淡水プランクトンも「磯の香り」の元になる化合物を作っていたと判明!
淡水プランクトンも「磯の香り」の元になる化合物を作っていたと判明! / Credit:Canva . 川勝康弘
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海から離れた湖の淡水プランクトンも「磯の香り」の原因となる化合物を作っていた!

2023.12.07 Thursday

世界で最も深い湖、バイカル湖(深度1642m)から、驚くべき新発見がありました。

日本の熊本大学によって行われた研究によって、従来、主に海洋プランクトンが生成すると考えられていた「磯の香り」の元となる生成「DMSP」が、実は淡水のプランクトンでも作られていたことが明らかになりました。

研究結果は極寒の地、ロシアのバイカル湖での10年間に及ぶ研究の成果であり、科学界における長年の認識を覆す発見と言えます。

淡水プランクトンたちはいったいなぜ「磯の香り」の元を作っていたのでしょうか?

研究内容の詳細は2023年11月24日に『Communications Biology』にて掲載されました。

淡水のプランクトンも凍結防止のため 海の磯の香りの元になる双性イオンをつくり出す https://www.kumamoto-u.ac.jp/whatsnew/sizen/20231201
Abundant production of dimethylsulfoniopropionate as a cryoprotectant by freshwater phytoplanktonic dinoflagellates in ice-covered Lake Baikal https://www.nature.com/articles/s42003-023-05573-9

磯の香りはプランクトンが原因

淡水プランクトンも「磯の香り」の元になる化合物を作っていたと判明!
淡水プランクトンも「磯の香り」の元になる化合物を作っていたと判明! / Credit:Canva . 川勝康弘

海岸に立つと感じる磯の香りは、私たちにとってなじみ深いものです。

しかし、その香りがどこから来るのかご存知でしょうか?

私たちが海岸で感じる磯の香りは、実は微小な海洋プランクトンが生み出す硫黄含有化合物、ジメチルスルホニオプロピオネート(DMSP)がバクテリアなどによって分解されDMS(硫化ジメチル)となることで発生します。

DMSは分子構造の内部に硫黄を含んでいるため、私たちの嗅覚を刺激し、独特の生臭さ(潮の香り)を感じさせるのです。

海に住むプランクトンたちが磯の香りの元となるDMSPを生産する理由は、海水の塩分濃度に対抗するためです。

海は生命の源と言われていますが、生命の単位となる細胞にとって海の塩分濃度は高すぎます。

というのも、水分子には均等に分布しようとする性質(浸透圧)があるため、塩分などの濃度が異なる溶液が半透膜(一定サイズ以下の分子を通過させる膜)を隔てて接している場合、濃度の低い方から高い方へと移動していきます。

そのため、何もしなければプランクトン内部の水分は海に向けてどんどん流れていってしまい、生命機能を保つことができません。

淡水プランクトンも「磯の香り」の元になる化合物を作っていたと判明!
淡水プランクトンも「磯の香り」の元になる化合物を作っていたと判明! / Credit:wikipedia

そこで海に住むプランクトンたちは細胞内部に無害な化合物「DMSP」を蓄積して、外部の溶液(海水)との濃度を保つことで、水分喪失を防いでいるのです。

つまり、DMSPはプランクトンが塩分濃度の高い海水の中で生きるための「バランサー」として機能するのです。

そしてプランクトンが海岸線で干からびて死ぬなど何らかの原因で破裂すると、内部のDMSPが環境中に放出され、バクテリアなどによって分解され、磯の香りの主因であるDMSに変化します。

そのためこれまでの見解では、湖など淡水域に生息する淡水プランクトンはDMSPを生産する可能性は低いと考えられていました。

淡水にはプランクトン内部の水分を吸い取ってしまうほどの塩分濃度がないため、DMSPを生産して対抗する必要がないからです。

しかし近年の研究により、海洋プランクトンの生産するDMSPが、低温によっても増加することが明らかになってきました。

たとえば暖かい地域の海水と寒い極地の海水を採取してDMSPの濃度を比較すると、極地の海水のほうが圧倒的にDMSPの濃度が高くなっていたのです。

この結果は、DMSPが単に塩分濃度に対抗するバランサー以外の「第二の目的」のために生産されていることを示しています。

以前に行われた研究では、この「第二の目的」が凍結防止である可能性が示唆されています。

寒い地方ではしばしば、路面の凍結を防ぐために、塩化ナトリウム(塩)や塩化カルシウムなどの化合物が凍結防止剤としてまかれます。

水に塩などの化合物が混ざると、水が液体から固体(氷)に変化するのを邪魔する効果を発揮するため、凍りにくくなるからです。

極地の寒い海に住む海洋プランクトンたちも同じように、細胞内部にDMSPという化合物を溜め込むことで、細胞内部の水が凍ってしまわないようにしていると考えられます。

海水の塩分に対抗するための能力が、低温環境に適応するためにも役立っているわけです。

そうなると、疑問が浮かびます。

凍ってしまうほどの冷たい水域は北極や南極に近い海だけでなく、陸上の湖などの淡水域にも存在します。

そこで今回、熊本大学の研究者たちは「淡水に住むプランクトンたちも、磯の香りの元となるDMSPを生産しているのではないか?」と考え、検証することにしました。

次ページ極寒の地での10年に及ぶ調査

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