藻類と菌類の間に新しいタイプの共生関係が発見される

藻類と菌類の間に新しいタイプの共生関係が発見される

https://scitechdaily.com/new-type-of-symbiotic-relationship-discovered-between-algae-and-fungi/

TOPICS:藻類植物学地衣類植物
チェコ科学アカデミー植物学研究所 著 2023年2月28日

リョーミセス・サンブチ

都市部でもよく見られるアルコバイオーズ。写真のLyomyces sambuciは、ニワトコの樹皮に多く生息している。出典：チェコ科学アカデミー植物学研究所

チェコ科学アカデミー植物学研究所の研究者たちは、これまで科学がほとんど見過ごしてきた、菌類と藻類の共生関係について説明した。温帯林によく見られる藻類とコルチコイド担子菌の共存に、「アルコバイオシス」という新しい名称が与えられました。

本研究の筆頭著者である植物学研究所分類学部門のJan Vondrákは、「数年前、野外調査中に、木材や樹皮の菌類被膜の一部（いわゆるコルチコイド菌）が乱れたところに緑藻の層を発見し、繰り返し困惑したことがあります。しかし、これは菌類が藻類に栄養を依存しているわけではないので、地衣類ではありません" と。

研究者たちは、このような共存を表す新しい言葉として、藻類、コルチコイド菌類、共生の3つのキーワードの文字からなる「alcobiosis（アルコバイオシス）」を導入しました。

緑藻類の菌類
菌類の膜が乱れると、緑色の藻の層が現れる。出典：チェコ科学アカデミー植物学研究所

研究チームは数年がかりで大量のサンプルを集め、藻類と真菌のパートナーのDNA塩基配列を決定した。その結果、この共生現象は非常に一般的であり、放線菌の仲間である多くのコルチコイド菌で起こっていることがわかった。個々の菌種は、通常、様々な藻類から特定の藻類に忠実である。

藻類は生きており、光合成を活発に行い、菌類組織内で繁栄していることが、藻類活性の生理的測定により確認された。地衣類とよく似ているが、菌類が藻類に栄養を依存しない点が異なる。

アルコバイオーシスの顕微鏡断面図
光顕微鏡（藻類のクロロフィルが緑色）と蛍光顕微鏡（自家蛍光でクロロフィルが赤色）で見たアルコバイオシスの断面図。出典：チェコ科学アカデミー植物学研究所

「そして、この共生がそれぞれのパートナーにとってどのような利益をもたらすのかが、まだ主な不明点です。しかし、今回の発見は、共生に関する地理的、生態的、分類学的なパラメータに関連する多くの疑問をもたらしています。例えば、アルコバイオーズの多様性は極地から熱帯地方にかけて増加するのかどうかなどです」と、Jan Vondrákはチームの発見についてコメントし、次のように付け加えている。Jan Vondrákは、「この共生については、以前から論文で言及されていました。しかし、その多くは、このような種類のコルチコイド菌は藻類と一緒に見られることが多いという断片的なコメントでしかありませんでした。多くの藻類と菌類を含む広範な現象としてのアルコバイオーズをつかんだのは、私たちが初めてです」。

研究中、著者らは、アルコバイオーズの広がりが、コルチコイド菌をよく食べる小型の腹足類によって助けられていることも発見しました。腹足類の排泄物には、藻類や菌類の細胞が含まれており、この細胞が間もなく新たなアルコバイオティクスを生み出すのである。このような生殖は、地衣類の「イシダ」（植物的生殖に用いられる特定の地衣類の距骨構造）に類似している。

植物学研究所の科学者たちは、ヨーロッパで非常に一般的でありながら、これまで何世代にもわたって博物学者が往来してきたにもかかわらず、注目されてこなかった共生関係を説明したのである。このようにして、プロの生物学者と生物学愛好家の両方が、さまざまな視点からアルコバイオースの研究をさらに進めるための新しい空間が開かれたのである。なぜなら、アルコバイオースは肉眼ではっきりと確認でき、このような関係を形成しない類似の菌類と区別することが容易だからである。

参考文献 Jan Vondrák, Stanislav Svoboda, Lucie Zíbarová, Lenka Štenclová, Jan Mareš, Václav Pouska, Jiří Košnar and Jiří Kubásek, 28 February 2023, Scientific Reports, "Alcobiosis, an algal-fungal association on the threshold of lichenisation" (アルコール生物、地衣化の閾値の藻類と真菌の連合)
DOI: 10.1038/s41598-023-29384-4

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