ABCら，マリモの光合成能力低下を解明

アストロバイオロジーセンター（ABC），神奈川大学，東京科学大学，釧路市教育委員会マリモ研究室は，阿寒湖のマリモは，湖が解氷した直後に低水温と強い日射にさらされることで，光合成能力が著しく低下する光阻害という深刻なダメージを受けていることを，野外調査により明らかにした（ニュースリリース）。

北海道・阿寒湖に生息する国の特別天然記念物「マリモ」は，季節ごとに大きく変動する環境下で生きている。なかでも，冬の間に湖を覆っていた氷が解ける春先は，水温が低いまま強い日射にさらされるため，光合成機能に深刻なダメージを受ける危険性が指摘されてきた。

研究グループは，北海道・阿寒湖のチュウルイ湾において，季節ごとの水温や光環境のモニタリングを行なうとともに，異なる季節にマリモを採集し，クロロフィル蛍光測定という手法を用いてその光合成能力を評価した。

その結果，夏および湖が完全に氷に覆われている冬の盛りに採集したマリモは，光合成能力の指標である光化学系IIの最大量子収率（F_v/F_m）が約0.6と高い値を示し，光合成の能力は健全な状態にあることが確認された。

一方，解氷直後に採集したマリモでは，このF_v/F_mの値が太陽光にさらされた表面で約0.27まで著しく低下しており，深刻な光阻害が生じていることが明らかになった。これは，冬の暗い環境に順応していたマリモが，突然強い光にさらされたことで大きなストレスを受けたことを示している。

しかしながら，マリモは強靭な回復力も持っていた。解氷から20～30日が経過し，水温が徐々に上昇し始めた5月上旬には，F_v/F_mの値が約0.55まで回復していた。この回復過程は室内実験でも裏付けられ，ダメージを受けたマリモの細胞を弱い光のもとに置くことで，光合成能力が回復し始めることが確認された。

研究グループは，この研究の成果は，阿寒湖のマリモという特定の生物群落にとどまらず，国内外の他の湖沼生態系で，気候変動のような複合ストレスに直面する希少な水生生物をいかに保全していくか，という普遍的な課題に対するモデルケースとしての意義も持っているとしている。