空間的に競合するカリブ海のサンゴ礁3種のマイクロバイオームに対する海綿同士の接触の影響

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微生物学オープン第12巻第3号e1354
原著論文
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空間的に競合するカリブ海のサンゴ礁3種のマイクロバイオームに対する海綿同士の接触の影響

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mbo3.1354

シェルビー・E・ガント、パトリック・M・アーウィン
https://doi.org/10.1002/mbo3.1354
について
セクション

図解抄録
サンゴ礁に生息するカイメン同士の空間的競合がマイクロバイオームに与える影響について調査した。直接接触しているゾーンのマイクロバイオームの多様性と組成は、接触していないゾーンや対照スポンジと区別がつかなかった。これらの結果から、海綿動物におけるアレロパシー相互作用と競争結果は、マイクロバイオームの損傷や不安定化によって媒介されるものではないことが示された。

詳細不明
概要
海綿は重要な生態系機能を果たし、多様な微生物共生群集（マイクロバイオーム）を宿主とし、カリブ海のサンゴ礁では過去10年間で密度が増加している。海綿は、形態学的戦略とアレロパシー戦略の両方を通じてサンゴ礁群集の空間を奪い合うが、このような相互作用におけるマイクロバイオームの影響に関する研究は行われていない。他のサンゴ礁無脊椎動物ではマイクロバイオームの変化が空間的な競争を媒介し、海綿動物でも同様に競争の結果に影響を与える可能性がある。本研究では、フロリダ州キーラーゴ（米国）で自然な空間的相互作用が観察された、カリブ海でよく見られる3種のカイメン（Agelas tubulata、Iotrochota birotulata、Xestospongia muta）のマイクロバイオームを特徴付けた。それぞれの種について、近隣の海綿と接触している場所（接触あり）と接触場所から離れた場所（接触なし）、および近隣の海綿から空間的に隔離された海綿（対照）から、複製サンプルを採取した。次世代アンプリコンシークエンシング（16S rRNAのV4領域）により、海綿種間の微生物群集構造と多様性に有意差があることが明らかになったが、海綿種内では、すべての接触状態と競合相手のペアリングにおいて有意な影響は観察されず、直接接触に反応した群集の大きなシフトはないことが示された。より細かいスケールでは、特定の共生生物分類群（配列同一性97％の操作的分類単位、OTU）がいくつかの相互作用の組み合わせで有意に減少することが示され、特定の海綿競合生物に対する局所的な影響が示唆された。全体として、これらの結果から、空間的な競合における直接的な接触は、相互作用する海綿の微生物群集組成や構造を有意に変化させないことが明らかになり、アレロパシー相互作用や競合の結果は、マイクロバイオームの損傷や不安定化によって媒介されるものではないことが示唆された。

1 はじめに
海綿は、8,500種以上が確認されている多様な無脊椎動物である（Van Soest et al.） 海綿は、その卓越した濾過プロセス（Milanese et al., 2003）で知られる無柄の生物であり、中層に栄養循環が可能な共生微生物を持つことが知られている（Bayer et al.） したがって、海綿とその複雑な微生物群集（「マイクロバイオーム」）は、海綿の宿主とその環境への影響に関わる生態学的な疑問を解決するために利用されてきた。さらに、海綿はカリブ海のサンゴ礁で過去 10 年間にバイオマスが増加する傾向が見られ（McMurray et al.、2010）、一部のカリブ海のサンゴ礁ではすでに群集の支配的なメンバー（サンゴ礁被覆の 60%）となっており（Loh et al.、2015）、他のサンゴ礁種と対立病理学的に競合することが知られている（Chadwick & Morrow、2011; Slattery & Lesser、2021）。このように、海綿が他の海綿種を含むサンゴ礁群集の他の構成員とどのように相互作用しているかを理解することは、今後のサンゴ礁群集の保全活動や予測に重要である。

