環境変動を感知する能力は、生態学的成功の前提条件である。センサードメインにより、細菌は栄養素、近隣の生物、物理化学的条件を検出できるが、こうした感知系の多様性が生態学的特殊化を反映するかどうかは未解明である。本研究では、感知レパートリーが細菌の生態戦略と環境選好性をコードしているかを明らかにするため、気候勾配にまたがる51,343件の細菌ゲノムと255件の土壌メタゲノムについてセンサードメインを解析した。感知レパートリーは強い系統発生的保守性を示すとともに、ゲノム合理化の特徴を示し、環境感知が感知機構の複雑性を維持することに伴うトレードオフを反映することが示唆された。環境的に不均一な生息地を占める分類群、特に自由生活性の好気性ジェネラリストは最大の感知レパートリーをコードしており、環境情報処理の拡張を促す選択と整合していた。感知機能と生態学的適応を関連付けるため、実験的に特性が明らかにされたリガンド結合モチーフ（LBM）をゲノムおよびメタゲノム全体にマッピングした。異なるLBMプロファイルは、宿主関連分類群と自由生活性分類群、好気性系統と嫌気性系統、ジェネラリストと非ジェネラリストを識別し、感知能力と生態戦略の密接な結び付きを明らかにした。土壌群集では、浸透圧保護および酸素感知に関連するモチーフが乾燥度の増加に伴って一貫して増加し、感知機能と自然生態系における環境フィルタリングとの関連が示された。これらの知見は、環境感知が、進化史、生態学的生活様式、局所条件への適応を統合する、細菌の形質ベース生態学における重要な構成軸であることを示す。微生物のニッチおよび環境変化への応答を予測する際には、環境感知を考慮すべきである。
https://doi.org/10.64898/2026.09.01.748587