Loading article…
| ピロシスティス・フシフォルミス | |
|---|---|
| |
| 科学的分類 | |
| ドメイン： | |
| (ランク外): | |
| 門: | |
| 注文： | |
| 亜目: | ゴニオドミネア
|
| 家族： | ピロシスタ科
|
| 属: | ピロシスティス
|
| 種： | P. fusiformis
|
| 二名法名 | |
| ピロシスティス・フシフォルミス ワイヴィル・トムソン、元マレー、ティザード他著、1885年
| |
Pyrocystis fusiformisは、非運動性、熱帯性、表層性、海洋性渦鞭毛藻類（鞭毛藻類微生物）で、体長は最大 1 ミリメートル（0.039 インチ）に達する。P . fusiformis は、かき乱されたり、かき混ぜられたりすると生物発光する。沿岸海域では、この渦鞭毛藻類は暗くなると発光する。P . fusiformis は、1876 年にロンドン王立協会紀要で初めて記載された。 [1]
形態学
P. fusiformis の名前は、その先細りまたは紡錘形に由来しています。[2] P. fusiformisは運動性がなく、これは Pyrocystaceae 科のすべてのメンバーの特徴であり、これらの生物は成体になると鞭毛を失います。 [2] P. fusiformisは大型の渦鞭毛藻類であると考えられており、[3] [4]各細胞は長さ約 970 x 163 μm、球径 374 μm です。[5]細胞の葉緑体は、日中は細胞壁に近づき、夜間は核に向かって引っ込むため、実際に細胞の形状が変化します。 [5] P. fusiformis は独立栄養性であり、光合成によって太陽からエネルギーを得ています。[6] P. fusiformis は日中のみ光合成を行い、両方のプロセスを制御する概日リズムにより、主に夜間に生物発光を行います。[7]
生物発光
生物発光は、生物が化学反応によって光を発するときに発生します[8]。世界中の生物発光生物の大部分は海に生息しています[9]。P . fusiformisによる生物発光は、捕食者を驚かせて捕食者に見つけてもらうための防御機構であると考えられています[5]。または、捕食者を照らして捕食者に見つけてもらうためであると考えられています[6] 。これは「盗難警報」理論として知られています。[10]
P. fusiformisでは、細胞の細胞膜にあるルシフェラーゼ酵素とタンパク質様化合物ルシフェリンの反応により、明るい青色光が生成される。 [5]青色光は海水中で最も遠くまで伝わるため、海で生成される最も一般的な生物発光色は青色であると考えられている。[9]この反応に使用されている渦鞭毛藻類のルシフェリンは、海洋環境で見られる 4 種類の一般的なルシフェリンの 1 つであり、[11] P. fusiformisのゲノムには、ルシフェラーゼ酵素を含む他の渦鞭毛藻類と共通の起源が含まれている。[5]実験室では、2 種類の異なる生物発光フラッシュが観察されている。1 つは明るく素早いもので、もう 1 つは薄暗いが持続時間が長いものである。これらのフラッシュの強度と持続時間は、細胞が発光の間に再充電しなければならない時間に依存し、回復期間は 15～60 分から疲労した細胞では 6 時間まで変化する。[12]
ライフサイクル
P. fusiformis のライフサイクルは約 5～7 日で、無性生殖する。[7]生殖期には 1 つか 2 つの遊走子が生成され、親細胞の細胞壁内で成長して新しい細胞になる。[5]培養下で実験室で観察すると、無性生殖は原形質が親細胞壁から離れて収縮するときに始まる。P . fusiformis では、原形質が細胞の中央付近で収縮して 2 つの葉を形成するが、これは分裂中に三日月のような形を形成するPyrocystis lunulaとは対照的である。原形質が分裂すると、生殖細胞に分化する。これらの細胞はその後急速に膨張し、新しい親細胞を形成する。[13]
エコロジー
P. fusiformisを含む植物プランクトンは、炭素を固定することで地球全体の炭素循環に大きな役割を果たしている[5]と同時に、光合成によって大量の酸素を生産している。[2]植物プランクトンによって生産された酸素の一部は海水に溶解し、従属栄養生物の呼吸を助ける。しかし、大量の酸素は表層水を通じて大気中に拡散し、世界の大気中の酸素の最大50％を占めている。[14]植物プランクトンはまた、海洋食物連鎖の基礎を形成し、カダヤシ、アミ類、[6]、コペポーダ類など、さまざまな生物の捕食対象となる。[ 5]植物プランクトンたちは、炭素を利用可能なエネルギーに固定することで、海洋の一次生産に貢献している。 [15]
