温泉藻 （おんせんそう、英 : hot spring algae ）とは、温泉 の源泉 付近や流路、浴槽などに棲息する藻類 のことである。一般的な生物 であれば生育に支障をきたす50-80 ℃の環境に適応した極限環境微生物 である。
温泉藻や古細菌が繁茂する温泉。イエローストーン国立公園 ・Norris Geyser Basin 。
源泉に増殖した温泉藻。イエローストーン国立公園。 温泉藻は基本的に単細胞生物 である。主に原核生物 である藍藻 と真核生物 の紅藻 、珪藻 から構成され、古細菌 などと共に温泉特有の生態系 を構築している[1] 群体 を形成して肉眼的な大きさになる藻類はあるが、海藻 のような大型の藻体を構成するものはない。浮遊性のものは植物プランクトン として、水流中や水蒸気 の曝露がある気相に繁茂する種は付着生物 として生活する。主要な温泉藻である藍藻や紅藻はクロロフィル a とフィコシアニン を持ち青緑色に見えるため、温泉藻が繁殖した場所は青緑色を呈する場合が多い。
温泉藻は好熱菌 と同様、熱安定性に優れたタンパク質 を持つ。特に強酸性の泉質を好む温泉藻では、泉中に溶解しているアルミニウム などの金属イオン への耐性も備える。また温泉性の藍藻の特徴として、紫外線 に対する防御色素 であるスキトネミン （scytonemin）をあまり産生しないということが挙げられる[2] DNA修復 を速やかに行えるからであると考えられている[3]
リングビア属 の一種。メキシコ ・バハ・カリフォルニア州 。ユレモ属の一種 藍藻は温泉藻として普通に見られる生物である。イエローストーン国立公園 をはじめ世界中の温泉地に生育している。多くの属が高温で生育可能であり、45℃以上に至適生育温度を持つものは好熱性と定義される[4] [5]
イデユアイミドリ Mastigocladus laminosus 古くは Fischerella アキネート （akinete）と呼ばれる耐久胞子 が非常に厚い細胞壁を持つためで、これが広範囲への風媒分散を可能にしている[4] バイオフィルム を形成する。火山地帯の温暖な土壌 にも生息する。
リングビア属 Lyngbya
淡水・海水を問わず様々な環境に生息する藍藻。温泉や周辺の土壌に生息する種が知られている。
ミクロキスチス属 Microcystis
淡水域で大発生する浮遊性の藍藻。細胞内にガス胞を持ち、浮沈を制御している。しばしばアオコ を形成して問題視される。温泉に見られるのは M. protea M. thermalis
ユレモ属 Oscillatoria
イデユアイミドリと同様に世界中の温泉に見られる藍藻。リングビアに似た糸状群体を形成する。温泉藻として O. geminata O. jovis O. lemmermannii O. subbrevis O. tenuis
フォルミディウム属 Phormidium
フォルミジウム属とも。前述のユレモに似るが、これとは異なり細胞外マトリックス として寒天 質の鞘を持つ。P. fragile P. subuliforme P. tenue P. fragile
シネココッカス属 Synechococcus
様々な場所に生息する藍藻。温泉藻としても S. caldasius S. eximius S. lividus S. minervae S. praelongus S. salina S. sublividus S. vulcanus S. lividus [2]
サーモシネココッカス属 Thermosynechococcus
T. elongatus 大分県 別府温泉 より単離された T. elongatus [6] イデユコゴメの微分干渉顕微鏡 像。 真核温泉藻の中核を成す生物群。温泉藻である紅藻は海洋に生息するような大型の藻類ではなく、全てイデユコゴメ綱 （Cyanidiophyceae 色素 であるフィコエリスリン を欠くため、紅藻ではあるが藍藻と同じフィコシアニンの青緑色を呈する。そのため、肉眼による藍藻との判別は困難である。いずれも硫酸 酸性の低 pH の温泉を好み、世界各地に生息する。イデユコゴメ綱イデユコゴメ目イデユコゴメ科の3属が含まれる。
イデユコゴメ属 Cyanidium
シアニジウム属、シアニディウム属とも。Cyanidium caldarium 和名 はイデユコゴメ （出湯小米）。種形容語 は古代ローマの公衆浴場 の高温浴室であるカルダリウム に由来する。細胞は球形で直径数μm〜数十μm、強固な細胞壁 を持ち、さらに周囲に珪酸 を沈着する。この珪酸がイデユコゴメの耐熱性や耐酸性を高めているという意見もある[7] 緑藻 として誤同定 され、分類群を変遷してきた経緯がある。日本では草津温泉 の岩盤面に大量に繁殖している様子が観察できる。主に水中に棲むが、温泉の蒸気があたる岩盤表面のような気相でも生育する[8] [9]
ガルディエリア属 Galdieria
前述のイデユコゴメに似るが葉緑体 の配置が異なる。細胞の直径は10µm前後。数種が報告されており、温泉の温度や湿潤状態などにより、同属間でもしくはイデユコゴメと棲み分けている[8]