カリブ海のサンゴ礁におけるこれまでの研究から、ほとんどのカイメンは、他のカイメンと接触（28.6%） または近接（31.0%）して成長し、残りの個体（40.4%）は孤立して成長することが観察されている（Engel & Pawlik, 2005）。隣接する海綿個体との直接的な接触や近接は、空間や周囲の資源を奪い合うため、組織損傷や成長阻害、過剰成長を引き起こす可能性がある。このような相互作用は、スポンジの成長速度の差、化学的防御（アレロパシー）、周囲の捕食圧によって媒介される。実際、捕食レベルは空間的な競争圧力と相互作用する可能性があり、例えば、スポンジの捕食を抑止するために宿主によって利用される物理的または化学的防御（Chanas & Pawlik, 1996; Pawlik et al., 1995; Uriz et al. これまでの研究で、海綿は種ごとにアレロパシー化学的防御力に違いがあり（Assmann et al., 2004; Engel & Pawlik, 2000; Proksch, 1994; Waddell & Pawlik, 2000）、いくつかの海綿種では防御力に種内変異があることが示唆されている（Chanas & Pawlik, 1997）。このようなアレロパシーの種内変動は、海綿のサイズや空間的な競争能力とは相関せず（Chanas & Pawlik, 1997）、代わりに海綿の環境内の捕食レベルに影響される可能性がある。

海綿のマイクロバイオームの特性は、より安価で迅速なDNA配列決定技術によって、海綿の健康と生態学的機能の研究にますます組み込まれるようになっている。これまでの研究で、海綿は自由生活微生物群とは異なる豊富で複雑な微生物群集（Taylorら、2007、2013；Thomasら、2010、2016）を宿主としていることが示されている（Ganttら、2017；Hentschelら、2002；Weigel & Erwin、2016）。これらの微生物群集は、一般に、たとえ長距離であっても海綿種特異的であり（Hentschel et al., 2002; Lee et al., 2011）、宿主海綿は、その関連微生物の存在量と多様性に基づいて、2つの主要なカテゴリーに存在する（Gloeckner et al、 海綿1グラムあたり108～1010個のバクテリア細胞を含む高微生物存在量（HMA）海綿（海水より2～4桁多い、Hentschelら、2006年）と、海水と同程度の濃度の微生物群集を宿す低微生物存在量（LMA）海綿（海綿1グラムあたり106～108個のバクテリア細胞、Hentschelら、2006年）である。） これまでの研究では、海綿の健康状態（Webster et al., 2002）、サンゴ礁群集内の栄養循環における海綿の役割（Gantt et al., 2019; Hoffmann et al., 2009; Rix et al., 2016）、海綿の機能と生存に対する気候変動の影響（Lemoine et al., 2007; Lesser et al., 2016）を評価するために、微生物群集分析を適用してきた。宿主の健康と生態系に対する海綿体マイクロバイオームの重要性（Pita et al., 2018; Slaby et al., 2019）や二次代謝産物合成への貢献（Helber et al., 2019; Liu et al., 2019）にもかかわらず、海綿体内の微生物群集の構造に対する空間的競合の影響は調査されていない。

サンゴ礁生態系におけるカイメン群集の生態学的側面をより完全に特徴付けるために、本研究では、相互作用するカイメン種間の空間的競合（すなわち、直接接触）による微生物群集の影響を調査した。(1)海綿のマイクロバイオームは宿主種間で異なる、(2)海綿のマイクロバイオームは、各宿主種内で、隣接する海綿と接触している組織と、接触していない組織や対照組織とで異なる、(3)種内マイクロバイオームのシフトは、宿主と競合者のペアリングによって異なる、という3つの仮説を立てた。これらの仮説を検証するために、カリブ海に生息する一般的な海綿動物3種（Agelas tubulata、Iotrochota birotulata、Xestospongia muta）から海綿組織を採取し、16S rRNA遺伝子の部分配列（V4領域）を用いて微生物群集を特徴付けた。海綿同士の接触が、宿主に付随する微生物群集の構成と構造に与える影響を評価するため、相互作用の種類と海綿の競合相手ごとに、海綿微生物群の違いを群集と操作分類単位（97%配列同一性、OTU）レベルで評価した。

