植物性底生生物

植物性底生生物（/ . f aɪ t oʊ ˈ b ɛ n θ ɒ s /）（ギリシャ語のφυτόν ( phyton、「植物」を意味する) とβένθος ( benthos、「深み」を意味する) から）は、岩、堆積物、または他の生物などの水生環境の底面に付着して見られる独立栄養生物です。 ^{[1] [2] [3]}この光合成コミュニティには、単細胞または糸状のシアノバクテリア、微細藻類、大型水草が含まれます。^{[4] [5]}植物性底生生物は非常に多様で、淡水環境、海洋環境、および移行水系で見つかります。^{[6] [7]}ただし、その分布と可用性は、環境に存在する要因とストレス要因に依存します。^[8]植物性底生生物は独立栄養生物であるため、光合成が可能な場所では生存できる。^[1]植物プランクトンと同様に、植物性底生動物は草食動物や従属栄養細菌の水生食物連鎖に貢献しており、研究者らは水質や水生生態系の環境健全性の指標としてその健康状態を研究している。^{[5] [9] [10] [11] [12] [13]}

底生植物は、微小底生植物と大型底生植物に分類される。珪藻類などの微小底生植物は直径0.2μmほどの大きさで、ケルプなどの大型底生植物は長さが数十メートルにもなる。^{[4] [14]}底生植物は、表面に定着するために、通常、細胞外高分子物質を構成するさまざまな多糖類、糖タンパク質、さらには脂質を使用して基質上で安定し、その炭素の40〜90％は炭水化物に由来する。^[15] Ostreobiumなどの底生植物やSynedra acus Kütznigなどの珪藻類は、自由生活状態で生息することが観察されている。^{[16] [17]}底生珪藻は、水生環境の状態を判断するための有用な指標種であることがわかっており、多くの研究モデルで、存在する珪藻群集の種類と堆積物の安定性およびサイズとの間に関連があることが実証されています。^{[18]シアノバクテリアの}Nostoc spp.やPhormidium spp.などの非珪藻植物性底生生物も生物学的指標として使用されています。^[19]

底生植物は真核生物と原核生物の両方の群集から構成されており、顕微鏡を使用するか、16S rRNA（原核生物の場合）と18S rRNA（真核生物の場合）を用いた遺伝子配列決定を行うことで識別できます。 ^[20]底生植物の真核生物群集には、緑藻類、珪藻類、クリプト藻類、および黄藻類などの微細藻類が含まれます。^[21] 海洋環境では、潮間帯で発見されていると報告されている紅藻類などの追加の代表的な個体群があります。 ^[22]底生植物の原核生物群集は主に糸状シアノバクテリアで構成されており、その一部は肝毒素を産生できることが確認されています。^[23]

底生植物が付着している基質の種類によって、岩石上性（岩やその他の人工物質上で生育）、沈泥上性（シルト上で生育）、砂上性（砂上で生育）、着生性（他の植物上で生育）、動物上で生育すると考えられる。^[24] OstreobiumやSymbiodiniumなどの底生植物は、骨格上やサンゴの中で生育し、栄養素を交換することで共生関係を築いていることもわかっている。^[25]

底生植物の生息地は、河川や湖沼などの淡水系から沿岸地域まで多岐にわたります。海洋環境では、底生植物は海岸から遠く離れた潮下帯でも見られ、常に水中に沈んでいます。^[26]底生植物の生産性は、太陽光が底まで届く沿岸帯の外側の境界を超えることはありません。 ^[27]

深さが増すにつれて、光の利用可能性もあって藻類の被覆率は低下する。^{[1] [3]}深さに加えて、濁度によって光の利用可能性が制限され、これもまた底生植物の成長に影響を与える。^{[1] [28]しかし、}オストレオビウムなどの底生植物は、200メートルもの深さの領域で成長するため、低光条件に適応する能力があることが実証されている。^{[3] [25]}一部の珪藻類はまた、移動性を示し、年の初めに水面に浮上した。^[24]

植物性底生生物の分布を決定するその他の物理的・化学的条件には、流量、酸性度、栄養分、温度、群集の構成などがあります。^[1]水の流れは、特に水が絶えず動いている河川群集において、植物性底生生物の種類と分布を決定します。^[1]より安定した流れの河川は、植物性底生生物群集の成長を促進する安定した環境に貢献します。^[29]

底生植物は、従属栄養細菌を含む他の微生物群とともにバイオフィルムを形成し、従属栄養細菌もまたバイオフィルムの形成を助ける細胞外高分子物質を生産することができる。^[20]これらの多様なコミュニティ内で、底生植物は、従属栄養生物および混合栄養生物を、自らが食物として役立つだけでなく、維持している。^[20]底生植物は一次生産者として有機物を固定することができ、表面に付着するために生産した細胞外高分子物質は、別の潜在的な炭素源として細菌によって利用されることもできる。^[15]消費者の存在は、コミュニティ内の底生植物の構成に変化をもたらす唯一の生物的要因ではない。競争力があることが示された光合成集団もまた、底生生物群集の構成を変えることができる。^[30]珪藻類D. geminataは急速に増殖することができ、水生環境の変化に容易に適応することができる。^[30]

研究者は、水域の生態学的状態を判断する別の手段として、底生生物の栄養段階指数（PIT）に基づいて栄養価値または指標を割り当ててきました。^{[10] [11]}研究者はまた、研究において水質化学、コミュニティの豊かさ、バイオマスを考慮に入れています。^[10]研究場所によっては、研究者は一次生産性を計算する際に底生生物の活動も考慮に入れています。^[31]

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  ディディモスフェニア・ジェミナタ
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  川床を覆うディディモスフェニア・ジェミナータ