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Quantitative analysis of large benthic foraminifers shells by means of micro X-ray computed tomography to evaluate the effects of ocean acidification.

Research Project

Project/Area Number 22KJ3174
Project/Area Number (Other) 22J01445 (2022)
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeMulti-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022)
Section国内
Review Section Basic Section 17050:Biogeosciences-related
Research InstitutionNational Museum of Nature and Science, Tokyo

Principal Investigator

木下 峻一  独立行政法人国立科学博物館, 地学研究部, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2023-03-08 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords大型底生有孔虫 / 海洋酸性化 / マイクロX線CT / 室内飼育実験 / 温暖化
Outline of Research at the Start

現在の海洋は、近年の大気CO2濃度の上昇に伴い、温暖化及び酸性化が同時に引き起こされ、石灰化生物への影響が懸念されている。IPCCによると、今世紀末までに海洋のpHは0.06(RCP2.6)~0.32(RCP8.5)程度の低下が予測されている。大型有孔虫(LBF)においてはpHで0.2の低下により成長が阻害されることが分かっている。本研究では、LBFの飼育実験とMXCT測定により、生育環境の酸性度と殻生産における応答の関係を、定量的に解析し、海洋の酸性化が石灰化生物に与える影響を検討する。また、定量的な酸性化の指標を提案し、海洋の酸性度の石灰化生物への影響を定量的に復元・評価・予測する。

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、年間で3回の現地サンプリングを行い、順次、東北大学総合学術博物館にてMXCT撮影を行っている。現在の自然環境下での大型底生有孔虫の状況の理解のための研究についてはおおむね順調に進行中である。
一方で、飼育実験については4月末のサンプリングでAmphisorus kudakajimensisについて飼育に適したクローン個体群を得ることに成功した。5月上旬より、酸性化海水およびアルカリ化海水での飼育実験を行い、8月末に実験を完了した。本年度の飼育実験では、当初計画していた酸性化海水での実験に加え、アルカリ化海水での実験を加えているが、これは昨年度までの成果(特にサンゴを用いた実験)などから、石灰化生物の殻形成における重要なパラメータは複雑であり、酸性度に加え、アルカリ度や、炭酸塩飽和度についても調査する必要性があると判断したためである。また、海洋のアルカリ化は、酸性化への対策の一案(ネガティブエミッション技術のひとつ)として検討されていることからも、その影響を事前に推測しておくことは必要不可欠であると考えられる。実験で得られたサンプルは重量測定を行い、1月にかけてMXCTでの撮影も完了している。現在までの測定の結果、現在進行中の海洋酸性化が有孔虫やサンゴなどの海洋石灰化生物に対して石灰化阻害効果を持つこと、海水の炭酸飽和度が石灰化に重要なパランメータであることを明らかにした。これらの結果は、12月開催の地球環境史学会および、1月の日本古生物学会で発表を行った。また、現在解析中のデータを加えて、令和6年度のEGU総会で発表するほか、国際誌への投稿を準備している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究実績の概要にも記載の通り、年間を通しての定点サンプリングは滞りなく実施できており、現在の自然環境下での大型底生有孔虫の状況の理解のための研究についてはおおむね順調に進行中であると考えている。
飼育実験を中心とした、有孔虫の環境応答解明については、昨年度、サンプルが十分に得られず断念した酸性化実験を、現在の知見に合わせた方針で実施することができた。その結果は、今後の酸性化対策や過去の環境における石灰化生物の様子を考察する際に非常に有用なデータとなっており、国内外の学会での議論も活発に行うことができた。
これらのことより、若干の方針の変更はあるが、この点も後退的なものではなく、本研究の全体の進捗としては、おおむね順調であると評価している。

Strategy for Future Research Activity

令和6年度も引き続き、定点でのサンプリングは可能な限り実施する予定である。
飼育実験については、これまでの知見から、当初の計画から発展させ、酸性化・アルカリ化の各環境での有孔虫の応答をより詳細に、また多種の有孔虫を用いて行いたいと考えている。
また、令和6年度は本研究計画の最終年度であるため、これまでの成果をまとめ、国際誌への投稿も進めていく方針である。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] A new species of the larger porcelaneous foraminifer Borelis provides novel insights into Neogene to Recent western Pacific palaeobiogeographical dispersal patterns2023

    • Author(s)
      Bassi Davide、Iryu Yasufumi、Kinoshita Shunichi、Fujita Kazuhiko、Pignatti Johannes
    • Journal Title

      Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology

      Volume: 628 Pages: 111764-111764

    • DOI

      10.1016/j.palaeo.2023.111764

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Constant shell density of hyaline large benthic foraminifers under thermal stress2023

    • Author(s)
      Kinoshita, S., Kuroyanagi, A., Kawahata, H., Fujita, K., Ishimura, T., Suzuki, A., Kano, H., Kubota, Y. and Nishi, H.
    • Journal Title

      Marine Micropaleontology

      Volume: 181 Pages: 102232-102232

    • DOI

      10.1016/j.marmicro.2023.102232

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 高pCO2環境下での全アルカリ度変化による大型底生有孔虫の石灰化量の変動2024

    • Author(s)
      木下峻一, 橋本優里,鈴木淳, 黒柳あずみ
    • Organizer
      日本古生物学会例会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Carbonate saturation state in seawater and its effect on coral polyp calcification.2023

    • Author(s)
      Kinoshita S, Suzuki A, Iguchi A, Iijima M, Ohno Y, yasumoto K, Kawahata H
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Three-dimensional parameters (volume and density) of planktonic foraminiferal fossils in the core as potential paleoenvironmental proxies.2023

    • Author(s)
      Kinoshita S, Wang Q, Kuroyanagi A, Murayama M, Ujiie Y, Kawahata H
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 白亜紀海水の炭酸系と海洋の石灰化生物への影響.2023

    • Author(s)
      鈴木淳, 木下峻一, 井口亮, 飯島真理子, 大野良和, 安元剛,保高徹生, 酒井一彦, 黒柳あずみ, 川幡穂高
    • Organizer
      日本地球化学会 第70回年会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 海洋アルカリ化による大型底生有孔虫の石灰化量の変化.2023

    • Author(s)
      木下峻一, 鈴木淳, 黒柳あずみ
    • Organizer
      地球環境史学会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Effects on shell quality of large benthic foraminifers under different temperature conditions.2022

    • Author(s)
      Kinoshita S, Kuroyanagi A, Nishi H, Fujita K, Suzuki A, Kawahata H
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Decrease in shell volume of large benthic foraminifers with progressing ocean warming.2022

    • Author(s)
      Kinoshita S, Kuroyanagi A, Nishi H, Fujita K, Suzuki A, Kawahata H
    • Organizer
      EGU General Assembly 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マイクロフォーカス X 線 CT による大型底生有孔虫研究の現状とこれから2022

    • Author(s)
      木下峻一
    • Organizer
      地球環境史学会2022年度年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

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Published: 2022-04-28   Modified: 2024-12-25  

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