日本法政大学自然科学中心与法学部的植木纪子教授、该校野崎久义兼任讲师(研究当时)、大阪工业大学的松崎令讲师、东京大学大气海洋研究所的小林爱美技术辅佐等人组成的研究团队,从日本国内3处地点采集到了此前日本未曾报告过的、体长超过2毫米的大型团藻,将其定为新种,命名为Volvox chrysoprasus sp. nov.(翡翠团藻)。翡翠团藻成熟个体最大可达约2.8毫米,形态与已知物种高度相似,但有性生殖形成的接合子结构以及DNA分析均证实二者存在明确差异。相关成果已发表于国际藻类学会期刊《Phycologia》。
图1. 新种翡翠团藻(Volvox chrysoprasus sp. nov.)的无性球体,球体内部含有多个子球体。照片为在实体显微镜下,采用接近暗视野的照明条件拍摄。(供图:法政大学)
图2. 本研究分析的3株翡翠团藻的采集地及其无性球体。(供图:法政大学)
团藻是一种很早便为人所知的多细胞球状绿藻,全球各地已报道约有26个物种。其中无性个体体长超过2毫米的巨型物种共有4种,此前仅在非洲、南亚等地有报道。然而,日本尚未有过此类大型团藻的相关报道。
本次,由法政大学、山口大学、大阪工业大学、东京大学大气海洋研究所、国立环境研究所、泰国孔敬大学、日本女子大学组成的研究团队,成功在日本3处地点采集到体长超过2毫米的巨型物种,并从形态学与分子系统学角度对该大型团藻开展了详细研究。
本次的研究对象为分别采集自埼玉县松伏町、大阪府淀川城北河湾、山口县阿武川水库的3株样本。它们具备表面排布一万个以上小型体细胞的大型绿色球状个体,长径可达约2.4-2.8毫米,宛若绿色宝石。
这些团藻,其无性个体的形态与此前在菲律宾、印度、泰国、澳大利亚等地报道过的巨型物种Volvox dissipatrix十分相近。但在对有性生殖所形成的接合子开展细致比对后,发现存在关键性差异。
日本产的3株样本中,拥有由两层构成的成熟接合子细胞壁,外层光滑,内层可见波纹状或网状结构。此外,各个接合子被宽厚的胶质层包裹,并在基本维持受精前卵细胞原有位置的状态下完成发育成熟。
另一方面,泰国产V. dissipatrix成熟接合子的细胞壁内外两层几乎均为光滑,并未观测到日本3株样本所具备的宽厚胶质层。此外,接合子会从卵细胞原先所在的位置发生移位,还会出现彼此相互靠近的情况。
此外,在使用5种叶绿体基因开展的分子系统学解析中发现,日本产3株样本虽与V. dissipatrix的亲缘关系最近,但属于独立演化谱系。核DNA的ITS2区域存在日本产3株样本所特有的85个碱基的插入序列。同时,即便利用包含actin1、atp2在内的多处核DNA区域开展解析,两个物种依旧可以被清晰区分。而对拼接多处核DNA区域所得序列的分析,并未获得能够证明两物种间发生重组的统计学显著证据。
基于这些形态学与分子系统学层面的证据,研究团队将该日本产团藻正式描述为新种Volvox chrysoprasus M. Nagashima & N. Ueki sp. nov.。
种加词chrysoprasus源自作为绿色宝石的绿玉髓(一种让人联想到翡翠的绿色宝石)。依据充分发育成熟个体作为通透绿色球体在水中游动的形态,将其命名为“翡翠团藻”。
团藻是由大量细胞构成的多细胞绿藻,一直被用作研究细胞分化、有性生殖、游动行为、多细胞化演化等的模式生物。
本项研究发现,即便是仅观察无性个体时与已知物种高度相似的团藻,通过对有性生殖过程中形成的接合子结构以及DNA序列开展详细解析,也能够证实其属于另一物种。
另外,当前被称作“Volvox(团藻属)”的生物,从谱系演化角度来看并非单一类群,今后有必要重新审视属级分类体系。翡翠团藻的发现与正式记载,不仅为理解团藻类物种多样性提供了新的资料,也将助于进一步研究其分类体系和演化进程。
原文:《科学新闻》
翻译:JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊:Phycologia
论文:Large green spheroids and taxonomy of Volvox chrysoprasus sp. nov. (Volvocaceae, Chlorophyta) from Japan
DOI:10.1080/00318884.2026.2723994

