ムスミリア・ブラジリエンシスから分離されたSymbiodiniumの酸性化による細胞の変化

Acidification-induced cellular changes in Symbiodinium isolated from Mussismilia braziliensis.

• Lilian J Hill
• Wladimir C Paradas
• Maria Julia Willemes
• Miria G Pereira
• Paulo S Salomon
• Rodrigo Mariath
• Rodrigo L Moura
• Georgia C Atella
• Marcos Farina
• Gilberto M Amado-Filho
• Leonardo T Salgado

抄録

共生菌科の二枚鞭毛藻とサンゴは、生態学的に重要な共生関係にあります。サンゴは、共生生物がいなければ長期間生存することができません。褐虫藻類は、サンゴの細胞外に生息しています。褐虫藻は、サンゴの細胞の外に生息していますが、温度差や酸性化などの環境ストレスからサンゴを守るためには、褐虫藻の集団が必要不可欠です。しかし、海洋酸性化が自由に生きている褐虫藻にどのような影響を与えるかについては、ほとんど知られていません。本研究では、ブラジル沿岸の固有種であるサンゴ（Mussismilia braziliensis）から分離されたSymbiodinium属の褐虫藻の、大気中のCO2増加による酸性化に対する形態学的、生理学的、生化学的な応答を調べることを目的とした。本研究では、大気中CO2濃度1633μatmのpH7.5に最大16日間曝露した後、光合成収量、細胞構造、細胞密度、脂質プロファイルが変化するかどうかを調べた。光合成収量と細胞密度は負の影響を受け、葉緑体は小胞化したサイラコイドを示し、形態的な損傷を示した。さらに、酸性化条件では、対照の非酸性化条件と比較して、シンバイオジニウムの脂肪酸組成が急激に変化し、多価不飽和脂肪酸の含有量が低く、飽和脂肪酸の含有量が高いことが明らかになった。これらの結果は、海水の酸性化が唯一のストレス因子として、自由に生きているシンビオディニウムの生理、生化学、および構造に大きな変化をもたらすことを示している。

Dinoflagellates from the Symbiodiniaceae family and corals have an ecologically important endosymbiotic relationship. Scleractinian corals cannot survive for long periods without their symbionts. These algae, also known as zooxanthellae, on the other hand, thrives outside the coral cells. The free-living populations of zooxanthellae are essential for the resilience of the coral to environmental stressors such as temperature anomalies and ocean acidification. Yet, little is known about how ocean acidification may affect the free-living zooxanthellae. In this study we aimed to test morphological, physiological and biochemical responses of zooxanthellae from the Symbiodinium genus isolated from the coral Mussismilia braziliensis, endemic to the Brazilian coast, to acidification led by increased atmospheric CO2. We tested whether photosynthetic yield, cell ultrastructure, cell density and lipid profile would change after up to 16 days of exposure to pH 7.5 in an atmospheric pCO2 of 1633 μatm. Photosynthetic yield and cell density were negatively affected and chloroplasts showed vesiculated thylakoids, indicating morphological damage. Moreover, Symbiodinium fatty acid profile drastically changed in acidified condition, showing lower polyunsaturated fatty acids and higher saturated fatty acids contents, when compared to the control, non-acidified condition. These results show that seawater acidification as an only stressor causes significant changes in the physiology, biochemistry and ultrastructure of free-living Symbiodinium.