メタン湧水域に生息する冷水性サンゴによる微生物媒介の炭素利用

目に見えない栄養で支えられる深海の生命

太陽光の届かない深海、コスタリカ沖の暗い海底で、海洋生物の通念を覆すようなサンゴが発見されました。このサンゴは表層から降りてくるプランクトンの死骸だけに頼るのではなく、海底から染み出すメタンや硫化物に依存して増殖する細菌が作り出す隠れた食物資源を利用しています。極端な環境でこのサンゴがどのように生き延びているかを理解することは、深海生態系の仕組みと、人為的な攪乱に対する脆弱性を明らかにします。

漏れ続ける海底に築かれた奇妙な住処

メタン湧水域は、地球深部からメタンや硫化水素を多く含むガスや流体が海に漏れ出す場所です。これらの場所には、光合成に頼らず化学エネルギーによって繁栄するオオハシムシ類、ムール貝、アサリ、そして細菌のマットなどが集まります。今回研究された冷水性サンゴSwiftia sahlingiは、コスタリカ沖の太平洋深度約1キロメートルのマウンド12に生息しています。このサンゴは、化学的に過酷な環境の縁にとどまるのではなく、典型的な湧水生物の間に入り込み、大型のチューブワームやムール貝の上にまで成長していることがしばしば観察されます。

サンゴが好む居場所の地図化

サンゴの生息地の好みを明らかにするため、研究チームはカメラとソナーを備えた自律型水中ロボットを用いて海底を調査しました。数万枚におよぶ画像から、これらのサンゴが生息する3000平方メートル以上の領域を地図化しました。個体群の約5分の4は、ムール貝やチューブワーム、白色の細菌マットなど、活発な湧水の明確な痕跡がある領域に位置していました。生息地モデルは、硬い炭酸塩岩が固定点として不可欠であることを示しましたが、特にムール貝のような湧水生物に近いこともサンゴの繁茂を強く予測しました。これは、このサンゴが古く活動の止まった岩を利用しているだけでなく、化学的湧水が継続している場所を能動的に選んでいることを示唆しています。

炭素の痕跡をたどる

深海でサンゴの摂食を直接観察できないため、研究者たちはサンゴ組織中の化学的手がかりに目を向けました。サンゴの炭素・窒素同位体比を測定し、湧水域に直接生息しない近隣のサンゴと比較しました。湧水に関連するSwiftia sahlingiは、表層起源のプランクトンだけでなく、メタンや硫化物を酸化する細菌に由来する食物を反映する、より軽い炭素シグネチャを示しました。さらに突き詰めるために、生きたコロニーを採取して、希少な炭素同位体で標識したメタンを添加した海水中で培養しました。1週間後、活動的な湧水域から採取した1個体のサンゴは炭素シグネチャが劇的に変化し、微生物により処理されたメタン由来の炭素がサンゴ自身のバイオマスに取り込まれた明確な証拠が得られました。

隠れた共生者：サンゴと共に暮らす細菌たち

研究チームはサンゴ組織から細菌のDNAをシーケンスして、サンゴの微生物群集も調べました。その結果、硫黄酸化細菌が優勢で、検出された細菌の90パーセント以上を占める場合もありました。多くは、熱水噴出孔や湧水域で他の深海生物を支えることが知られているグループに属していました。2つのサンゴコロニーでは、メタンを酸化する細菌も豊富に見られました。注目すべきは、培養実験で標識メタンを取り込んだサンゴは、メタン食性微生物の割合が最も高かったことです。硫黄利用菌とメタン利用菌の混合と、それらのサンゴごとの存在比の変動は、微生物が複数の経路で宿主に栄養を供給できる柔軟な関係を示唆します。

この柔軟な生き方が重要な理由

地図化、同位体測定、実験、DNA解析を総合すると、Swiftia sahlingiは表層から降る食物と、湧水化学物質を利用して炭素に変換する細菌の両方からエネルギーを引き出す混合摂食性のサンゴであることが示されます。この柔軟な戦略によって、従来は過酷と考えられていた場所にも定着でき、冷水性サンゴの生息域が拡大し、深海の生物多様性を支える可能性があります。一方で、これらの生態系が深海採掘、底引き網漁、掘削などの活動によって破壊されうる脆弱な化学・微生物プロセスに依存していることを浮き彫りにします。こうした隠れた共生関係を認識することは、深海というまだよく知られていないが極めて相互に結びついた生命網を保護するための重要な一歩です。

引用: Stabbins, A., Goffredi, S., Gasbarro, R. et al. Microbially mediated carbon utilization by a cold-water coral inhabiting methane seeps. Sci Rep 16, 9603 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-025-32153-0

キーワード: メタン湧水域, 冷水性サンゴ, 化学合成微生物, 深海生態系, 共生