有孔虫(フォラミニフェラ)とは?海洋微生物の特徴・生態・化石指標

有孔虫(フォラミニフェラ)の特徴・生態・化石指標を分かりやすく解説。海洋微生物の役割と地質学的意義を図解で紹介

著者: Leandro Alegsa

有孔虫(フォラミニフェラ、通称フォラム)は、単細胞の真核生物の重要なグループです。ほとんどが海洋に生息しますが、一部は淡水や湿った陸地にも生息します。海洋では、プランクトン(遠洋性)として浮遊する種と、底生生物として海底に定着する種の両方が見られます。多くの種は外殻にあたるテストを持ち、これは通常炭酸カルシウム(CaCO3)で作られます。

形態と特徴

有孔虫は通常、殻(テスト)に小さな孔があり、そこから擬足(アメーバ状の延長)を出して環境とやり取りします。擬足を使い、細菌や小型の珪藻類を捕食するほか、底質中の有機物を取り込むこともあります。テストは単純なものから複雑に区画化されたものまで多様で、形や材質は分類や生態の手がかりになります。一般に、テストはCaCO3製が多いですが、種によっては有機質や粘土粒子を集合させて作るものもあります。

栄養と共生

多くの有孔虫は単独で捕食する能力を持ちますが、藻類を内部に保持する内共生体をもつ種も多数あります。こうした藻類内共生は光合成を通じて有孔虫に栄養を供与し、浅海の着底種や浮遊性種の生産力を高めます。また、一部の種は藻類を捕食した後に藻類の葉緑体を一時的に保持して光合成産物を利用する(いわゆる葉緑体の盗用)ことも観察されています。原文にあるように、擬足で細菌や小型藻類を捕食する生活様式が基本です(参照:アメーバの、擬足動物を、細菌、内共生体を保持している)。

生活環と繁殖

有孔虫は無性生殖と有性生殖の両方を行う種が知られており、多くはライフサイクルに世代交代(多細胞生物ほど明確ではないものの)の要素を含みます。増殖や殻の形成は環境条件に敏感で、食糧、温度、塩分などによって個体数や殻の化学組成が変化します。これが後述する古環境解析で重要になります。

化石指標(バイオストラティグラフィー)と地質学的利用

フォラミニフェラの殻は保存されやすく、化石として豊富に残るため、古生物学や地質学で地層の年代判定に広く用いられます。深海掘削プロジェクトや堆積物コアから得られる有孔虫化石の連続記録は、地質学的な期間や段階の化石指標の基礎となり、これは生物層序と呼ばれます(参照:地層の化石)。また、有孔虫殻の酸素同位体比や炭素同位体比、元素比(例:Mg/Ca比)は古海水温や古気候の復元に用いられ、古環境・古海洋学の重要なプロキシとなっています。

深海種の特殊適応

たとえば、マリアナ海溝などの超深海域では、炭酸カルシウムが溶解しやすい炭酸塩補償深度(CCD)より深い場所には通常CaCO3製のテストを持つ生物は少なくなります。そこに生息する一部の有孔虫は、炭酸カルシウムの代わりに有機物でできたテストを進化させており、この適応はテストが捕食者からの保護や生活様式に重要な役割を果たしていることを示唆します(参照:深海の捕食者に対する適応、捕食者)。

研究と応用

  • 地質学・古生物学:年代決定、層序対比、古海洋環境復元(酸素同位体、炭素同位体、元素比など)。
  • 環境指標:近年の水温上昇や海洋酸性化の影響を示す生態学的変化のモニタリングに有益。
  • 基礎生物学:単細胞生物の形態形成、共生の進化、深海適応機構の解明など。

まとめ

有孔虫(フォラミニフェラ)は形態・生態に多様性を示す微小な真核生物であり、化石記録が豊富なため地質学的・古環境学的に重要な指標群です。テストの材質や形態、共生関係、深海での特殊適応など、研究対象としても多くの興味深い側面を持っています。彼らの殻に記録された化学組成は過去の海洋・気候変動を読み解く鍵となります。

鮮新世からのフォアラム試験群。Zoom
鮮新世からのフォアラム試験群。

リビングフォラムZoom
リビングフォラム

質問と回答

Q:鬆(す)蟲(むし)とは何ですか?


A:フォラムは小さな単細胞の根生動物の真核生物の重要なグループです。有孔虫とも呼ばれます。

Q:どこに住んでいるのですか?


A: フォラムは主に海洋に生息していますが、淡水や湿った陸上にも生息しているものがあります。海の中では、プランクトン(外洋性)と深海(底生性)の両方に生息しています。

Q:殻は何でできているのですか?


A:炭酸カルシウム(CaCO3)でできています。

Q:餌はどのように捕らえるのですか?


A:アメーバのような仮足で、細菌や小さな珪藻類を捕まえて食べています。

Q:特開性とは何ですか?


A:藻類を食べながら、藻類の葉緑体を体内に留めておく行動のことです。

Q:古生物学では、どのように利用されているのですか?


A:深海掘削で得られた詳細な記録は、地質学的な時代や段階を特定するための化石指標となるため、古生物学の地層の年代測定によく利用されます(これを生層序学といいます)。

Q:深海のフォラムの中には、炭酸塩補償深度以下で生き残るために、どのように適応した種があるのでしょうか?


A: 深海底のフォラムの中には、炭酸カルシウムの代わりに有機物のテストを進化させた種があり、このテストが他の微小捕食者から身を守っている可能性が示唆されています。


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