P. fusiformisは海洋水域、熱帯および亜熱帯の湾、貧栄養水域の60〜100メートルの深さに最も頻繁に生息すると推定されており、 [5] 200メートルの深さでも発見されています。[3]この種は台湾、アドリア海、黒海、カナリア諸島、バハカリフォルニア、ブラジル、インド、中国、オーストラリアで発見されています。[16]
貧栄養水では、窒素（N）は植物プランクトンの成長を制限する栄養素です。[17] 硝酸塩（NO − 3）とアンモニウム（NH + 4）はどちらも窒素の無機形態であり、植物プランクトンに最もよく取り込まれ、成長と代謝プロセスに必要です。[3] P. fusiformisは、昼夜を問わず硝酸塩とアンモニウムの両方を比較的同じ速度で代謝することが知られており、他の多くの植物プランクトンよりも深い120メートル以上の深さで硝酸塩を取り込むことができます。 [3] P. fusiformisは、代謝プロセスに必要なものをすぐに使用し、余分なCを分解してより深い場所で使用するために貯蔵することで、表層水の余剰炭素（C）を利用することもできます。これにより、 有光層全体で比較的一定の細胞分裂速度を維持できます。[18]
ヒューマンインタレスト
P. fusiformisは、家庭や教室での研究のために管理された環境で簡単に栽培できることに加えて、海で観察できる自然現象として人間にとって興味深いものです。P . fusiformisは、科学[19]や芸術[20]のプロジェクトのためによく栽培されています。
P. fusiformis は、かき混ぜられたときだけ光るため、科学的研究にとって重要であり、水の流れの違いや捕食者による水の撹乱を見つけるのに役立つ流れの可視化に利用できます。 [5] P. fusiformis は、海水中の汚染物質を検出するための生物検定ツールとしても使用できます。 [6]科学者は、 P. fusiformis (および他の渦鞭毛藻類) が放出する光の量を測定して汚染の影響を測定します。生成される光の量は、これらの生物の健康状態に関係しているためです。[7]
P. fusiformis は、世界中の美術館やギャラリーで作品を展示しているアーティスト、エリカ・ブルーメンフェルドの一連の作品の主題でもあります。 [21]彼女の大規模な写真は、 P. fusiformis が刺激されると発する青色を示しています。ブルーメンフェルドは、スクリプス海洋研究所の科学者と協力して、 P. fusiformis の写真を撮影することで、「私たちの自然環境とそれとの関係についての対話を活性化する」ことを目指しています。[22]
参考文献
- ^ Murray, J ( 1876)。「チャレンジャー号内で行われた作業に関するトンプソン教授（FRS）および民間科学スタッフ長への予備報告書」。ロンドン王立協会紀要。24 :533。doi : 10.1098 /rspl.1875.0067。
- ^ abc 「分類 -- Pyrocystis fusiformis」。輝く鎧の騎士。ウィスコンシン大学ラクロス校。 2015年1月24日閲覧。
- ^ abcd Bhovichitra, Mahn ; Swift, Elijah (1977). 「大型海洋渦鞭毛藻類による硝酸塩とアンモニウムの光と闇での吸収：Pyrocystis noctiluca、Pyrocystis fusiformis、および Dissodinium lunula1」。陸水 学および海洋学。22 (1): 73–83。Bibcode :1977LimOc..22...73B。doi : 10.4319/lo.1977.22.1.0073。ISSN 1939-5590。
- ^ Sweeney, Beatrice M. (1982). 「Pyrocystis fusiformis における概日周期と細胞周期の相互作用」.植物生理学. 70 (1): 272–276. doi :10.1104/pp.70.1.272. ISSN 0032-0889. PMC 1067124. PMID 16662459 .
