Ocean acidification and ammonoid extinction at the end of the Cretaceous

• Project/Area Number: 22KJ0493
• Project/Area Number (Other): 20J00376 (2020-2022)
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Multi-year Fund (2023); Single-year Grants (2020-2022)
• Section: 国内
• Review Section: Basic Section 17050:Biogeosciences-related
• Research Institution: Kyoto University (2023); The University of Tokyo (2020-2022)
• Principal Investigator: 田近 周 京都大学, 白眉センター, 特定助教
• Project Period (FY): 2023-03-08 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2024: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2023: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 頭足類 / 絶滅 / 白亜紀 / 大量絶滅事変 / 海洋酸性化

Outline of Research at the Start

海洋の酸性化は海洋生態系に大きな影響を与えるといわれており、近年盛んに研究されているテーマである。過去の大量絶滅事変は、海洋酸性化等の環境変動とそれが生態系に与えた影響を直接観察できる絶好の研究材料である。本研究では、特に良好に保存された化石試料を採取・分析することによって白亜紀末の大量絶滅事変における海洋酸性化を復元し、それが当時大繁栄していたアンモナイトの絶滅とどのように関連していたのか、について検証を行う。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、地球史上において生物多様性が劇的に減少した大量絶滅事変のひとつである白亜紀末のK-Pg絶滅事変のメカニズムに焦点を当てる。とりわけ、類似した殻形態を持つアンモナイトとオウムガイ類に注目し、アンモナイトはなぜ絶滅しオウムガイは絶滅を免れたのか、という疑問について、その要因の1つとして提唱されている仮説のひとつである海洋酸性化と絶滅の選択性の関連を検証する。
本研究プロジェクト4年目となる２０２３年度は博物館収蔵標本・野外調査で採取した標本のCT撮影を引き続き行った。取得したCTデータの解析から撮影した化石標本のいくつかについては良好に保存されていることを確認した。本年度の前半にニューヨークのアメリカ自然史博物館からスイスのチューリッヒ大学へ研究拠点を移した。チューリッヒ大学博物館収蔵標本の観察を行い、また本研究の研究協力者であるクリスティアン・クルーク教授とディスカッションを行いながら研究を進めた。前年度に引き続きCTデータを用いた形態計測を進めた。さらに電子顕微鏡による化石標本の観察も引き続き行っている。年度の後半にはチューリッヒ大学から京都大学へと研究拠点を移した。京都大学で所属する石村豊穂教授の研究室では酸素・炭素同位体分析を行うため準備を進めている。その他の化学分析については、年度内に大陸間の研究拠点の変更が二度あったこともあり、準備ができていないため、次年度（２０２３年度）以降行う予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究開始年度である２０２０年度に新型コロナウイルスが蔓延し、研究活動に大きく支障がでたため全体としては当初の計画よりやや遅れている。２０２１年度後半～２０２２年度になり、通常通りの研究活動ができるようになったことにより化石のCT撮影等を行い成果が出始めているものの、特に分析関連について当初の計画から遅れている。

Strategy for Future Research Activity

来年度以降は、アメリカでの野外調査を再度行い、標本のCT撮影、電子顕微鏡を用いた標本の観察、化学分析を順次行う予定である。化学分析については当初アメリカで行う予定であったが、日本国内・もしくはヨーロッパで行うことも検討している。これまでは海外を拠点としていたため、研究補助人員を雇うことが難しかったが、来年度は研究補助の人員を補充し分析を進めこれまでの遅れを取り戻す予定である。

