科学者は、家族旅行中に2つの異常な顕微鏡細胞に初めて気づいた後、ノースカロライナ州でのその後のフィールドワーク中に、80ドルのモーテルの部屋を仮の実験室に変えました。 2026年にメリーランド大学に助教授として着任した進化生物学者のジュリア・ヴァン・エッテン氏は、2021年5月にアウターバンクスを訪れた際に最初の発見をした。彼女は水のサンプルを採取し、趣味の顕微鏡で調べたところ、光合成アメーバの珍しい属に属する細胞に気づきました。 パウリネラ。さらなる調査により、この細胞はこれまで記載されておらず、後に命名された2つの種を表していることが判明した パウリネラ マラエ そして パウリネラ・ムライ。彼らの発見は、 生理学のジャーナル 2026 年 9 月、既知の光合成生物の数が増加 パウリネラ 4～6種。
道路脇の水のサンプルから予想外のことが判明
ヴァン・エッテンさんの発見は、ノースカロライナ州のアウターバンクスへの家族旅行中に始まりました。彼女は道路脇の沼地を通りかかった際に水を採取し、宿泊施設に持ち帰った。メリーランド大学は、調査を専門の研究施設に限定するのではなく、顕微鏡検査の一環として定期的に池や池、その他の普通の水域をサンプリングしていると述べた。部屋に戻ったヴァン・エッテンさんは、顕微鏡と科学コミュニケーションを組み合わせたカウチ顕微鏡プロジェクトのために持参した300ドルの顕微鏡と198ドルのカメラを使ってサンプルを検査した。彼女はこれまで見たことのない2つの小さな細胞を目にしました。それぞれの長さはわずか約 15 マイクロメートルでしたが、その外観から、それらが 2 つの異なる未記載の種のパウリネラに属していることが示唆されました。この発見は最終的に数人の研究者を巻き込んだ大規模な調査を引き起こすことになった。この科学論文は、研究者らが2021年から訪問していたノースカロライナ州ナグスヘッドのロアノーク湾で採取されたサンプルに基づいている。
モーテルはその場しのぎの研究基地となった
異例のフィールドワークはナグスヘッドのモーテルの部屋で続き、ヴァン・エッテンと他の科学者が周囲の汽水域から収集したサンプルを検査した。低コストのセットアップは従来の研究室とは大きく異なりましたが、研究者は新たに収集した材料を直接扱うことができました。研究チームには、デューク大学の博士研究員であるアンドリュー・ウィロビー氏とビグロー海洋科学研究所のジョン・バーンズ氏などが含まれていた。 研究者らは、より詳細な実験室およびゲノム分析に進む前に、個々の細胞を検査し、その物理的特徴を比較しました。いくつかの手法は著しく即興的なものでした。発表された研究によると、個々の細胞は、引き抜きパスツールピペット、通常のマイクロピペット、歯ブラシの毛を色鉛筆に重ね合わせて作った器具を使って分離されたという。次に研究者らは、選択した細胞を培養、ゲノム分析、走査型電子顕微鏡のためのさまざまな準備に配置しました。間に合わせの装置は、チームが非常に希少な細胞を分離するのに役立ちました。研究者らは、サンプル中にパウリネラ菌が存在するのは非常にまれで、通常、個々の水滴中には 1 個の細胞しか検出されなかったと指摘しました。
サンプルから2つの新種が出現
研究者らは最終的に、2 つの異なる形態が別の種を表していると判断しました。彼らはそれらをパウリネラ・マラエとパウリネラ・ムライと名付けました。 2 つの種は、そのサイズ、シリカ鱗片の配置と方向などの物理的特徴が異なります。P. マラエは長さ約 15 ～ 19.1 マイクロメートルの細長い殻のような構造をしていますが、研究者らは鱗の重なり方の違いも記録しました。細胞はノースカロライナ州の現場で塩分濃度約10～14の汽水中で見つかった。研究者らは両種を同じ場所で数年間観察したが、依然として稀であった。長期間の無菌培養を確立する試みは成功しなかったが、一部の細胞は濾過された周囲水および培地中で最大約1ヶ月間生存し、分裂した。この発見により、既知の光合成パウリネラ種の数は 4 種から 6 種に増えました。研究者らは、アマチュアの顕微鏡学者や博物学者の観察も、これらの生物が限られた科学的記録が示すよりもはるかに広範囲に分布している可能性を示唆していると述べている。
なぜこれらの小さなアメーバが進化にとって重要なのでしょうか?
この発見の科学的重要性は、科学的に新しい種を 2 つ発見するだけではありません。パウリネラは、ある生物が別の生物を取り込み、最終的にはその生物と永続的な生物学的関係を築く進化の過程である、一次内部共生の異常に最近の例を研究者に提供した。光合成を行うパウリネラは、約1億年前に内部共生シアノバクテリアから光合成器官を獲得した。このため、このグループは、獲得された生物がどのように宿主の生物学に徐々に統合されるかを研究するのに特に役立ちます。メリーランド大学は、このプロセスは10億年以上前の藻類と陸上植物の進化に関連したはるかに古い初期の内部共生現象に類似していると説明しています。パウリネラの移行は比較的最近のものであるため、研究者は、はるかに古いシステムでは再構築が困難な細胞小器官の進化の側面を調査できます。ヴァン・エッテンの研究は、生物間の DNA の移動やそのような移動が進化に影響を与える方法などの水平プロセスに焦点を当てています。
ゲノムは細胞がどのように進化したかについての手がかりを提供します
チームは遺体がどのように見えるかだけに頼ったわけではありません。研究者らは発色団とミトコンドリアのゲノムを分析し、ゲノム再配列や逆転現象などの構造的差異とともに、広く保存されている遺伝子内容を発見した。 彼らの系統解析では、核と細胞小器官のデータに基づいた進化系統樹間の差異も生じました。研究者らは、これらの矛盾は、置換の飽和、限られた分類群のサンプリング、遺伝子領域間の異なる進化シグナルなどの要因に関連している可能性があると述べた。これは、この 2 つの生物が、大きな進化の移行後に細胞のさまざまな部分がどのように進化するかを調査するための新しい材料を提供できる可能性があることを意味します。研究者らはまた、光合成パウリネラは世界中に分布しているものの、実質的にはサンプリングされていない可能性があると主張している。彼らの結論は、一部は数年間にわたって収集された観察に基づいており、一部は愛好家や博物学者の記録に基づいています。この研究は、伝統的な野外観察、顕微鏡検査、現代のゲノム手法を組み合わせることで、これまでほとんど見過ごされてきた生物をいかに明らかにできるかを浮き彫りにしている。この研究結果は、2026年9月4日、Journal of Phycology誌に「レーダーの下を這う：パウリネラの2つの新種が、色素体を含むアメーバの一次系統の生態と進化の知識を拡大する」と題された論文として掲載された。研究者らは、ノースカロライナ州のこの場所は、パウリネラの生態、集団遺伝学、進化の将来の研究にとって有用な場所となる可能性があると述べている。
