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微生物:色素組成の適応的分岐が植物プランクトンの多様性を促す

Nature 432, 7013 doi: 10.1038/nature03044

植物プランクトンが示す圧倒的な多様性は、何十年にもわたって生物学者を悩ませてきた。この謎は、ピコラン藻、ピコ真核生物や、バクテリオクロロフィルあるいはロドプシンを光合成に主に使う光合成細菌などの海洋性光合成微生物の相次ぐ新種発見によって、解決されるどころか深まるばかりである。生理学的研究およびゲノム研究では、自然選択がこれらの光合成微生物のニッチ分化を、特に光合成機能に関して促進していることが示唆されている。今回、バルト海から単離したSynechococcusに属する2種の近縁なピコラン藻間に見られる光をめぐる競争について解析を行った。1種は色素フィコエリトリンを含むために赤色であり、もう1種は色素フィコシアニンを多量に含むために青緑色を呈する。本論文では、光スペクトルの分配による2種のピコラン藻の安定な共存を示す理論と競争実験について報告する。色素組成を適応的に変えることが可能な第3の海洋性ラン藻を使った別の競争実験では、この種が、競争相手の利用しない色の光を吸収する色素に投資することで生き延びることがわかった。この結果は、光合成微生物の色素組成に関する分岐の適応的意義を示しており、こうした分岐が効率的な光エネルギーの利用を可能とし、また多種共存を促す方向に働いている。

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