アンゴラ寒冷地の栄養生態学

Scientific Reports volume 13、記事番号: 9933 (2023) この記事を引用

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アンゴラ縁辺（大西洋南東部）の冷水サンゴ（CWC）礁は Desmophyllum pertusum によって優占されており、低酸素条件にもかかわらず、関連する動物相の多様な群落を支えています。 この研究では、炭素と窒素の安定同位体分析 (δ13C とδ15N) を使用して、この比較的知られていない CWC 州の栄養ネットワークを解読します。 サンゴ礁には新鮮なフィトデトリタスが存在しますが、δ15N のサインは、CWC (12.90 ± 1.00 ‰) が浮遊粒子状有機物 (SPOM) (4.23 ± 1.64 ‰) より 2 つ上の栄養段階に位置していることを示しており、CWC が中間の食料源に大きく依存していることを示唆しています。それは動物プランクトンかもしれません。 棘皮動物と多毛類の Eunice Norvegica は同じ栄養ギルドを占めており、高い δ13C サイン (-14.00 ± 1.08 パーセント) は CWC と海綿動物に対する捕食行動を示していますが、13C が豊富な粒子に対する砕屑性摂食もこのグループにとって重要である可能性があります。 海綿は最も高いδ15N値（20.20±1.87 ‰）を示し、これは海綿の組織内で激しい窒素循環プロセスを推進し、サンゴ礁の低酸素状態に対処するのに役立つ海綿ホロビオントと細菌の餌の役割によるものと考えられる。 私たちの研究は、低酸素条件下でのCWCサンゴ礁の栄養相互作用を理解するための最初の洞察を提供します。

冷水サンゴ（CWC）は、日和見的な浮遊摂食行動を持つ従属栄養性の刺胞動物です1。 食物が制限された深海では、CWC サンゴ礁での炭素処理は他の隣接する生息地と比較して高く 2、3、栄養相互作用はサンゴ礁内の異なる官能基間での有機炭素の移動と循環に寄与するプロセスの 1 つです 2。 地形によって強化される流体力学 4,5,6,7 と地表水を深層にもたらす垂直ダウンウェル 8 は、CWC サンゴ礁への有機炭素の輸送強化に関与するメカニズムの一部であり、CWC の発生と分布を促進します 9、10、11。

Lophelia pertusa 12 としても知られる CWC Desmophyllum pertusum は、深海における生態系工学のモデルを表す 15、3 次元の複雑さを持つ生物起源の枠組みを形成します。 他の枠組みを形成する CWC と同様に、D. pertusum 礁は、(i) 食料供給の増加に有利な流体力学が強化された領域に複数の生態学的ニッチを持つ複雑な生息地を提供することにより、関連する動物相の局所的な生物多様性を増加させます 16,17,18,19,20。 (ii) サンゴ礁の影に覆われた中央ゾーンの流速と乱流を局所的に減少させることにより、餌の捕獲 23,24 と幼生の定着 23 が改善されます。

D. pertusum 25 が優勢で、Madrepora oculata 26 が存在する、繁栄している CWC サンゴ礁が、アンゴラ縁辺 (大西洋南東部) 沿いの水深 331 ～ 473 m の間で最近発見されました。これは局地酸素極小帯 (OMZ) の中心と一致しています。 アンゴラ D. pertusum サンゴ礁の発見は、CWC が非常に低い酸素濃度 (0.5 ～ 1.3 mL L-1) と比較的高い温度 (6.8 ～ 14.2 mL L-1) で発見されたことを考慮すると、これまで想定されていたこの種の生態学的要件の一部に疑問を投げかけました 27,28。 ℃）11、25、26。 低酸素条件にもかかわらず、アンゴラの CWC サンゴ礁は繁栄しており、主に海綿動物、八サンゴ動物、および反病動物から構成される関連する巨大動物および大型動物の群集が生息しています 29,30。 CWC の栄養生態学に関するほとんどの研究は、地中海 31,32,33 および北大西洋 34,35,36,37,38 の正常酸素状態で発生する群集について利用できますが、他の深海地域に関する情報はほとんどありません。 これまでのところ、アンゴラで最近発見されたサンゴ礁では栄養学的研究は行われていません。

以前の研究では、D. pertusum が受動的懸濁摂食者であり、溶存有機物 (DOM) 39,40、地表の一次生産物からの植物性デトリタスの形の粒子状有機物 (POM) などのさまざまな食物源を摂食できることが示されています 37,41および動物プランクトン31、34、42、43、44、45。 アンゴラの CWC サンゴ礁では、生産的な湧昇システム 46 から生じる高品質で豊富な有機物 (OM) が底生生物群集に利用可能です 11。 この豊富な食料供給は、アンゴラの OMZ の下で CWC が生存するための重要なメカニズムである可能性があります 11,47,48,49。 Gori らによる最近の研究 50 では、アンゴラの D. pertusum が脱酸素下でも高い呼吸数を維持できることが示されており、この種がサンゴ礁の環境条件に順応し局地的に適応していることが示唆されています。 低酸素に対する底生生物の適応として提案されているものには、体の大きさや形状の変化47,49、エネルギー代謝経路の変化49,50、さらには酸素欠乏性細菌との共生関係51,52,53が含まれる可能性がある。 私たちが知る限り、CWC および関連する動物相の栄養生態学における OMZ の影響はまだ記載されていません。 しかし、OMZ の栄養網に関する以前の研究では、低酸素条件下で底生生物に OM を送達する際の微生物媒介栄養プロセス 54,55、特に硝化細菌と脱窒細菌の役割を通じて 56,57 の重要性が示されています。 したがって、アンゴラのCWCサンゴ礁における栄養相互作用を調査することは、これらの群集が利用できる食料源と、OMZ内のCWCサンゴ礁の栄養網がより酸素の多い地域のものとどのように異なるのかについて、新たな理解を提供する可能性がある。