微細藻類は主に植物プランクトンとして知られていますが、雪氷環境に適応し、残雪や氷河の中で繁殖するグループもいます。そのような微細藻類は「氷雪藻類 (または雪氷藻類)」と呼ばれており、世界各地の雪氷環境から報告されています。しかしながら、氷雪藻類の種がどれぐらい多様で、それぞれの種がどのような生態をもつのか、詳しいことはよく分かっていません。一方で、地球温暖化により、氷雪藻類が生息できる雪氷環境は世界的に減少傾向にあります。私は氷雪藻類の種多様性の解明と保全を目的として、日本や海外のサンプルを研究しています。
氷雪藻類は時に、残雪や氷河の表面が緑色や赤色、黄色などに見えるほど高密度に繁殖します (図)。この現象は、日本では「彩雪」、海外では colored snow などと呼ばれており、その色は繁殖した氷雪藻類の種類や状態によって決まります。残雪や氷河は寒冷かつ貧栄養であり、表面は強い太陽光に曝されることもある極限環境です。しかしながら、雪氷中で氷雪藻類が繁殖すると、氷雪藻類を食べる繊毛虫やワムシといった微生物、それらの排泄物や死骸などを分解するバクテリアや菌類などが集まってきて、氷雪藻類を始点とする食物連鎖 (雪氷生態系) が形成されます。雪氷生態系を構成する氷雪藻類以外の微生物についても、DNAの塩基配列データや形態情報に基づいて実体の解明が進められています。
氷雪藻類が繁殖するためには、気温が氷点下にならず、融雪が数日以上続くような環境が必要と言われています。しかしながら、地球温暖化の影響と考えられる積雪量の減少や融雪速度の上昇により、氷雪藻類が生息できる雪氷環境は世界的に減少傾向にあります。微生物は環境が似ていれば、地球上のどこであっても同じ種類が生息していると思われがちですが、彩雪中の塩基配列データを用いた解析の結果、氷雪藻類の種の多くは地域性が強いことが示唆されています。加えて、まだ実体が明らかになっていない氷雪藻類がたくさんいることも強く示唆されました。このままでは、氷雪藻類の未知の種が人知れず絶滅してしまうかもしれません。
私は日本の彩雪から自身で分離したり、海外の研究者から送ってもらったりした氷雪藻類の培養株の形態情報やDNAの塩基配列情報を調べ、既に知られている種のものと比較することで、それらが新種かどうかを調べています。新種だった場合は、培養株を公的な培養株保存施設に預けて種を保存します。保存施設に預けられた培養株は、世界中の研究者が利用できます。氷雪藻類の一部の種は不飽和脂肪酸や抗酸化物質といった有用成分をつくることが知られており、寒冷地での有用物質生産といった商業利用を検討している研究者もいます。
論文
「日本の残雪を彩る氷雪藻類の検索表」(2024)『植物地理・分類研究』72 (1)p.11-19.
「尾瀬の氷雪藻」(2022)『低温科学』80p.155-162.
「Taxonomic re-examination of "Chloromonas nivalis (Volvocales, Chlorophyceae) zygotes" from Japan and description of C. muramotoi sp. nov.」(2019)『PLOS One』14 (1)p.e0210986.
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