海洋熱波下のサンゴは、細菌由来の治療で白化ストレスを抑えられるのか

紅海のサウジアラビア西岸にあるアル・ファハル礁で、KAUST（アブドラ王立科学技術大学）のエリカ・サントロ氏らは2022年の夏季海洋熱波に合わせ、白化が進んだ Acropora cf. valida（ミドリイシ類）を対象に15日間の野外試験を行いました。海水温は平均30.9〜31.9℃で推移しており、自然条件下の強い熱ストレスに対する試験となりました。1

生きた細菌製剤と、不活化した製剤を比較

研究チームが用いたのは、健康なサンゴから得た有益な細菌群を組み合わせた2種類のプロバイオティクスです。対照的にポストバイオティクスは、それぞれと対応する細菌群を加熱して不活化したもの。生きたまま増殖する細菌ではありませんが、微生物の細胞や生理活性を持つ成分は含まれます。1

処置群はプラセボ群と比較され、主に次の2点が調べられました。

• サンゴの色：白っぽくなるほど白化が進み、健康状態が悪いことを示します。
• 共生藻の最大光合成効率（Fv/Fm）：サンゴ組織内で暮らす共生藻の光合成系がどの程度健全に働いているかを示す指標です。1

15日後には、生菌プロバイオティクス1種類とポストバイオティクス1種類で、より健全な色を含むサンゴの健康状態の有意な改善が確認されました。また、生菌製剤はいずれも、さらに不活化製剤のうち1種類も、共生藻のFv/Fmを維持しました。これに対してプラセボ群では、熱ストレスに伴うFv/Fmの有意な低下がみられました。1

なお、提供された要約資料には色スコアやFv/Fmの変化量そのものは示されていないため、改善幅を数値で述べることはできません。

微生物叢の変化は、製剤ごとに異なった

遺伝子解析とメタボローム解析からは、プロバイオティクスとポストバイオティクスが、単一の同じ「望ましい微生物叢」を作るわけではないことも分かりました。両者はそれぞれ異なる微生物叢と代謝プロファイルを生み出していました。1

• 生菌プロバイオティクス処置では、Terasakiispira や Pseudoalteromonas など、サンゴに有益である可能性がある細菌属が増加しました。1
• ポストバイオティクス処置では、熱ストレス耐性との関連が示されている Cobetia 系統の増加が確認されました。1

不活化製剤に含まれる細菌は、生菌のようにサンゴへ定着・増殖することはできません。それでも細胞成分や代謝産物がサンゴ側の反応に働きかけたり、もともとサンゴにいる有益な細菌が増えやすい環境をつくったりした可能性があります。ただし、どの経路が決定的に効いたのかという因果メカニズムは、なお解明途上です。1

ポストバイオティクスは現場展開しやすい可能性

サンゴ礁の保全・修復で広く使うことを考えると、生きた微生物を扱う製剤には、培養状態や温度を維持する保管・輸送上の難しさがあります。その点、加熱不活化したポストバイオティクスには、次の実務的な利点が見込まれます。1

• 保存期間を長くできる可能性
• 生菌の生存を維持する必要がなく、保管・輸送が比較的簡単
• 製造コストを抑えられる可能性

こうした特性は、離れた複数の海域で繰り返し実施する修復事業において、とくに重要になり得ます。1

「治療」は補助策であり、気候対策の代替ではない

この試験は、実際の海洋熱波の最中でも、微生物由来の処置が白化によるダメージを軽減し、サンゴ修復を後押しできる可能性を示しました。しかし、これはサンゴ礁減少の根本的な解決策ではありません。

研究者らが位置付けるのは、あくまでサンゴの回復力と修復活動を補う手段です。海洋熱波と白化の根本要因である気候変動に対しては、温室効果ガス排出の削減を含む幅広い対策が引き続き不可欠です。1