資料2䝃䞁䝂䛾ⓑ໬䛾䝯䜹䝙䝈䝮䛾ゎ᫂㟼ᒸ኱Ꮫ㕥ᮌ Ḱ䞉䜹䝃䝺䝖 䝧䜰䝖䝸䝇䜶䝎䝁䝰䝃䞁䝂 䠄୍䛴䛾䝪䝖䝹䛻䠏ᮏ䠅

Coral species: Montipora digitata

Circulating water: natural seawater with a flow rate of 20 ml min-1ᐇ㦂ᾏỈ䛾ὶ㏿䠖⮬↛ᾏỈ ᐇ㦂䛾ὶ㏿ ẖศ䠎䠌䡉䡈

Incubation cases: 27Υ , 27Υ+bact., 32Υ, 32Υ+bact. 3 replicates of each)㣫⫱᮲௳䠖 27Υ䚸27Υ䠇䝞䜽䝔䝸䜰䚸 32Υ 䚸32Υ䠇䝞䜽䝔䝸䜰䛾䠐᮲௳Sampling on day 0, 4 and 8 ヨᩱ᥇ྲྀ᪥䠖䠌᪥┠䚸䠐᪥┠䚸䠔᪥┠
Illumination: metal halide lamp(~280μmol m-2 s-1) with 12:12h light:dark cycle䝯䝍䝹䝝䝷䜲䝗䝷䞁䝥 䠍䠎᫬㛫(᫂䠅䞉䠍䠎᫬㛫䠄ᬯ䠅

*800 ml of natural seawater*3 coral branches*Stirring continuously2) multiple stress bleaching: Temperature plus bacterial infection」ྜ䝇䝖䝺䝇䛻䜘䜛ⓑ໬䠖ᗘ䠇䝞䜽䝔䝸䜰ឤᰁ6

The combined effects ofhigh temperature andbacterial infection
enhance bleaching

Zooxanthellae density⣽⬊ᩘcells (x105) cm-25〓⹸⸴ᐦᗘ4㧗Ỉ 䛸䝞䜽䝔䝸䜰ឤᰁ䛾」ྜⓗ䛺ᙳ㡪䛜ⓑ໬䜢ಁ㐍䛩䜛.
㧗Ỉ ୗ䛷䝃䞁䝂䛾⏕⌮ⓗᶵ⬟䛜ᙅ䛟䛺䜚䚸䛭䛣䛻䝃䞁䝂䛜ᨺฟ䛩䜛᭷ᶵ≀䜔䜰䞁䝰䝙䜰䜢฼⏝䛧䛶䝞䜽䝔䝸䜰䛜ቑṪ䛧䚸ឤᰁ䛧䚸ⓑ໬䜢ಁ㐍䛩䜛䠄᪂䛯䛺᳨ド䠅

3
2
10
Day 0

Day 8

Aspect of coral branches after 8 days incubation
8᪥㛫䛾㣫⫱ᚋ䛾䝃䞁䝂䛾ᵝᏊ

Before incubation27Υ
Υ27Υ + Bacteria32Υ32Υ + Bacteria

After 8 days of incubation 32Υ + Bacteria䛾᮲௳䛜ᐇ㦂ᮇ㛫୰䛻ⓑ໬䛜ㄆ䜑䜙䜜䛯䕔䝃䞁䝂యෆ䛾〓⹸⸴䛚䜘䜃ᨺฟ䛥䜜䛯〓⹸⸴䛾⣽⬊ᩘ䛸ᙧែ䕿 〓⹸⸴䛾⣽⬊ᩘᐇ㦂๓䝃䞁䝂యෆ䛾〓⹸⸴ᾏỈ୰䛾〓⹸⸴

27Υ
32Υ

䝃䞁䝂䛾యෆ䛷ᾘኻ䠛
01000

2000

3000

4000

5000

6000

⣽⬊ᩘ (x1000 cells/cm2)

䕿 〓⹸⸴䛾ᙧែ䝃䞁䝂యෆ䛾〓⹸⸴ᾏỈ୰䛾〓⹸⸴ᐇ㦂๓

99.3%

0.7%

27Υ

97.8%

2.2%

32Υ

82.1%

17.9%

15.7%

84.3%

52.5% 47.5%

␗ᖖ䛺ᙧែ䛾〓⹸⸴ṇᖖ䛺ᙧែ䛾〓⹸⸴␗ᖖ䛺ᙧែ䛾
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ᐇ㦂๓

