混合栄養生物：複数のエネルギー・炭素獲得戦略を用いる生物

特徴と種類

混合栄養には、いくつかの異なる様式が含まれる。光があるときには光合成を行い、暗所では有機物を消費するように切り替える生物がいる。別の生物では、光エネルギー（光栄養）の代わりに、またはそれと併せて化学エネルギー（化学栄養）を利用することがある。また、無機基質から電子を得るリト栄養と、有機化合物から得る有機栄養の両方を行う場合もある。こうした区別は、関連する接頭辞を組み合わせて表されることが多く、混在する様式には光従属栄養や化学独立栄養などの名称が用いられる。

生態学的役割と重要性

混合栄養生物は、栄養塩循環、食物網、生態系の生産性に影響を及ぼす。水圏では、混合栄養性の原生生物が光合成を行うと同時に細菌を捕食することがあり、微生物食物網と古典的な食物網の間のエネルギー移動を変化させる。陸上生態系では、一部の植物や菌類が条件的混合栄養を示し、自らの光合成に加え、共生または寄生的な相互作用を通じても炭素を得る。この多用途性は、環境が変動する生息地や栄養塩に乏しい生息地において、混合栄養生物に競争上の優位性を与えうる。

例と主な区別

• 多くの単細胞真核生物は、光合成と捕食または吸収を組み合わせる。これらはしばしば混合栄養性原生生物と呼ばれる。真核生物には多様な混合栄養戦略がみられる。
• 一部の細菌と古細菌は、利用できる資源に応じて独立栄養代謝と従属栄養代謝を切り替える。このような原核生物の例は、生物地球化学的循環と結び付いている。原核生物も混合栄養性となりうる。
• 菌類または他の植物から有機炭素を得ることで光合成を補う植物は、部分的な混合栄養生物とみなされる。このような性質は、厳密な独立栄養と従属栄養の境界を曖昧にする。

研究史と実用的な意義

顕微鏡観察、分子学的手法、生態学的観察によって、古典的な代謝分類には当てはまらない生物が明らかになり、混合栄養の認識は広がってきた。研究者は現在、炭素隔離、藻類ブルームの動態、環境変化に対する生態系の回復力における役割を理解するため、混合栄養生物を研究している。定義と関連用語については、独立栄養および従属栄養に関する資料を参照されたい。

注：混合栄養生物という語は、単一の固定された性質ではなく、代謝の柔軟性を強調する。生物は必須的混合栄養性の場合もあれば、条件的混合栄養性の場合もある。