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| テトラスポラ | |
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| テトラスポラ ゼラチノーサのイラスト | |
科学的分類 
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| クレード: | 緑色植物 |
| 分割： | 緑藻類 |
| クラス： | 緑藻類 |
| 注文： | クラミドモナス目 |
| 家族： | テトラスポラ科 |
| 属: | テトラスポラ リンクex Desv. [1] |
| 種 | |
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テトラスポラは、緑藻綱クラミドモナス目テトラスポラ科に属する緑藻の属である。 [1]テトラスポラ属の種は単細胞の緑藻で、4つ並んで存在し、細胞がゼラチン状の膜に包まれてマクロなコロニーを形成している。 [2]これらは主に淡水生物であるが、海洋環境や汚染された水域に生息しているのが発見された例もいくつかある。テトラスポラ属の種は南極を除く世界中に生息している。 [3]どこにでも存在するにもかかわらず、この属の種が最も多く生息しているのは極地気候帯である。 [3]
テトラスポラ属の種は運動性がなく[2]、鞭毛の代わりに擬似繊毛装置の一部である一対の擬似鞭毛を持つ。[4]テトラスポラの細胞径は平均して6～13μmである。[3]エネルギーは2つのカップ状の葉緑体による光合成によって蓄積されるため、この種は一次生産者である。[5]汚染された環境では産業廃棄物によるアンモニアの過剰増加によりブルームが観察されており、現在ではそのような水域の生物多様性の低下と関連付けられている。[6]
この属の種では、有性生殖と無性生殖の両方が可能です。さらに、テトラスポラ属の種では有糸分裂が明確に定義されており、特にT. gelatinosaで研究されています。細胞分裂には、微小管、基底小体複合体の精巧な配置が関与し、フィコプラストやプロトプラストなどの構造の使用が関与しています。[3]
研究では、特定の種に抗菌作用があることが示されています。さらに、テトラスポラ属は重要な光生物学的水素生産者であり、そのためバイオ燃料の用途で集中的に研究されています。[7] 2019年現在[アップデート]、30種がこの属に分類されています。
語源
属名テトラスポラは、4つの確認を意味するテトラッドという言葉に由来しています。[8] Tetraはギリシャ語で4、sporaはラテン語で細胞を意味し、この属の種が4つのグループで存在することを示しています。
歴史
テトラスポラ属は1818年にLink ex Desvauxによって初めて記載され、その目的は四分子の堅固に配列した胞子を持つ藻類を組織化することでした。[9] [3] [10]最初の分類では、テトラスポラ属の種は緑藻綱のテトラスポラ目（Tetrasporales）に分類されていました。[3]しかし、分子分析により、テトラスポラ属の種はクラミドモナス属と類似した基底小体の形態を持ち、SSU rDNAにも分子的類似性があることがわかりました。[12]これにより、分類はテトラスポラ目からクラミドモナス目（Chlamydomonadales ）[1]（またはボルボカーレス（Volvocales ） [3]）に変更され、現在もその目に属しています。
生息地
テトラスポラ属の種は主に淡水生物で、小川、湖、川、池などの生態系に生息しています。[3]温排水や産業廃棄物などの厳しい環境でも見られます。[13]しかし、つい最近、テトラスポラ属の種は、非常に栄養分が豊富で淡水の河川流出を受ける海洋環境に適応して生息する能力があることが分かりました。[6]種は停滞水域と自由流域の両方で発見されていますが、2つの水質の間で種の形態はわずかに異なります。[3]生息地の生理化学的研究によると、テトラスポラ属の種は広いpH範囲（4.5-9.63）に耐えますが、最も一般的にはpHが6～7の水域で見つかります。[3]同様に、テトラスポラ属の種にとって最適な成長条件は、アルカリ性、低中栄養性[3]、浅い淡水域です。[2]興味深いことに、種は流れの遅い小川や川の底に最も多く生息し、定着していることも示されています。そこでは、種は一般的に細い糸状のマクロコロニーの形をとります。[14]
テトラスポラ属の種は、南極を除くすべての大陸に生息しており、あらゆる緯度に生息しています。[3]そのため、すべての気候帯で生息しています。[3]極地、熱帯、温帯、冷帯、赤道帯です。すべての気候帯に生息できますが、最も生息に適した地域は冷帯と極地です。[3]これは、この種が温水よりも冷水を好むためです。[2]
エコロジー
他のほとんどの緑藻類と同様に、テトラスポラも光合成独立栄養生物です。テトラスポラは光合成を行う能力があり、水生食物連鎖と食物網の出発点に位置しています。テトラスポラは一次生産者[5]として機能し、次の栄養段階に引き継がれるエネルギーを捕獲し同化する役割を担っています。
下水廃棄物、産業廃棄物、漁業廃棄物に関連する水域では、テトラスポラ藻の大量発生が記録されている。[6]下水、産業廃棄物、漁業廃棄物の噴出は人為的な富栄養化につながり、[6] [15]アンモニアが過剰に増加し、テトラスポラの特定の種の主な窒素源となる。過剰な窒素はテトラスポラのコロニーの細胞増殖を制御不能にし、[6]藻類の大量発生を引き起こすと考えられている。テトラスポラ藻の大量発生は、水の化学的性質を変化させるため、環境生態系全体に悪影響を及ぼします。これは、大量増殖により低酸素症や無酸素症[6]が発生する可能性があり、これが魚類などの他の生物の生物多様性や生存に悪影響を及ぼす可能性があるためである。[16]
