石灰化硬質紅藻（クラスト状藻類）の生体鉱物中の窒素同位体はサンゴの栄養戦略を再構築するための基準を提供する

サンゴの生存に小さな礁被覆が重要な理由

サンゴ礁は海水温の上昇や海洋化学の変化によってますます大きなストレスにさらされていますが、種によって対応力には差があります。重要な違いの一つは栄養の獲得方法で、内部の藻類とエネルギーを分かち合うか、自ら獲物を捕らえて食べるかに分かれます。本研究は、クラスト状のピンク色で岩のように硬い海藻群である石灰化硬質紅藻が、科学者にサンゴの摂食の柔軟性を海洋や時間を越えて読み取らせる化学的記録を蓄えることを示しています。

サンゴ礁の被覆から海の食料庫を読む

石灰化硬質紅藻は薄いピンク色の被覆を形成して礁をつなぎ、稚サンゴの着生を助けます。これらは完全に光合成と溶存栄養塩に依存しているため、動物に見られるような追加の代謝処理を経ずに周囲の海水から窒素を取り込みます。取り込まれた窒素は硬い骨格内に閉じ込められます。著者らはこのようにトラップされた有機物の自然な窒素同位体指紋を測定することで、これらの藻類が表層水へと供給される窒素を密接に追跡し、局所的で長期間持続する栄養条件の「基準値」を作ることを示しています。

藻類のシグナルとサンゴの生活様式を照合する

研究チームはインド太平洋、大西洋、紅海、カリブ海の30の熱帯礁サイトから藻類とサンゴを採取しました。17か所では、藻類、内部に藻類を持つ共生サンゴ、共生藻を持たないサンゴという三点セットを採取できました。サイト間で比較すると、石灰化硬質紅藻の窒素シグナルは、栄養塩に乏しい青い海域から強い湧昇や低酸素帯の影響を受ける領域まで条件が異なる場所でも、近傍の海中亜表層硝酸塩と非常によく一致しました。共生するサンゴは藻類と似た窒素値を示した一方で、共生藻を持たず完全に摂食するサンゴは、獲物を消化する際に排出する廃棄物を反映して数パーミル恒常的に重い（同位体比が高い）傾向がありました。

化学的指紋から摂食バランスへ

石灰化硬質紅藻が局所の基準値を示すため、藻類の窒素シグナルと近傍のサンゴの差は、サンゴが内部での再循環にどれだけ依存しているか対外的な摂食にどれだけ頼っているかを明らかにします。著者らはこれらの差を使って完全に摂食するサンゴの「栄養濃縮係数（trophic enrichment factor）」を定義し、共生種を二つの極点の間の尺度上に配置します。一方の極点はサンゴ–藻類共生体内での窒素の再利用が支配的な状態、もう一方の極点は廃棄物としての窒素喪失が支配的な状態です。これにより、局所栄養背景に依存しない形で、サンゴのエネルギーがどれだけ光合成共生藻から実際に来ているかを推定する「共生藻依存指数（Reliance on Symbionts Index）」を構築します。

種によって異なる適応の仕方

この指数をジャマイカとアメリカ領サモアの多種や、世界各地のいくつかのサンゴ属に適用すると、摂食戦略に大きなばらつきがあることが明らかになります。ある種の分枝状や塊状を作るサンゴは内部藻類への依存が一貫して高く、窒素喪失の兆候がほとんど見られません。ほかの種は獲物捕獲に重きを置くか、局所条件に応じてその尺度上で移動できる柔軟性を示します。これらの違いは礁で観察される長期的変化と一致します。例えばジャマイカでは、共生藻に強く依存するサンゴは近年減少し、より柔軟なタイプが増えており、摂食様式を調整する能力が繰り返す攪乱に耐える助けになっていることを示唆しています。

過去を振り返りサンゴの未来を導く

石灰化硬質紅藻とサンゴの骨格に閉じ込められた窒素は何百万年も残り得るため、この手法は古代礁の摂食戦略を覗く窓を開きます。化石が共存する場所で藻類、共生サンゴ、共生しないサンゴの同位体値を比較することで、過去のサンゴ群集がどれほど内部藻類に依存していたか、そして主要な環境変動の間にそのバランスがどう変化したかを推測できます。本研究は、これらの礁被覆がサンゴの食性と回復力を再構築するための強力な基準を提供し、今日の礁危機をより深い歴史的文脈に位置づける助けになると結論しています。

引用: Jung, J., Wald, T., Foreman, A.D. et al. Crustose coralline algae biomineral-bound nitrogen isotopes provide a baseline to reconstruct coral trophic strategies. Commun Earth Environ 7, 438 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03459-2

キーワード: サンゴ礁, 石灰化硬質紅藻, 窒素同位体, 混合栄養（ミクソトロフィー）, 光合成共生