2 材料と方法
2.1 サンプル採取
海綿組織サンプルは、サンゴ礁で自然な相互作用が観察された（すなわち、互いに直接接触している、 図1）、2つのHMA種（A. tubulataとX. muta）と1つのLMA種（I. birotulata）を代表する3つの一般的な海綿種から採取した。2組の相互作用ペア（A. tubulata-I. birotulataとX. muta-I. birotulata）については3個体ずつ、3組目（A. tubulata-X. muta、表1）については1個体ずつ採集した。直接接触の各レプリケートについて、2つの組織領域をサンプリングした。"接触 "部位（すなわち、空間的に競合する2つのスポンジの間で接触している組織の領域）と、"接触なし "部位（空間的に競合する2つのスポンジの接触部位から離れた組織の領域）である。「接触」部位の組織は、競合する海綿を切り離した後でも、海綿が相互作用した場所の明確な形態変化により、容易に見分けることができた（A. tubulata＝退色した色素沈着、I. birotulata＝黒くなった色素沈着と平坦化した表面、X. muta＝退色した色素沈着と平坦化した形態）。加えて、「対照」組織サンプルは、孤立した状態（すなわち、隣接する海綿と接触していない状態）で発生した各種について、3個体ずつ採取した。すべての海綿組織サンプルは、2017年6月に米国フロリダ州コンク・リーフ（24° 56.9′N, 80° 27.2′W）の水深12～23mの間で採取した。すべての海綿は採取時に健康で、目立った病気の兆候はなく、別々の滅菌Whirl-pak®バッグで採取された。実験室に移動後、サンプルを95％エタノールで洗浄し、100％エタノールで1.5mLチューブに保存し、処理まで-20℃で保存した。海綿を採取した日ごとに3連の海水サンプル（1L）を採取し、0.2 µmフィルターに濃縮して液体窒素で凍結し、処理するまで-20℃で保存した。

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図1
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表1. 海綿と海水のマイクロバイオームのアルファ多様性指標を、海綿の存在量カテゴリー（微生物存在量が多い[HMA]と少ない[LMA]）と相互作用のタイプ（接触、接触なし、コントロール）別に示した。
ソース カテゴリ 相互作用 n S H′ D
アゲラス・チューブラータ HMA 全体 11 766 ± 20 3.70 ± 0.06 0.050 ± 0.004
コントロール 3 755 ± 55 3.70 ± 0.04 0.049 ± 0.003
接触 4 805 ± 13 3.83 ± 0.08 0.041 ± 0.004
接触なし 4 736 ± 34 3.58 ± 0.13 0.061 ± 0.009
イオトロコタ・ビロトゥラータ LMA 全体 15 916 ± 53 1.62 ± 0.12 0.554 ± 0.033
コントロール 3 811 ± 65 1.29 ± 0.10 0.654 ± 0.025
接触 6 1042 ± 112 1.86 ± 0.25 0.494 ± 0.064
接触なし 6 843 ± 33 1.55 ± 0.14 0.565 ± 0.041
Xestospongia muta HMA 全体 11 821 ± 17 4.25 ± 0.14 0.038 ± 0.009
コントロール 3 837 ± 25 4.37 ± 0.21 0.028 ± 0.006
接触 4 843 ± 19 4.27 ± 0.13 0.033 ± 0.007
接触なし 4 786 ± 36 4.14 ± 0.35 0.051 ± 0.024
海水 --- --- 9 899 ± 13 3.46 ± 0.02 0.103 ± 0.002
注：「全体」は、指定した海綿種について、すべての相互作用タイプのサンプルを考慮したものである。値は平均値±1標準誤差。どの多様性指標においても、各スポンジ内の相互作用タイプ間で有意な差は検出されなかった。Sは運用分類学的単位（OTUs）の豊かさ、H′はシャノンウィーバー、Dはシンプソン多様性指数。
2.2 DNA抽出と配列処理
DNA 抽出は、海綿組織（2 mm2 の立方体に解剖、中生組織と表面組織を含む、n = 38）と海水濾液（海水フィルターの半分、n = 9）から、DNeasy® Blood and Tissue kit（Qiagen）を用いて、製造元のプロトコールに従って調製した。部分的（V4）16S rRNA遺伝子配列は、515Fフォワード・プライマーと806Rリバース・プライマーを用いて増幅した（Caporaso et al.） アンプリコンはMolecular Research LP社（Shallowater, TX）のIllumina MiSeqプラットフォームで塩基配列を決定し、生配列リードは先に記載したように修正したバイオインフォマティクスパイプラインを用いてmothur（Schloss et al. 簡単に説明すると、生配列をデマルチプレックスし、クオリティフィルターをかけ、アラインメントし、分類し、97%の配列同一性を持つオペレーション分類単位（OTU）にクラスタリングした。すべてのサンプル配列は最小リードカウント（n = 48,355）までサブサンプリングされ、以降の解析はすべてサブサンプリングされたデータセットに基づいて行われた。