27Υ

32Υ
Chlorophyll a

Unknown chlorophyll
P686

Peridininලయ౛
4000
3500

Number of expelled zooxanthellae during 8 days under thermal stressᗘ䝇䝖䝺䝇ୗ䛾8᪥㛫䛾䝃䞁䝂యእ䛻᤼ฟ䛥䜜䛯〓⹸⸴䛾⣽⬊ᩘ

Control (normal temperature, 27 Υ)
㏻ᖖ䛾Ỉ

䠄27Υ䠅

⣽⬊ᩘ

Cells h-1 cm-2

3000
2500
2000

400x1000x

1500

1000
500
0
Day 0 Day 1 Day 2 Day 3 Day 4 Day 5 Day 6 Day 7㏻ᖖ䛾ᾏỈ ᗘ䛷〓⹸⸴᤼ฟ䛥䜜䜛
䛜䚸0.1%௨ୗ䚹〓⹸⸴䜒ṇᖖ䛺ᙧ

1000x4000

3500

⣽⬊ᩘ

Cells h-1 cm-23000

High temperature (32 Υ)
㧗Ỉ

䠄32Υ䠅

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2000

400x

1500
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1000x1000x䕔྾཰䝇䝨䜽䝖䝹䛾ẚ㍑

Chlorophyll aP686

䕔จ⦰䛧䛯〓⹸⸴䛻ྵ䜎䜜䜛P686䛿
䛿ఱ䛛
CPPaE䛾ᵓ㐀

CPPaE䛾྾཰䝇䝨䜽䝖䝹(Goericke et al., 2000)• 㻼㻢㻤㻢䛾㻴㻼㻸㻯䛾ಖᣢ᫬㛫䛸྾཰䝇䝨䜽䝖䝹䛿䚸㻝㻝㻟㻞㻘㻝㻣㻟㻙㼏㼥㼏㼘㼛㼜㼔㼑㼛㼜㼔㼛㼞㼎㼕㼐㼑㻌a 㼑㼚㼛㼘㻔㻯㻼㻼㼍㻱㻕䛸䜋䜌୍⮴䛧䛯䚹㻝㻟㻞㻘㻝㻣㻟㻙㼏㼥㼏㼘㼛㼜㼔㼑㼛㼜㼔㼛㼞㼎㼕㼐㼑 a 㼑㼚㼛㼘 㻔㻯㻼㻼㼍㻱㻕䛸䛿ື≀䛻䜘䜛䜽䝻䝻䝣䜱䝹䛾ศゎ⏘≀• ᗏ㉁䛻ከ䛟䜏䜙䜜䜛䜽䝻䝻䝣䜱䝹ᵝ≀㉁• ⸴㢮䜢ᤕ㣗䛩䜛ཎ⏕ື≀䚸ᾏ⥥䚸஧ᯛ㈅䛺䛹䛾యෆ䛷䛧䜀䛧䜀ぢ䜙䜜䜛• ஧ᯛ㈅䛷㼏㼔㼘 a 䛛䜙䛾ศゎ㐣⛬䛜᫂䜙䛛䛻䛺䜚䚸ཎ⏕⏕≀䛷䜒ᚤ⣽⸴㢮䜢ᤕ㣗䛧ᾘ໬䛩䜛㝿䛻⏕ᡂ䛥䜜䜛䛣䛸䛜᫂䜙䛛䛻䛺䛳䛯 㻔᯽ᒣ ௚㻘 㻞㻜㻝㻞㻕䚹• ⴥ⥳య䛾ศゎ䛻䜘䜚㐟㞳䛧䛯㼏㼔㼘㼛㼞㼛㼜㼔㼥㼘㼘 a䛿ග䜢ཷ䛡䛶άᛶ㓟⣲䜢Ⓨ⏕䛩䜛䛯䜑䚸ᤕ㣗⪅䛻䛸䛳䛶㼏㼔㼘㼛㼞㼛㼜㼔㼥㼘㼘 