アンキアライン洞窟に生息する固有の洞穴性ヒトデ Asterinides 属とその原核生物群集との相互作用

隠れた水中世界の暮らし

コスメル島の観光ビーチのずっと下には、まったく別の世界が広がっている：暗く水没した洞窟で、奇妙で淡い色をした動物たちが太陽光なしで生き延びている。本研究はそのような生き物の一つ、未記載の洞穴性ヒトデと、そこで見られるぬるぬるした微生物マットを調べる。これらのマットにどんな生物が住み、ヒトデの胃の中に何が入っているかを解析することで、目に見えない微生物がどのようにより大きな動物に栄養を供給し、隠れた生態系全体を形づくっているかを明らかにする。

陸と海のあいだの洞窟

調査はメキシコ、コスメル島の石灰岩に作られたアンキアライン洞窟系、El Aerolito で行われた。アンキアライン洞窟は海と岩の小孔やトンネルを通じてつながる地下水で満たされている。塩分を含む海水とより淡い地下水が出会うと、溶存塩類の濃度が高く光がほとんど届かないなど、独特の化学層が形成される。こうした過酷で孤立した環境は、種が独自に進化し地球上の他の場所では見られないことが多い「自然の実験室」となる。

非常に限られた住所をもつヒトデ

El Aerolito の住民の中でも目を引くのが Asterinides 属の小さく淡いヒトデで、この洞窟内のごく一部の通路でしか見つかっていない。深部の塩分の高い水層の壁面に付着して暮らし、しばしば柔らかい腹面を微生物マットの薄い膜に直接押し当てている。近縁種は胃を外に反転させて摂食する機会主義的雑食者であることから、研究チームはこの洞窟性ヒトデがこれらのマットを主要な餌資源として摂食しているのではないかと推測した。

洞窟の目に見えない生命の採取

狭く真っ暗な通路での作業には、テクニカルな洞窟ダイビングと新しい道具が必要だった。チームは洞窟水、壁面の微生物マット、マットで覆われた岩、ヒトデの胃内容物という4種類のサンプルを採取した。動物を傷つけずに腸内容物を得るために、ヒトデが胃内容物を保護された容器内に穏やかに吐き戻すことを可能にする特別設計のキャッチャー収集チャンバーを使用した。研究所に戻ってから、これらのサンプル中の細菌からDNAを抽出し、マーカー遺伝子をシーケンスしてどの微生物群が存在するか、炭素・窒素・硫黄の循環においてどのような代謝的役割を果たす可能性があるかを同定した。

共有される微生物と共有される化学

洞窟には驚くほど豊かでほとんど知られていない細菌群集が存在し、プロテオバクテリア門が優勢で、多くの系統はまだ属レベルで分類されていなかった。微生物マット、水、ヒトデの吐き戻し物はいくつかの主要な細菌群を共通して持ち、その中には硫黄や炭素の処理に関連するとされるタイプも含まれていた。いくつかの細菌はヒトデの腸内だけに現れ、消化系との特別な関係を示唆した。代謝機能の予測を比較すると、微生物マットと胃内容物は周囲の水よりも互いに似ており、三つの生息地すべてで硫黄を酸化し炭素を固定できる微生物――完全な暗闇でエネルギーを生み出し得る過程――が特に重要であった。

食物網、汚染、そして保護

これらの証拠を総合すると、微生物マットが Asterinides 属にとって主要な餌資源であり、その密な細胞や粘着性の分泌物を通じてエネルギーと栄養を供給しているという考えが支持される。これらの分泌物は金属や汚染物質を結合することがあるため、ヒトデは表層の開発や近隣道路から染み込む汚染物質にさらされる可能性もある。同時に、非常に多くの未知の微生物が見つかったことは、アンキアライン洞窟の生物についていかに理解が乏しいかを浮き彫りにする。洞窟動物の食性を微生物活動と結びつけることで、本研究は今後の研究の枠組みを提供するとともに、これらの壊れやすく進化的に独自な水中世界を保護する必要性を強調する。

引用: Solís-Marín, F.A., Vergara-Ovando, C., Rojas-Oropeza, M. et al. Asterinides sp. an endemic stygobitic seastar from an anchialine cave and its interactions among prokaryotic communities. Sci Rep 16, 5926 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36065-5

キーワード: アンキアライン洞窟, 洞窟性ヒトデ, 微生物マット, 地下水生態系, 硫黄循環