南極の湖底に広がる森の謎―知られざるその光環境と光生理学的応答からのアプローチ―

抄録

昭和基地周辺には、南極の一般的イメージ「薄暗い氷に閉ざされた大陸」とは違った露岩域と呼ばれる地帯がある。これらは氷期-間氷期サイクルという地球規模の環境変動の影響を受け、3～4万年前に南極氷床が後退して創成された。そこに多数点在する多様な形状・水質を持った湖沼の底には普遍的に、まるで森林のようにユニークな植物群落（藻類・コケ類優占）が一面に広がっており、南極陸域生態系の中で最も豊穣な植生と言われている。この湖ごとに独自で多様な湖底藻類形成と繁栄の謎に迫るべく、1)南極湖沼の環境変動の解明、2)湖底藻類群集の保持色素と光合成の関係、3)光変動に対する藻類群集の応答性、というアプローチによる研究を行った。南極湖沼は一年のほとんどを氷に覆われ、氷厚や積雪によって水中の光環境は大きく影響を受けていた。南極の夏季は光合成生物にとって限られた成長期であるが、日長が長く、紫外域を吸収する溶存有機物質が低濃度の湖水であるためか、湖底まで強光・強紫外線が到達しており、貧栄養かつ低温の湖水環境であった。藻類群集は、このようにストレスの多い極域で生存し生長するために、強光・強紫外線の防御によって死滅回避しながらも、可能な範囲の光エネルギーを利用するように応答することが明らかになった。これにより、藻類群集は死滅すること無く正の光合成を維持でき、南極の湖底で大群落を築き上げていたと考えられる。