2.3 データ解析
2.3.1 微生物群集の多様性
全サンプルの多様性をmothur（バージョン1.39.5）を用いて評価し、OTUリッチネス（S）、シャノンウィーバー多様性指数（H'）、シンプソン指数（D）を算出した。2元配置分散分析（ANOVA）をJMP（バージョン13.0.0）で実行し、種（A. tubulata、I. birotulata、X. muta）、相互作用タイプ（接触、接触なし、対照）、相互作用項（種*相互作用タイプ）の因子間の多様性指数の有意差を検定した。Tukeyの正直な有意差（HSD）検定を行って、平均値の事後比較を複数回行った。

2.3.2 微生物群集構造
Primer-e（バージョン 7.0.13）において、平方根変換した存在量データを用いてBray-Curtis類似度行列を構築し、その後の比較で希少な分類群をより多く表現できるようにし、クラスターに基づくデンドログラムで可視化した。恒等多変量分散分析（PERMANOVA、バージョン1.0.1）は、微生物種（A. tubulata、I. birotulata、X. muta）、相互作用のタイプ（接触、接触なし、コントロール）、および相互作用項の因子間の微生物群集構造の違いを評価するために行った。有意な因子については一対のPERMANOVA比較を行い、モンテカルロ漸近的p値を用いて一対の有意性を決定した。

2.3.3 OTUレベル分析
類似度パーセンテージ（SIMPER）分析は、OTU相対存在度マトリックスと0.70のカットオフ値で使用され、種および相互作用タイプの因子間の非類似性を駆動する豊富なコミュニティの特定のOTUを評価した。OTU相対存在量の有意差は、Metastats（White et al. さらに、16S rRNA遺伝子の配列をGenBankデータベースと比較するために、NCBIのヌクレオチド-ヌクレオチドBasic Local Alignment Search Tool（BLASTn）を用いて、興味のあるOTUの特徴を調べた。

3 結果
3.1 微生物群集の多様性と組成
回収された390万塩基配列から、バイオインフォマティクス解析の結果、3つの古細菌門を含む39の同定された門を表す9206のOTUが得られた。すべての海綿種について、海綿と接触したペア（接触した部位と接触していない部位の組織を考慮）の微生物群集は、対照の海綿（A. tubulata = 27、I. birotulata = 27、X. muta = 24）に比べて、門レベルの多様性が高かった（A. tubulata = 28、I. birotulata = 37、X. muta = 27）。同定された3つの古細菌門のうち、CrenarchaeotaとEuryarchaeotaはすべての海綿種と海水の微生物群集に見られたが、ParvarchaeotaはX. mutaの微生物群集にのみ一貫して見られたが、相対的な存在量は低かった（平均化された相互作用の種類と組み合わせで0.008％～0.02％の存在量）。HMA海綿（A. tubulataとX. muta）のマイクロバイオームでは、LMA海綿（I. birotulata）の微生物群集よりも、Crenarchaeota、Acidobacteria、Chloroflexi、Nitrospiraeのフィラの相対的存在度が高かった（図2）。さらに、単一のβプロテオバクテリウム（OTU001）がI. birotulata微生物群集の大部分を構成していた（相対存在量65.8%-80.7%、表2、図2）。

