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ウミウシは、海藻類である Laurencia dendroidea とその近縁種において化学防御の誘導を促進する
The sea-hare Aplysia brasiliana promotes induction in chemical defense in the seaweed Laurencia dendroidea and in their congeneric neighbors.
PMID: 32590291 DOI: 10.1016/j.plaphy.2020.05.020.
抄録
誘導性化学防御は熱帯海藻よりも温帯海藻に多く見られ、化学物質含有量の増加によって直接検出されるか、あるいは草食動物による生きた海藻組織や藻類抽出物を含む人工餌の差動摂取によって間接的に検出される。一般的に、海藻による化学的防御は、模擬的・人工的・直接的な草食後11日から20日の間に起こると考えられる。本研究では、熱帯赤海藻Laurencia dendroideaを用いて、直接放牧、放牧された隣人からの化学的合図、および草食動物の存在のみに対する化学的防御の誘導を実験的に評価した。化学的防御は、L. dendroideaの抽出物を含む人工餌の口当たりを検出し、ガスクロマトグラフィー/質量分析法による比較分析、および主成分分析法によるメタボロームデータ解析により解析した。その結果、A. brasilianaによる直接放牧により、L. dendroideaの個体には、放牧された同種の個体からの水性化学物質による反応と同様に、急速に（48時間後に）反応が誘導されたが、ウミウサギの存在だけでは反応は誘導されなかった。放牧に対する抵抗性の増加は、セスキテルペンの代謝産物の化学的プロファイルの変化を伴っていたことから、誘導防御は以下のことが明らかになった。また、海藻類の誘導性化学防御を調べる際には、メタボロミクス的アプローチを取り入れることの重要性も強調されている。
Inducible chemical defenses are more common in temperate seaweeds than tropical ones, and are directly detected by increase of chemical contents, or indirectly by differential consumption of live seaweed tissues or artificial food with algal extracts by herbivores. In general, seaweed-induced chemical defense occur between 11 and 20 days after both simulated/artificial or direct herbivory. Here, we used experimental procedures to assess induced chemical defense in the tropical red seaweed Laurencia dendroidea as response to direct grazing, chemical cues from grazed conspecific neighbors and only presence of herbivores. Chemical defenses were analyzed by detecting the palatability of artificial food containing L. dendroidea extracts offered to Aplysia brasiliana and by comparative analyses of extracts from this seaweed by Gas Chromatography/Mass Spectroscopy, as well as metabolomic data analysis by Principal Component Analysis. Our results revealed that direct grazing by A. brasiliana induced a rapid (after 48 h) response among individuals of L. dendroidea, as did waterborne chemical cues from grazed conspecifics, but the presence of sea hare alone did not elicit a response. Increased resistance to grazing was accompanied by significative changes in sesquiterpene metabolomic chemical profile, revealing that induced defense: may be more widespread among seaweeds, independent of latitude; can involve changes in other classes of substances besides phlorotannins or not only the increase in the content of a single compound; and may be a rapid and ecologically coherent response to consumers. In addition, the importance of incorporating the metabolomic approach when examining inducible chemical defense in seaweeds is also emphasized.
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