海洋温暖化が重要な海洋微生物を脅かす(Ocean warming puts vital marine microbe at risk)

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2025-09-08 ワシントン大学(UW)

 

ワシントン大学の研究チームは、地球上で最も豊富な光合成生物であり、海洋表層に広く分布する微生物 Prochlorococcus が、地球温暖化による海水温の上昇に深刻な脅威を受けていることを明らかにした。この微生物は世界の約75%の海洋表層に存在し、地球全体の酸素生産の約5%を担うなど、食物網と気候安定に不可欠な存在である。しかし調査の結果、摂氏30度を超える水温では成長や細胞分裂が著しく低下し、存続が危うくなることが分かった。研究は過去10年間にわたり100回以上の海洋調査航海を行い、約8千億個の細胞データをSeaFlow装置でリアルタイム解析することで実施された。これまで温暖な海域で優勢と考えられていたが、実際には高温に弱いことが示され、海洋温暖化の進行により食物網の基盤や酸素供給に大きな影響が及ぶ可能性が警告されている。

Circular blobs captured by a microscope. Each blob is one Prochlorococcus cell.

<関連情報>

将来の海洋温暖化はプロクロロコッカス属のバイオマスと生産性を大幅に減少させる可能性がある Future ocean warming may cause large reductions in Prochlorococcus biomass and productivity

François Ribalet,Stephanie Dutkiewicz,Erwan Monier & E. Virginia Armbrust
Nature Microbiology  Published:08 September 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41564-025-02106-4

Fig. 1

Abstract

The cyanobacterium Prochlorococcus is Earth’s most abundant photosynthetic organism and crucial to oceanic ecosystems. However, its sensitivity to a changing climate remains unclear. Here we analysed decade-long field measurements using continuous-flow cytometry from our SeaFlow instrument, collecting per-cell chlorophyll fluorescence and size data for ~800 billion phytoplankton cells across the tropical and subtropical Pacific Ocean to quantify the temperature dependence of cell division. Prochlorococcus division rates appear primarily determined by temperature, increasing exponentially to 28 °C, then sharply declining. Regional surface water temperatures may exceed this range by the end of the century under both moderate and high warming scenarios. Under these future conditions, our global ocean ecosystem model suggests a possible 17–51% reduction in Prochlorococcus production in tropical oceans. Even with the inclusion of hypothetical warm-adapted strains, models show significant production declines in the warmest regions, suggesting that thermal adaptation may not prevent negative impacts. These results highlight the potential vulnerability of Prochlorococcus-dependent marine ecosystems to future warming.

生物環境工学
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