a䛿᭷ᐖ䛺≀㉁䛸䛺䜚䛖䜛䚹ཎ⏕⏕≀䛻䜘䜛㼏㼔㼘㼛㼞㼛㼜㼔㼥㼘㼘 a䛾↓ẘ໬䛾⏘≀䛷䛒䜛㻯㻼㻼㼍㻱䛿↓⺯ගᛶ䛷䚸άᛶ㓟⣲䜢Ⓨ⏕䛧䛺䛔䚹䛣䛾ᶵᵓ䛿ᤕ㣗⪅䛜Ᏻ඲䛻ᤕ㣗䜢⾜䛖䛯䜑䛾㔜せ䛺ศゎ⤒㊰䛷䛒䜛㻔᯽ᒣ ௚㻘 㻞㻜㻝㻞㻕䚹䕔┠䛻ぢ䛘䛺䛔ⓑ໬䛾๓ẁ㝵㻯㻻㻻㻸㧗㻴㻻㼀䝇䝖䝺䝇άⓎ䛺〓⹸⸴䛾ቑṪ㐣๫䛺〓⹸⸴䛾ศゎ䛸᤼ฟ(ศゎ䛻䜘䜛㓟໬䝇䝖䝺䝇䛾㍍ῶ)〓⹸⸴䛾ศゎ䛾ቑຍ᤼ฟ⬟䛾పୗ␗ᖖ䛺〓⹸⸴䛾⵳✚(チᐜ㔞䜢㉸䛘䜛㓟໬䝇䝖䝺䝇)䝇䝖䝺䝇䛾⥅⥆䝇䝖䝺䝇᮲௳ୗ䛷䝃䞁䝂యෆ䛷㉳䛣䛳䛶䛔䜛⌧㇟䜢䚸ึ䜑䛶ᐃ㔞ⓗ䛻 ᐃ䛧䛯〓⹸⸴䛾ῶᑡ䛻䜘䜚ⓑ໬ⓑ໬䛻⮳䜛䜎䛷䛾㐣⛬䛜᭦䛻᫂䜙䛛䛻䛺䛳䛶䛝䛯1) Temperature stress bleaching 䚹 ᮏ䝥䝻䝆䜵䜽䝖◊✲๓䛿䚸䝃䞁䝂䛾ⓑ໬䛿 ᗘ䝇䝖䝺䝇䛻䜘䜛䛾䜏䛸⪃䛘䜙䜜䛶䛔䛯䚹䛧䛛䛧䚸䛣䜜䜒ᐇ㝿䛻䛿Previous conceptᐇド䛥䜜䛶䛔䛺䛛䛳䛴䛯䚹㧗Ỉ ≧ែ䛜㛗䛟⥆䛟䛸䚸䝃䞁䝂䛛䜙䜋䜌䠍䠌䠌䠂㏆䛟〓⹸⸴䛜㏨䛢ฟ䛩䛸⪃䛘䜙䜜䛶䛝䛯Previous concept〓⹸⸴䛣䜜䜎䛷䛾ㄝ

Normal condition,Less expulsion of zoox.

Our hypothesis

Thermal stress,እ䛻᤼ฟMore expulsionof zoox.
㧗Ỉ 䚸䚸䝇䝖䝺䝇䚸᤼ฟ䚸᤼ฟ Bleaching㧗Ỉⓑ໬ 䠛ᡃ䚻䛾௬ㄝ

Normal condition,Less expulsion of zoox

Thermal stress,
More expulsion of zoox㏻ᖖ䛾≧ែ〓⹸⸴䛾᤼ฟ䛿ᑡ䛺䛔ᗘ䝇䝖䝺䝇〓⹸⸴䛾᤼ฟ䛜ቑ䛘䜛

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Bleachingⓑ໬

Thermal, UV and oxidative stress,Degradation of zooxanthellae andaccumulation of abnormal cell inside thecoral tissue before visible bleachingᗘ䞉⣸እ⥺䞉㓟໬䝇䝖䝺䝇┠䛻ぢ䛘䜛ⓑ໬䛜㉳䛣䜛๓䛻䚸䝃䞁䝂⤌⧊ෆ䛷〓⹸⸴䛾ศゎ䛸␗ᖖ䛺〓⹸⸴䛾⵳✚䛜㉳䛣䜛

