BBSちゃんぷる - 海水魚とサンゴ飼育の話題




1.[>][x] プロフィールTAKA シアノバクテリアの窒素固定について 2009/8/1 13:13

貧栄養塩環境でもシアノバクテリアは窒素固定できるために繁殖できると読みました。これは、水中の窒素を取り入れてアンモニアなどに変換しているのでしょうか?もし、水中の窒素を固定しているならば、サンゴなどに必要な窒素は不足しないのでしょうか?
普段から少し気になっている、水中の窒素とサンゴの栄養に関係あるかなと思い質問させてもらいました。

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2.[>][x] プロフィール管理者エイジ Re: シアノバクテリアの窒素固定について 2009/8/2 05:52

危惧する通りの反応は起こりうると思いますが、シアノバクテリアに有利な環境を与え続けない限り、現実的なサンゴ水槽では問題にならないのではないでしょうか?
シアノバクテリアはリンに大きく依存している印象があって、実際に発生しても、しばらく増殖したのち、リンの消費と共に大抵消滅していきますよね。
それに、多くの水槽では少なからず窒素源は見られますが、リンはごく少ないかほぼゼロです。
総合的に見ても、シアノを要因とした、サンゴにとっての窒素の枯渇は無いと見て良いと思います。
多分、リンの要求量がサンゴよりシアノの方が圧倒的に大きいのでしょうね。

それと、シアノの窒素固定と繁殖は直接的にはあまり関係が無いように思います。わざわざアンモニアを生成せずとも、使える窒素があるならば。
それに窒素固定は硝酸が枯渇した時点で発動するので、行われるのはコロニー内のごく僅かだと思われます。(その意味でもコロニーの外に硝酸があればそっちを使った方が早いとも言えます)
ただ、リン酸化合物からリンを得るために、他の細菌反応を利用する意味で、アンモニアを提供する形はあるかも知れません。(アンモニアでリン酸化合物を分解する細菌が居るなら)

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3.[>][x] プロフィールTAKA Re: シアノバクテリアの窒素固定について 2009/8/2 12:48

エイジさん、
私が興味を持ったのはいかの部分です。
「アラビア半島とアフリカ北東部を隔てる「紅海」は、海が赤く染まることから名づけられたそうだが、海を赤く染めているのはシアノバクテリアの一種で窒素固定能力を持つトリコデスミウムの集団だ。生活廃水が流れ込むことなく水の澄んだ貧栄養環境の外洋では窒素化合物が極端に欠乏することが多い。そこでは、窒素固定能力を持つシアノバクテリアが生態系の唯一の支配者になる。」
このトリコデスミウムは光合成と窒素固定をバランスよく行うことによって生き残るようです。
ZEOvitなどの超低栄養塩環境では良くシアノが問題になります。何か関係あるかなと思いまして。
サンゴが窒素不足になるいった質問とは全然違うのですが。。。

シアノの特徴は、リンがなくても窒素固定で生き残れると理解していますが、間違っていますでしょうか?シアノが硝酸を利用すると言うのは知りませんでした。窒素固定って、窒素(N2)を違う形(NH3)などにすると理解していましたが。何か簡単に説明したサイトなどないですかね?

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4.[>][x] プロフィール管理者エイジ Re: シアノバクテリアの窒素固定について 2009/8/2 17:17

シアノに限らず、植物プランクトンも動物プランクトンも、以前からTAKAさんもよく触れているように、活動の際に種固有のCNP比を要求しています。多かれ少なかれ、多くの炭素源、適度な窒素源、僅かなリンを利用しています。どれか一つを満たせば生きていけると言う訳ではありません。

シアノも植物プランクトン同様、普段の多くは好気的に同化型硝酸還元のため硝酸を利用しています。ただシアノの一部は確かに窒素固定能を持っているため、環境が整えば回路を発動します。但し上でも書いたように窒素固定回路は硝酸により阻害を受け、また硝酸があるうちは同化型硝酸還元が優先されるため、窒素固定は起こりません。また嫌気環境も必要です。

ただ、沿岸部(水槽)には当てはまらないでしょうけど、確かに外洋では表層の無機窒素の約9割が窒素ガスであると言われていますので、その中からアンモニアを得るためにコロニー内で嫌気的且つ硝酸枯渇環境を作り出し、窒素固定を行っている可能性はあるかも知れませんね。
(窒素固定は確かに窒素→アンモニアの反応です)

上で書かれた紅海に関する記事での「唯一の支配者」については、僕はちょっと判りません。
唯一のアンモニア起源と言う意味かなぁ?
確かに生物の代謝由来の有機物も、循環を繰り返して枯渇していくとすれば、最後はシアノ頼みになるって意味なのかな?