Research Products

• [Int'l Joint Research] American Museum of Natural History/Stony Brook University, New York/University of Michigan(米国)
• [Int'l Joint Research] American Museum of Natural History/Stony Brook University(米国)
• [Int'l Joint Research] University of New Caledonia(その他の国・地域)
• [Int'l Joint Research] University of Bristol(英国)
• [Int'l Joint Research] Cantonal Museum of Geology, Lausanne(スイス)
• [Int'l Joint Research] University of Burgundy/University of Lyon(フランス)
• [Int'l Joint Research] University of Bremen(ドイツ)
• [Int'l Joint Research] Ferdowsi University of Mashhad(イラン)
• [Int'l Joint Research] American Museum of Natural History(米国)
• [Int'l Joint Research] University of Burgundy/University of Lyon(フランス)
• [Int'l Joint Research] American Museum of Natural History(米国)
• [Int'l Joint Research] University of Bremen(ドイツ)
• [Journal Article] Ammonoid extinction versus nautiloid survival: Is metabolism responsible? (2023)
  • Author(s): Tajika Amane、Landman Neil H.、Cochran J. Kirk、Nishida Kozue、Shirai Kotaro、Ishimura Toyoho、Murakami-Sugihara Naoko、Sato Kei
  • Journal Title: Geology Volume: - Issue: 7 Pages: 621-625
  • DOI: 10.1130/g51116.1
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] New Discovery of Rhyncholites and Conchorhynchs (Cephalopod Jaw Elements) from the Upper Cretaceous Mount Laurel Formation of Delaware (2023)
  • Author(s): Tajika Amane、Landman Neil H.、Koyasu Hiromichi、Broussard Amy、Anderson Lian、Ikuno Kenji、Ikuno Kenji
  • Journal Title: American Museum Novitates Volume: 2023 Issue: 3998 Pages: 1-20
  • DOI: 10.1206/3998.1
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Isotopic evidence concerning the habitat of Nautilus macromphalus in New Caledonia (2022)
  • Author(s): Tajika Amane、Landman Neil H.、Cochran J. Kirk、Goiran Claire、Le Bouteiller Aubert
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 17 Issue: 7 Pages: 1-23
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0271235
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Intra- and interspecific variability in offspring size in nautilids (2022)
  • Author(s): Tajika Amane、Landman Neil H.、Slovacek Mariah、Nishida Kozue、Morita Wataru、Witts James D.
  • Journal Title: Lethaia Volume: 55 Issue: 3 Pages: 1-17
  • DOI: 10.18261/let.55.3.1
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Is the relative thickness of ammonoid septa influenced by ocean acidification, phylogenetic relationships and palaeogeographic position? (2022)
  • Author(s): Weber Celine、Hautmann Michael、Tajika Amane、Klug Christian
  • Journal Title: Swiss Journal of Palaeontology Volume: 141 Issue: 1 Pages: 1-26
  • DOI: 10.1186/s13358-022-00246-2
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Record of a dense succession of drowning phases in the Alpstein mountains, north-eastern Switzerland: part I?the Lower Cretaceous Tierwis Formation (latest Hauterivian to latest Barremian) (2022)
  • Author(s): Pictet Antoine、Kuersteiner Peter、Tschanz Karl、Tajika Amane
  • Journal Title: Swiss Journal of Geosciences Volume: 115 Issue: 1 Pages: 1-31
  • DOI: 10.1186/s00015-022-00421-0
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Upper upper Albian (Mortoniceras rostratum Zone) cephalopods from Clansayes (Drome, south-eastern France) (2022)
  • Author(s): Jattiot R., Lehmann J., Latutrie B., Tajika A., Vennin E., Vuarin P., Brayard A., Fara E., Trincal V.
  • Journal Title: Acta Geologica Polonica Volume: 72 Pages: 187-233
  • DOI: 10.24425/agp.2021.139308
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] First discovery of nautilids from the Albian?Cenomanian succession of the Koppeh Dagh Basin, NE Iran (2021)
  • Author(s): Sharifi Javad、Tajika Amane、Mohammadabadi Alireza、Tabari Abkuh Mohammad Hossein
  • Journal Title: Swiss Journal of Palaeontology Volume: 140 Issue: 1 Pages: 1-12
  • DOI: 10.1186/s13358-021-00230-2
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Preservation of nautilid soft parts inside and outside the conch interpreted as central nervous system, eyes, and renal concrements from the Lebanese Cenomanian (2021)
  • Author(s): Klug Christian、Pohle Alexander、Roth Rosemarie、Hoffmann Ren?、Wani Ryoji、Tajika Amane
  • Journal Title: Swiss Journal of Palaeontology Volume: 140 Issue: 1 Pages: 1-11
  • DOI: 10.1186/s13358-021-00229-9
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Significance of the suture line in cephalopod taxonomy revealed by 3D morphometrics in the modern nautilids Nautilus and Allonautilus (2021)
  • Author(s): Tajika Amane、Morimoto Naoki、Landman Neil H.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 11 Issue: 1 Pages: 1-12
  • DOI: 10.1038/s41598-021-96611-1
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Reappraisal of the latest Albian (Mortoniceras fallax Zone) cephalopod fauna from the classical Salazac locality (Gard, southeastern France) (2021)
  • Author(s): Jattiot Romain、Lehmann Jens、Latutrie Benjamin、Vuarin Pauline、Tajika Amane、Vennin Emmanuelle
  • Journal Title: Geobios Volume: 64 Pages: 1-46
  • DOI: 10.1016/j.geobios.2021.01.001
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 基礎代謝からみる白亜紀末の外殻性頭足類の絶滅の選択性 (2024)
  • Author(s): 田近周、Neil H. Landman、J. Kirk Cochran、西田梢、石村豊穂、白井厚太朗、杉原奈央子、佐藤圭
  • Organizer: 日本古生物学会第173回例会
• [Presentation] Selective extinction of cephalopods at the K-Pg mass extinction event (2023)
  • Author(s): Amane Tajika、Neil H. Landman、J. Kirk Cochran、Kozue Nishida、Toyoho Ishimura、Kotaro Shirai、Christian Klug
  • Organizer: Swiss Geoscience Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Sublethal injuries in the scaphitid ammonoid Hoploscaphites nicolletii from the Upper Cretaceous Fox Hills Formation (2023)
  • Author(s): Amane Tajika、Anastasia Rashkova、Neil H. Landman、J. Adiel Klompmaker
  • Organizer: GSA Connects 2023
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Exploring the metabolic rate in different ectocochleate cephalopods using carbon isotopes of shell material (2022)
  • Author(s): Tajika A., Landman N. H. Cochran J. K.
  • Organizer: The 11th International Symposium on Cephalopods Present and Past
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Rhyncholites and conchorhynchs (cephalopod jaw elements) from the Upper Cretaceous Mount Laurel Formation of Delaware (2022)
  • Author(s): Tajika A., Landman N. H. Koyasu H., Broussard A., Anderson L.
  • Organizer: GSA Connects 2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Exploring the metabolic rate in different ectocochleate cephalopods using carbon isotopes of shell material (2022)
  • Author(s): Tajika A., Landman N. H. Cochran J. K.
  • Organizer: GSA Connects 2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Refining the habitat of Nautilus macromphalus based on the isotopic composition and temperature of the water column in New Caledonia. (2021)
  • Author(s): Tajika A., Landman N. H., J. K. Cochran.
  • Organizer: GSA Connects 2021
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 断層撮影法による化石・現生頭足類殻内部構造の復元 (2021)
  • Author(s): 田近 周
  • Organizer: 日本古生物学会
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Morphology and Systematics of modern nautilids. (2020)
  • Author(s): Tajika Amane, Morimoto Naoki, Landman N. H.
  • Organizer: The Geological Society of America
  • Int'l Joint Research / Invited