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図2
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表2. 海綿から海綿への接触が宿主種内の微生物相に及ぼす作用分類学的単位（OTU）レベルの影響。各海綿種内の相互作用タイプ（接触、接触なし、コントロール）間で相対存在量（Metastats）に有意差があったOTUを示す。
宿主スポンジ（競合） OTU no. BLASTn 一致（ソース、同一性％） SIMPER（％） メタスタッツ p値 一対比較（相対存在量）
010 EF076162 未培養ガンマプロテオバクテリア （Agelas dilatata, 100） 6.53 0.0053 接触（5.6％） 対 コントロール（8.2
014 EF076173 未培養クロロフレキ シ（Agelas dilatata, 99） 6.16 0.0239 接触（5.9%） 対対照（2.4）
062 EF076192 未培養クロロフレキシ （Agelas dilatata, 99） 1.65 0.0208 接触（1.4%） 対 対照（1.7）
062 EF076192 未培養 Chloroflexi (Agelas dilatata, 99) 1.65 0.0277 接触(1.4%) 対 無接触(0.4%)
I. birotulata (A. tubulata) 001 EF657859 未培養βプロテオバクテリア (Eunicea fusca, 97) 84.73 0.0225 接触(65.8%)対対照(80.7%)
011 EF657859 未培養β蛋白質細菌 (Eunicea fusca, 97) 3.95 0.0315 接触(3.0%) 対 対照(3.4%)

I. birotulata (Xestospongia muta) 002 MH077514 Pelagibacteraceae 属未培養生物 (海水, 100) 2.50 0.0278 接触あり（1.6%） 対 接触なし（3.5）
X. muta (I. birotulata) 029 JN210798 Xanthomonadales 属未培養細菌 (Rhopaloeides odorabile, 99) 4.71 0.0500 接触(1.9%) 対 対照(3.5%)
094 JN596639 未培養アルファプロテオバクテリア（Xestospongia muta, 100） 1.38 0.0475 接触（0.6%）対対照（1.1）
094 JN596639 未培養アルファプロテオバクテリア (Xestospongia muta, 100) 1.38 0.0435 接触(0.6%) 対 接触なし(1.1%)
097 JN596669 未培養ガンマプロテオバクテリア（Xestospongia testudinaria, 97） 1.25 0.0240 接触あり（0.8%）、接触なし（0.7）
注：各操作分類学的単位（OTU）について、BLASTnのトップマッチ、宿主海綿種内のマイクロバイオーム全体の類似性への寄与（SIMPER %）、相互作用タイプ間の平均相対存在量を示した。A. tubulata-X. mutaのペアは解析に十分な複製がなかった。
微生物群集多様性の種間比較では、海綿種間でOTU多様性（ANOVA, Shannon-Weaver p < 0.001, Simpson p < 0.001）とOTUリッチネス（ANOVA, p = 0.014）に有意差が認められた。どの多様性指標においても、相互作用タイプ間の種内多様性に有意な差は見られなかった（表1）。

3.2 微生物群集構造の比較
微生物群集構造の有意差は、海綿種間で検出された（p = 0.001）が、相互作用のタイプ（接触、接触なし、コントロール、p = 0.340）や相互作用項間では検出されなかった（p = 0.241）。したがって、海綿微生物群の変動の大部分（66.9％）は宿主となる海綿種が占めており、すべての種のペアの一対比較は有意であった（p = 0.001）。対照的に、相互作用タイプはサンプル間のマイクロバイオームの変動にほとんど関与していない（2.2％）。類似度に基づくデンドログラムでは、サンプルは大きく2つの枝に分類された。1つはLMA海綿と海水の微生物群集からなり、もう1つは2つのHMA海綿の微生物群集からなる。それぞれの枝の中で、微生物群集はさらに種特異的なグループに分類された（図3）。統計解析と一致して、A. tubulataの対照微生物群集を除いて、相互作用タイプによる種内のさらなるクラスタリングは観察されなかった（図3）。

