加しています。 ^{[ 44 ]}現在、M. pyrifera をエビなどの他の養殖種の飼料として利用する研究が行われています。 ^{[ 49 ]}最近では、M. pyrifera はバイオ燃料用のエタノールへの変換のための原料として検討されています。^{[ 50 ]}

近年、日本、チリ、韓国、オーストラリア、北米全域で昆布の森が劇的に減少している。^{[ 51 ]}食料源としての昆布の収穫やその他の用途は、その減少において最も懸念されない側面かもしれない。北西太平洋では、人口密集地に近い海域の昆布の森が、下水や雨水の排出によって最も影響を受けている可能性がある。^{[ 52 ]}

エルニーニョと呼ばれる自然現象は、南太平洋の暖かい熱帯の水を北の海域へと循環させます。これは、通常北太平洋で見られる冷たい水を必要とするため、M. pyrifera を死滅させることが知られています。 ^{[ 53 ]}カリフォルニアでは、エルニーニョによって、ジャイアントケルプを餌とする紫色のウニの大量発生も引き起こされました。^{[ 54 ]}

• 最大の生物

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• マクロシスティス・ピリファ
• マクロシスティス・インテグリフォリア
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• Macrocystis integrifolia Bory 2020年1月15日にWayback Machineにアーカイブ済みカリフォルニア生物相ホームページ... 原生生物... 褐藻類