Visible bleaching┠䛻ぢ䛘䜛ⓑ໬高水温条件における造礁サンゴの白化プロセスの解明：従来説の誤りを検証
カサレト ベアトリス・鈴木 利幸・鈴木 款（創造科学技術大学院）
エダコモンサンゴを用いた室内実験を行い、高温ストレス下のサンゴ組織内と周囲の海水中の褐虫藻を分析した結果、サンゴの白化現象はこれまで知られていたものとは大きく異なるものであることが明らかになった。
褐虫藻には正常な丸い形態の物だけではなく、葉緑体が分解され色の抜けたもの（Bleached）や細胞自身が凝縮して小さくなったもの（Shrunken）が観察された。正常な褐虫藻は紫外線を当てると赤い自家蛍光を発するが、凝縮した褐虫藻は蛍光を持たなかった。これは光合成色素であるクロロフィルを持っていないことを表している。この凝縮した細胞の色素組成を分析すると、クロロフィルのかわりにシクロエノールと呼ばれる色素を持っていることが明らかになった。シクロエノールはクロロフィルの分解により生じるものであるため、凝縮した細胞は何らかの分解により生じたものであると言える。
27℃

これまでサンゴの白化は高水温で褐虫藻が外へ逃げてしまうことで起こると言われていた。しかし実際に飼育実験を行った結果、この考えは誤りであることが明らかになった。サンゴ組織内の褐虫藻とサンゴから外へ放出された褐虫藻の数を計測した結果、通常の水温(27℃)では褐虫藻の放出がみられるが、高水温(32℃)ではほとんど放出がないことが明らかになった。また 27℃で放出された褐虫藻の数は 1 日あたりおよそ 1 万～2 万細胞であるが、サンゴの組織には 1cm2 あたり 600 万細胞

32℃の褐虫藻が存在し、常に分裂して増殖するため 27℃の飼育では褐虫藻の放出が起こってもサンゴ組織内の細胞数に変化がみられない。さらに放出された褐虫藻の大半は凝縮した形態の細胞であった（体内では 1%以下の存在率）。これらのことから、サンゴからの褐虫藻の放出は、健康なサンゴの体内のメンテナンスによるものであり、放出が原因で白化が起こるわけではないと考えられる。
高水温条件では褐虫藻の放出はほとんど無いのに、なぜサンゴから褐虫藻がいなくなってしまうのか。サンゴ組織内の凝縮した褐虫藻の数を数えてみると、高温ストレスを受けたサンゴでは放出が減る代わりに組織内の凝縮した褐虫藻の割合が大幅に増加していた（約 20%。健康なサンゴでは 1%以下）。従って白化現象は、サンゴから褐虫藻が逃げることで起こるのではなく、サンゴ体内で褐虫藻が分解されることで起こることが明らかになった。

サンゴは褐虫藻に栄養塩類を供給し、褐虫藻はサンゴに光合成で得られた有機物を供給する共生関係を築いている。それなのになぜサンゴは自ら褐虫藻を分解してしまうのか。褐虫藻は高水温条件下で葉緑体が損傷し再生できなくなることが知られている。損傷した葉緑体からは、クロロフィルが遊離する。クロロフィルは光合成を行うために重要な色素で、葉緑体内に配置されているときは光エネルギーを正常に光合成機関に受け渡すが、遊離したクロロフィルにはエネルギーの受け渡し先がないために光エネルギーを電子として放出する。放出された電子は水中の酸素と反応し、活性酸素を発生させる。活性酸素は酸化力が強く周囲の細胞（サンゴ）を傷付けてしまう。すなわち高水温条件下で葉緑体の損傷した褐虫藻は、光合成を行わないだけでなく有害な活性酸素を発生する、サンゴにとって危険な存在である。ところがクロロフィルの分解産物であるシクロエノールは、光を受けても電子を放出せず、活性酸素を発生させない。サンゴは損傷した褐虫藻を分解することで凝縮させ、酸化ストレスを軽減し、残った褐虫藻による光合成産物や触手による捕食によって水温が正常化するのを待つことで生き延びようとするのだろう。自ら褐虫藻を分解するメカニズムは、サンゴの高温ストレスに対する防御応答であると考えられる。これまでサンゴは白化の被害者であると考えられてきたが、この一連のメカニズムから、白化現象はサンゴにとっての生存戦略の一部であるのかもしれない。
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