形態学
テトラスポラ属の種は単細胞の緑藻で、個々の細胞は運動性がなく、球形または楕円形をしています。[2]これらの個々の細胞は、4つのセットまたは4の倍数で配置されています。これらは、4×4の細胞または2×2の配置になる可能性があります。[2]すべての細胞は、マクロな粘液質のマトリックスに包まれており、[2] [11]マクロなコロニーを形成します。[2]エンベロープ内では、細胞は均一に分布しており、全体的に粘液質のエンベロープは非対称な形状とエッジを持つ不規則な輪郭を作成します。[2]
細胞の大きさは、テトラスポラ属の種の種類と、その種が生息する気候帯の種類によって異なることが分かっています。テトラスポラ属の種の直径は平均して6～13 μmで、熱帯の種が最も小さく（6～9 μm）、次いで温帯の種（6～14 μm）、極地の種（7.5～13 μm）となっています。[3]そのため、細胞の大きさの違いはコロニーの大きさにも影響しますが、コロニーの大きさは細胞が停滞水か流水中にあるかによっても異なります。停滞水では、コロニーの長さは5～10 cmですが、流水中ではコロニーの長さは最大50 cmに達することもあります。[3]コロニーの大きさに影響を与えるだけでなく、水の種類（停滞水か自由流水）もコロニーの形態に影響を与えます。テトラスポラのマクロ的なコロニーのほとんどは円筒形ですが、停滞した水中では、コロニーは短い袋状や棒状で、風船のような葉状体を持つことがあります。 [ 3]一方、流水コロニーは、葉状体も多かれ少なかれ円筒形で、鞘の部分がわずかに丸みを帯びた狭い円筒形構造を形成する傾向があります。[3]
細胞構造/解剖学
テトラスポラ属の種には、擬繊毛装置の一部として2つの擬鞭毛、クロロフィルAとBの色素を含む2つのカップ状の葉緑体、1つのピレノイド、および細胞質内に位置する収縮性液胞が含まれます。[2]さらに、デンプン粒がピレノイドを覆っているのが見られ、 [2]細胞壁は薄いことが知られています。
テトラスポラ属の種は、9+2 微小管繊維構成の鞭毛を持たず、代わりに 9+0 繊維構成の偽鞭毛を持ち、中央の 2 本の管状繊維が存在しない。 [4]偽鞭毛は 2 本が 1 対で存在し、両方とも細胞の前部領域から突出してゼラチン状マトリックス内に存在している。[10]さらに、偽鞭毛は実際の細胞よりも長いことがわかっている。[10]偽鞭毛は、細胞質微小管系、横紋繊維系、基底小体、および偽鞭毛自体からなる偽繊毛装置の一部である。[11]偽鞭毛はそれぞれ縞模様を示し、等長の明るい部分と暗い部分の縞模様の構造が規則的に見られる。[3]擬鞭毛の平均長さは70～120μm、幅は0.70～1.60μmですが、最大155μmに達することもあります。[3]
ライフサイクル
テトラスポラ属の生殖は有性生殖と無性生殖の両方が可能です。有性生殖は同性生殖によって行われますが、種によっては同性生殖や卵生殖の場合もあります。[17]テトラスポラの無性分裂は有糸分裂によって行われ、2つまたは4つの単核娘細胞が生成されます。[17]栄養細胞に加えて、無性生殖では遊走子も生成され、これは細胞あたり2〜8個の自家胞子として機能することがあります。[17]
テトラスポラ属の多くの種は、生息環境が不利になると、アキネティと呼ばれる仮胞子を形成する能力も持つ。[3]アキネティは厚い壁を持つ胞子で、色は茶色で、直径は12.9～15.80μm、細胞壁の厚さは0.6～1.10μmである。[3]低温や乾燥に耐性のある休止細胞として機能する。[3]成熟したアキネティの分裂は、粘液質の膜内にあるアメーバ状のプロトプラストによって行われる。[3]
テトラスポラ属の種における細胞分裂が記述されている。有糸分裂が始まる前に、細胞は不動になり、細胞表面にある基底小体が後退し始めることが指摘されている。[18]これにより、前期核は後退する基底小体複合体に向かって移動し、その周りに微小管が集まり始める。[18]基底小体複合体は、細胞の一方の極と密接に関連するように配置され、開いた極性窓として知られる有糸分裂紡錘体を形成する。[18]さらに、紡錘体自体も単中心性である可能性があると推測されている。[18]最終的に、微小管が紡錘体から伸び、後期に窓を貫通して核を分割する。[18]その後、終期に核は再形成されるが、フィコプラストが形成される。[18]さらに、プロトプラストは細胞壁の内側に見られ、分裂中に細胞壁内で回転することが指摘されている。細胞が溝を形成する際に起こることが知られているプロセス。[18]
実用的な重要性
いくつかのテトラスポラ属の植物毒性および細胞毒性活性の分析では、特定の真菌および細菌種に対する抗生物質活性が示されており、[13]テトラスポラ属の種が抗生物質の開発または合成に役立つ可能性があることを意味しています。さらに、テトラスポラ属の種は水素を大量に生成する生物として知られています。[7]水素ガスは有望なクリーン燃料と考えられているため、これは重要です。これは、テトラスポラ属の種が光生物学的水素生成器およびグリーンバイオ燃料として機能する可能性があること を意味します。
参考文献
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外部リンク
- 藻類ベース
- AlgaTerra データベース
- インデックス ノミナム ジェネリコルム