今、牧野教授が研究対象にしているのはアオコです。夏に諏訪湖や霞ヶ浦を訪れると緑色の粉がまかれたかと思うほど藻類が水面を覆うように増殖している様子を目にすることがあります。これがアオコです。

アオコが発生するといくつもの不都合が生じます。湖沼の景観が悪くなったり、カビ臭に似た異臭がしたりというだけではありません。飲料水源の湖沼にアオコがあると浄水処理の効率が下がってしまいます。昼間、水面が覆われることで水中に光が届かず他の水生植物が死滅する可能性がありますし、夜間、水中の酸素が大量に消費されることで魚類などが酸欠で死滅する可能性もあります。また、アオコを構成する藍藻（シアノバクテリア）のなかには毒素を出すものがあり、海外ではその水を飲んだ家畜、水源として利用したヒトが死んでいます。アオコは多くのダム貯水池でも発生していて、ダムの利活用にとっても大きな問題なのです。

シアノバクテリアは光合成能力を持った細菌です。その中でも特に、ミクロキスティス（Microcystis）という１～４μm 程度の単細胞シアノバクテリアが典型的な「アオコの元」です。

ミクロキスティスは体内に気泡を持ち、本来であればこの浮力を利用して夜明け前に水面に浮上し、午後には沈み始めます。日周期で鉛直移動をして生活の場を変えているわけですが、これは生命維持のためには理にかなっています。太陽の出る時間には光合成に有利な水面に移動し、太陽のない時間は水中に移動して乾燥を避けるとともに水面付近で不足する窒素やリンなどの栄養塩を獲得できるからです。

ところがアオコの状態になるとこの鉛直移動に制限がかかります。ミクロキスティスは多糖類を分泌しますので、この粘液をまとったミクロキスティスは凝集し群体を形成します。群体が小さいうちはいいのですが、異常繁殖（アオコ化）により群体が大きくなると沈みにくくなります。生命維持に重要な意味を持つ鉛直移動がしにくくなるのです。

「水面に居続けることはミクロキスティスの生命維持にとって不利なはず。それなのに繁殖は止まらない。常に水面にいることでミクロキスティスは何を得ようとしているのだろうか」。牧野教授の探究心に火が付きました。