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図3
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OTUレベルの解析により、隣接する海綿と接触している海綿組織では、接触していない海綿組織や同じ海綿種の対照組織と比較して、有意な相対存在量のシフトを示した9つの微生物分類群が同定された（Metastats, p < 0.05; Table 2）。ほとんどの場合、これらのOTUは以前に報告されたスポンジマイクロバイオームの低存在メンバーであり、接触組織サンプルでは相対存在量がさらに減少した。その結果、各カイメン宿主のユニークなマイクロバイオームに最も貢献した共生OTUは、相互作用のタイプによって異なることはなかった。例外は、I. birotulataで支配的な共生細菌であるOTU 001（ベータプロテオバクテリウム）で、対照海綿での相対存在量80.7%から接触海綿では65.8%へと有意に減少した（表2）。

4 結論
調査した各スポンジ種（A. tubulata、I. birotulata、X. muta）の微生物群集は、先行研究（Hentschel et al.） LMA海綿であるI. birotulataは、HMA海綿（A. tubulataとX. muta）の微生物群集よりも海水群集に類似した微生物群集をホストしており、HMAの対応する海綿よりも多様性が有意に低く、プロテオバクテリアの存在量が増加しており、過去のHMA-LMA海綿の研究や比較の結果を裏付けていた（Gantt et al.） 海綿微生物群集におけるこれらの特徴的なパターンは、HMA海綿とLMA海綿の間の宿主生理と汲み上げ速度の違いに関連していると思われる（Poppellら、2014；Weiszら、2008）。注目すべきことに、2つのHMA宿主間で異なるマイクロバイオームも観察され、微生物群集構造に宿主種が強く影響していることが示された。

各宿主海綿種内で微生物群集を解析した結果、相互作用の種類を問わずマイクロバイオームの安定性が高いことが明らかになり、サンゴ礁海綿間のアレロパシー相互作用や空間競争の結果は、マイクロバイオームの損傷や不安定化によって媒介されるものではないことが示唆された。一部のカイメンの微生物群集はアレロパシー化学物質の生産に関与しており（Rust et al., 2020; Tianero et al., 2019）、空間競合によるマイクロバイオームの破壊はサンゴで記録されている（Pawlik et al., 2007; Thinesh et al., 2020; Vega Thurber et al., 2012）ため、これは驚くべきことである。今回調査したカイメンのうち、A. tubulata と X. muta は、競争の際にアレロパシーを利用している（Assmann et al., 2004; Kelly et al., 2003; Waddell & Pawlik, 2000）が、I. birotulata は捕食や過剰繁殖を抑止するために化学的防御を利用することは知られていない（Engel & Pawlik, 2000; Pawlik et al.） 今回のデータから、海綿の微生物群集に対する直接的な組織接触の影響はほとんどなく、海綿間のアレロパシー相互作用の主なメカニズムは、宿主細胞への直接的な損傷であることが示唆された。対照的に、サンゴのマイクロバイオームの破壊は、サンゴ礁における空間的相互作用の重要なメカニズムであるようだ。例えば、一部の大型藻類は、溶存有機炭素の放出を利用してサンゴの微生物 群集を破壊し（Smith et al., 2006; Vega Thurber et al., 2012）、サンゴの病原体を微生物群に保持することで、 空間的な競争を助長している可能性がある（Barott et al.） 海綿動物との直接接触もサンゴのマイクロバイオームを破壊する可能性があり（Thinesh et al.

これらの結果は、サンゴと比較して海綿の宿主ではマイクロバイオームの安定性が高いという一般的なパタ ーンに沿ったものである。サンゴのマイクロバイオームは、温度変動（Maherら、2019年）、季節（Glaslら、2020年）、汚染（Joynerら、2015年）、病気（Slabyら、2019年）などの要因に応じて変化することが示されている。海綿体マイクロバイオームは（少なくとも浅海域の生息地では）、汚染（Gantt et al.、2017）、温度上昇（Luter et al.、2012；Pita et al.、2013）、海洋酸性化（Kandler et al.、2018）などのストレス要因に応答して、摂動に対する耐性と安定性を示している。海綿はまた、季節を問わず（Erwin et al., 2012, 2015）、光共生体を失ったり獲得したり（Britstein et al., 2020）、食物不足のストレス期間中（Pita et al., 2013）、群集組成や構造に強い安定性を示す。本研究の結果は、海綿体マイクロバイオームを変化させない環境要因のリストにアレロパシー相互作用を追加し、サンゴ礁種間のマイクロバイオームの安定性の違いを浮き彫りにするもので、環境条件変化下での宿主の成功予測に役立つ可能性がある。

