バイオフーリングチューブワームの石灰質チューブの開発中の組成および超微細構造の証拠、Hydroides elegans

Serpulid TubewormであるHydroides Eregansは、特に人工物の幼虫の発達と定住の文脈（バイオフーリング）の文脈において、生態学的および経済的に重要な種です。それにもかかわらず、石灰質チューブの組成と構造に関連する個体発生の変化はまだ研究されていません。ここでは、H。elegansによって構築された石灰質チューブの超微細構造と組成を、XRD、FTIR、ICP-OES、SEMおよびラマン分光法を使用して、3つの早期の石灰化幼虫段階と成人で調べました。炭酸塩鉱物学の個体発生シフトが観察されました。たとえば、幼虫はより多くのアモルファス炭酸カルシウムを含み、主にアラゴン酸性であったのに対し、成体チューブはかなり多くの方解石を備えた二面性でした。SR/Caの減少とTubewormの年齢とのMg/Ca比の増加によって示されるように、チューブの発達中に鉱物組成が徐々にシフトしました。内側のチューブ層には方解石が含まれていましたが、外層にはアラゴナイトが含まれていました。同様に、超微細構造に関するチューブの複雑さは、開発に関連していました。指向の超微細構造に続く指向の超微細構造の連続的な外観は、Serpulidチューブバイオミネラルの進化的歴史を反映している可能性があります。アラゴン構造は、海洋酸性化（OA）条件下での溶解の影響を受けやすいが、抗フーリング処理によって除去するのがより困難であるため、チューブワームの初期の発達段階はOAに対して脆弱であるが、バイオフーリング制御の重要な標的として作用する可能性がある。

The serpulid tubeworm, Hydroides elegans, is an ecologically and economically important species whose biology has been fairly well studied, especially in the context of larval development and settlement on man-made objects (biofouling). Nevertheless, ontogenetic changes associated with calcareous tube composition and structures have not yet been studied. Here, the ultrastructure and composition of the calcareous tubes built by H. elegans was examined in the three early calcifying juvenile stages and in the adult using XRD, FTIR, ICP-OES, SEM and Raman spectroscopy. Ontogenetic shifts in carbonate mineralogy were observed, for example, juvenile tubes contained more amorphous calcium carbonate and were predominantly aragonitic whereas adult tubes were bimineralic with considerably more calcite. The mineral composition gradually shifted during the tube development as shown by a decrease in Sr/Ca and an increase of Mg/Ca ratios with the tubeworm's age. The inner tube layer contained calcite, whereas the outer layer contained aragonite. Similarly, the tube complexity in terms of ultrastructure was associated with development. The sequential appearance of unoriented ultrastructures followed by oriented ultrastructures may reflect the evolutionary history of serpulid tube biominerals. As aragonitic structures are more susceptible to dissolution under ocean acidification (OA) conditions but are more difficult to be removed by anti-fouling treatments, the early developmental stages of the tubeworms may be vulnerable to OA but act as the important target for biofouling control.