Galdieria sulphuraria sulphuraria は硫黄 （sulfur）に由来する。温泉の蒸気があたる岩盤の表面や、多孔質の岩の内部にも入り込んで生育する[9] ゲノムプロジェクト も進められている[10] G. partita G. daedala ロシア の温泉などから採取されている。系統的にも両種は近縁である[8] [9] G. maxima 18S rRNA系統解析 では G. partita [11] rbcL [9] シアニディオシゾン属 Cyanidioschyzon シアニディオシゾン （Cyanidioschyzon merolae イタリア ナポリ の温泉から発見された藻類。至適生育条件はpH2.0、温度42℃。非常に小型の藻類で、細胞の直径は1-2µm。細胞壁を持たないため乾燥には弱く、水中や湿潤な場所に生育する[8] モデル生物 の一つであり、ゲノムプロジェクトが完了している[12] 遺伝子 を組み込んだシロイヌナズナ では、耐熱性が向上することも報告されている。詳細はシアニディオシゾン を参照。温泉に棲む珪藻のうち、同定が進んでいるものは多くない。しかし日本の温泉には多くの固有種 が生息していると考えられている[13] ハネケイソウ やイチモンジケイソウ （Eunotia
ハネケイソウ属 Pinnularia
淡水中に普通に出現する本属であるが、2001年に出井らによって発見された Pinnularia acidojaponica [14]
環境による分布の違い。イエローストーン国立公園・Norris Geyser Basin、Whirligig Geyser 付近。 前述の通り、種によって温泉の様々な場所に生息する。それぞれの藻類は温度や乾燥などの環境ストレス に対する耐性が異なるため、これらの藻類が高温の源泉 近傍から低温の周辺部へ向かって、等温線のように縞模様を形成する（右写真）[4] 帯状分布 ）。紅藻類の一部は温泉周辺の岩盤表層や岩の内部に入り込み、岩石内生（endolithic ）微生物として生活する[9]
ヒトに対して特に有毒な温泉藻は報告されていない[15] レジオネラ などの病原体 が繁殖するための温床となる。従って公衆衛生 の観点からは、これを除去したり、あるいは繁殖しにくい環境を維持する事が望ましいとされる[16] 塩素 や銅 イオン 系薬剤の散布などがある。
サーモシネココッカスなどの藍藻、ガルディエリアやシアニディオシゾンなどの紅藻類は培養 などの維持管理が容易なこともあり、様々な生物学的研究においてモデル生物 として利用されている。これらの藻類のタンパク質は高温でも安定しており、生化学的解析の対象として扱いやすい。また、温泉藻が温泉環境で生育する為に保持している耐熱性や耐重金属 性といった特徴を利用して、その遺伝子を高等植物に組み込むなどの応用的研究も行われている。
Stal LJ, Caumette P, ed (1994). Structure, Development and Environmental Significance of Microbial Mats. (volume G35 ed.). NATO-Advanced Research Workshop publication. pp. 377-92
Jackson JE, Castenholz RW (1975). “Fidelity of thermophilic blue-green algae to hot sprong habitats.”. Limn. Ocean. 20 (3): 305-22. PDF 朝田隆二、田崎和江「酸性温泉緑色バイオマット中における単細胞紅藻出湯小米（イデユコゴメ）によるSi-生体鉱物化作用」 （PDF ） Ciniglia C, Yoon HS, Pollio A, Pinto G, Bhattacharya D (2004). “Hidden biodiversity of the extremophilic Cyanidiales red algae.”. Mol. Ecol. 13 (7): 1827-38. PMID 15189206 Yoon HS, Ciniglia C, Wu M, Comeron JM, Pinto G, Pollio A, Bhattacharya D (2006). “Establishment of endolithic populations of extremophilic Cyanidiales (Rhodophyta).”. BMC Evol. Biol. 5 (6): 78. PMID 17022817 Kondo A, Yokoyama A, Hara Y (2006). “Phylogenetic analysis of cyanidian algae (Cyanidiales, Rhodophyta), using 18S rRNA gene sequences.”. Faculty of Science, Yamagata University Urabandai Limnological Report 13 : 27-31. URI Idei M, Mayama S (2001). “Pinnularia acidojaponica M. Idei et H. Kobayasi sp. nov. and P. valdetolerans Mayama et H. Kobayasi sp. nov.-new diatom taxa from Japanese extreme environments.”. Lange-Bertalot-Festschrift : 265-77. PDF 