- ^ abcdefghij Foflonker, Fatima; Cowan, John. 「Pyrocystis fusiformis」. MicrobeWiki . ケニオン大学. 2015年1月24日閲覧。
- ^ abcd ライアン不明 (2011)。「DEET が生物発光渦鞭毛藻 Pyrocystis fusiformis に与える影響」アメリカ自然史博物館。2015年1 月 27 日閲覧。
- ^ abc Haddock, SHD ; McDougall, CM; Case, JF (2011). 「家庭での渦鞭毛藻の栽培」.生物発光ウェブページ. カリフォルニア大学サンタ校. 2015年1月27日閲覧。
- ^ 米国商務省、国立海洋大気庁。「生物発光とは何か？」。oceanservice.noaa.gov 。 2020年4月27日閲覧。
- ^ ab Widder, EA (2010-05-06). 「海洋における生物発光：生物学的、化学的、生態学的多様性の起源」. Science . 328 (5979): 704–708. Bibcode :2010Sci...328..704W. doi :10.1126/science.1174269. ISSN 0036-8075. PMID 20448176. S2CID 2375135.
- ^ Mesinger, AF; Case, JF (1992). 「渦鞭毛藻の発光は 、動物プランクトンの硬骨魚類捕食に対する感受性を高める」。海洋生物学。112 (2): 207–210。Bibcode :1992MarBi.112..207M。doi : 10.1007 /bf00702463。ISSN 0025-3162。S2CID 84956226 。
- ^ Widder, EA (2010). 「海洋における生物発光：生物学的、化学的、生態学的多様性の起源」. Science . 328 (5979): 704–708. Bibcode :2010Sci...328..704W. doi :10.1126/science.1174269. ISSN 0036-8075. JSTOR 40655873. PMID 20448176. S2CID 2375135.
- ^ Widder, Edith A.; Case, James F. (1981-03-01). 「生物発光性渦鞭毛藻 Pyrocystis fusiformis の 2 つのフラッシュフォーム」. Journal of Comparative Physiology . 143 (1): 43–52. doi :10.1007/BF00606067. ISSN 1432-1351. S2CID 41380750.
- ^ Swift, Elijah; Durbin, Edward, G. (1971). 「海洋性渦鞭毛藻類 Pyrocystis fusiformis、Pyrocystis lunula、および Pyrocystis noctiluca の無性生殖における類似点」Journal of Phycology . 7 (2): 89–96. Bibcode :1971JPcgy...7...89S. doi :10.1111/j.1529-8817.1971.tb01486.x. S2CID 84742546 – ResearchGate 経由。
{{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク) - ^ Field, Christopher B.; Behrenfeld, Michael J.; R, James T.; Falkowski, Paul (1998). 「G.: 生物圏の一次生産: 陸上と海洋の構成要素の統合」. Science . 281 (5374): 237–40. Bibcode :1998Sci...281..237F. CiteSeerX 10.1.1.1018.4584 . doi :10.1126/science.281.5374.237. PMID 9657713.
- ^ Morel, A. (2002-06-14). 「海洋学: 小さな生き物が大きな影響を与える」. Science . 296 (5575): 1980–1982. doi :10.1126/science.1072561. ISSN 0036-8075. PMID 12065823. S2CID 83220906.
- ^ Guiry, MD; Guiry, GM (2003年5月29日). 「Pyrocistis fusiformis」. Algaebase . アイルランド国立大学. 2015年1月24日閲覧。
- ^ 「栄養段階指数」Wikipedia 2020年4月21日2020年4月25日閲覧。
- ^ Rivkin, Richard B.; Swift, Elijah; Biggley, William H.; Voytek, Mary A. (1984-04-01). 「海洋性渦鞭毛藻類 Pyrocystis noctiluca および Pyrocystis fusiformis の自然個体群による成長と炭素吸収」.深海研究パート A. 海洋学研究論文. 31 (4): 353–367. Bibcode :1984DSRA...31..353R. doi :10.1016/0198-0149(84)90089-X. ISSN 0198-0149.
- ^ Whyte, David (2014年2月9日). 「生物発光:暗闇で光る渦鞭毛藻の調査」. Science Buddies . 2015年1月24日閲覧。
- ^ Rober, Mark (2013年7月30日). 「光る藻類の噴水」（動画） . YouTube . 2021年12月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年1月24日閲覧。
- ^ グッドフェロー、メラニー（2012年5月9日）。「CultureLab：アーティストが気候変動ショーで研究者と共演」ニューサイエンティスト。 2015年1月27日閲覧。
- ^ ブルーメンフェルド、エリカ (2015)。「バイオルミネセンス - 作業声明」エリカ・ブルーメンフェルド。 2015年1月27日閲覧。
追記
外表紙にイラスト、内表紙に注釈あり。[1]
- ^ 2022年8月ヨーロッパ藻類学誌 57 (3)