紅海の色は確かに藍藻に由来するようです。トリコデスミウム属も熱帯域の赤潮の代表種です。
とは言え、水槽を考える際に、この環境についてあまり参考にする必要は無いと思いますよ(汗)

ちなみに上記考察は、「海洋微生物学の分子生態学入門」や「海洋の仕組み」等を参考にしています。
シアノに突っ込んだサイトは知らないですねぇ。あれば僕も見たいです。

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5.[>][x] プロフィール管理者エイジ Re: シアノバクテリアの窒素固定について 2009/8/2 17:24

補足:
シアノの窒素固定で得られたアンモニアは、一部は自身が利用し、残りは排出され、他の微生物に利用されるそうです。
比率までは判らなかったけど。。。

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6.[>][x] プロフィール管理者エイジ Re: シアノバクテリアの窒素固定について 2009/8/2 18:02

補足2(朗報?):
以下、海洋微生物学の分子生態学入門から引用します。

植物プランクトンや細菌は、自身の分泌したアルカリ・ホスファターゼによって有機態リン酸化合物のPPを加水分解して無機態リンDIPとし、それを利用する。一部の微生物には溶存有機態リンDOPを直接取り込むものもいる。

PP:粒子状の不溶性リン
DIP:無機態リン
DOP:有機態リン
TP:全リン

と言うわけで、リン酸化合物があれば、自身でリン酸イオンを抽出し利用することができるようです。おそらくシアノに於いても同様だと思われます。
TAKAさんの「リンが無くても」の助けになれば。
とは言え、リン資源がなければダメですけど。

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7.[>][x] プロフィール管理者エイジ Re: シアノバクテリアの窒素固定について 2009/8/2 18:10

補足3:
PPについては、不足の心配はいらないようでした。
好気的環境に於いては、海中のリンの多くは不溶性リン(リン酸化合物)だそうです。

ただ、これを利用する場合、多くは沈殿しているので、外洋に於いては結構な深度となります。
また、これはこれで嫌気環境を満たしやすいのでシアノの窒素固定に有利ですが、逆に外洋の深部では表層と違ってある程度の窒素濃度があるので、硝酸枯渇環境の実現に関しては、やはりコロニー内部での強制的な発動となりそうです。

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8.[>][x] プロフィール管理者エイジ Re: シアノバクテリアの窒素固定について 2009/8/2 18:17

訂正:
なんか書き散らかしてますが(汗)、よく考えたら、あんまり深いと光合成ができないかも(汗)
やっぱり表層で活動かな?
リンは・・・他力本願で下からの湧き上げに頼っているのかもね。

もうひとつなんか書こうと思ってたのに。。。忘れた。
思い出したら追記しておきます。

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9.[>][x] プロフィール狩人 Re: シアノバクテリアの窒素固定について 2009/8/2 18:29

ここのところ出なくなってしまいましたが 家の水槽ではシアノバクテリアが繁殖するときはミドリイシ、ハナガササンゴの状態が上がる傾向があります

発生して欲しいんですが 最近、一向に出なくなりました
試薬で測る栄養塩に違いがある訳ではありませんが 大繁殖の状態から突然消えて 2度と出てくれなくなりました

サンゴに口から栄養を与える為には シアノバクテリアが良いようです

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10.[>][x] プロフィールTAKA Re: シアノバクテリアの窒素固定について 2009/8/4 00:59

エイジさん、
詳しい解説ありがとうございました。
>リン酸化合物があれば、自身でリン酸イオンを抽出し利用することができるようです。
これ非常におもしろいですね。特に不溶性リンも活用できるとは!

狩人さん、
>サンゴに口から栄養を与える為には シアノバクテリアが良いようです
これはサンゴに餌としてシアノを与えるってことですよね?家のサンゴはシアノが絡まって☆になってしまうものがいます。

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11.[>][x] プロフィールタテジマキンチャクダイ狩人 Re: シアノバクテリアの窒素固定について 2009/8/4 10:15

TAKAさん

以前 家に発生したシアノバクテリアは昼間、水槽一面に発生して 夜になると消えてしまうシアバクだったんですが
これが発生すると サンゴが元気良くなりました

おそらく、夜になると浮遊し始めるのでは、と思ったのですが これが浮遊してサンゴの餌になってたのではと勝手に考えてます

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