海綿のマイクロバイオームは群集レベルでは安定していたが、微細な分析により、主に接触部位において、相互作用の種類によって共生OTUの相対量が変化していることが明らかになった。これらの傾向は、海綿組織が他の海綿競合生物と接触したときに、微生物群集がわずかにシフトすることを示している。相互作用のタイプによって変動したほとんどのOTUは、海綿マイクロバイオームのまれなメンバーだったからである。9,000以上同定された共生OTUのうち、接触部位で有意に変動し、相対存在量が1％を超えたのは、クロロフレキシ門の2OTUとプロテオバクテリア門の7OTUの計9OTUのみであった。これらの微生物シフトの一部は、接触地点における物理的（遮光など）および化学的条件の変化に起因している可能性がある。A. tubulataでは、OTU010（Gammaproteobacteria）は接触組織での相対量が減少し、OTU014（Chloroflexi）は接触組織で2倍増加した。OTU010は、光合成を利用する紫硫黄細菌科のEctothiorhodospiraceaeに属していた（Henry & Cogdell, 2013）ので、このOTUの存在量のシフトは、接触部位での遮光に起因する可能性がある。OTU014は、亜硫酸酸化者として知られる従属栄養の自由生活細胞群であるSAR202に属していた（Mehrshad et al.） X. mutaでは、2つのプロテオバクテリアOTU（OTU029、094）が接触組織で相対存在量が減少し、OTU094は紫色の非硫黄光合成細菌科であるRhodospirillaceaeに分類された（Kim et al.） したがって、相互作用の種類を問わず微生物群集が全体的に安定していることは、アレロパシー競合が海綿体微生物群に与える影響が最小限であることを裏付けているが、特定のOTUは、遮光や摩滅などの競合相手との直接的な組織接触時に、局所的な間接的影響によるシフトを示す可能性がある。

5 結論
まとめると、調査したカリブ海の宿主種では、海綿と海綿の空間的な接触は微生物群集の全体的な組成や構造に影響を与えず、相互作用の間接的な影響（遮光など）から生じるわずかなシフト（個々のOTUの変化）のみであることが明らかになった。これらの結果は、空間的相互作用における海綿微生物群集の安定性を浮き彫りにし、微生物群の崩壊はアレロパシー相互作用による宿主のダメージの主なメカニズムではなく、カリブ海海綿動物間の空間的競争の結果には最小限の影響しか与えないことを示唆している。今後、宿主となる海綿の種類を増やし、海綿同士の強制的な相互作用を実験することで、サンゴ礁の無脊椎動物におけるマイクロバイオーム構造、化学的防御、空間的競合の相互作用について、さらなる知見が得られるだろう。最終的には、海綿対海綿の競合を明確に理解することで、サンゴが減少し続ける中、どの種の海綿が支配的となり、将来のカリブ海のサンゴ礁を形成するのかについての洞察が得られるかもしれない。

著者の貢献
Shelby E. Gantt: 概念化（主査）、データ管理（主査）、正式な分析（主査）、執筆-初稿（主査）、執筆-校閲・編集（補助）。Patrick M. Erwin： 概念化（支援）、データキュレーション（支援）、正式解析（支援）、資金獲得（リード）、原案執筆（支援）、執筆-校閲-編集（リード）。

謝辞
フロリダ州キーラーゴにあるFIUのAquarius Reef Baseのスタッフには後方支援を、UNCWのiMESA、Finelli、Pawlik研究室の現在および過去のメンバーにはフィールドでの同定とサンプリングに協力していただいた。フロリダキーズ国立海洋保護区での調査は、FKNMS-2015-165 許可のもとで実施した。全米科学財団、生物学的海洋学プログラム助成金（OCE-1558580）により研究を行った。

利益相反声明
申告なし。

倫理声明
必要なし。

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