フェオダリアが南大洋インド洋区季節海氷域の生物ポンプに果たす役割の解明

• Project Area: Giant reservoirs of heat/water/material : Global environmental changes driven by the Southern Ocean and the Antarctic Ice Sheet
• Project/Area Number: 20H04984
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (2021); Marine Ecology Research Institute (2020)
• Principal Investigator: 池上 隆仁 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(海洋生物環境影響研究センター), 副主任研究員 (70725051)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000); Fiscal Year 2021: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
• Keywords: フェオダリア / 珪藻 / 凝集体 / 南大洋インド洋区 / Thalassiothrix / 炭素循環 / ケイ素循環 / マイクロフォーカスX線CT / 南極海 / 海氷生態系 / 生物ポンプ / 放散虫 / セディメント・トラップ / 珪藻マット / 海洋炭素循環 / 海洋沈降粒子

Outline of Research at the Start

近年、浮遊性原生動物であるフェオダリアが海洋中層において高いバイオマスを示すことが報告され、海洋生態系および物質循環における重要性が認識され始めている。しかし、フェオダリアの大型群集（>1 mm）についての定量的な研究は未だ乏しい。本研究では、南大洋インド洋区季節海氷域を中心にフェオダリアの生物ポンプに対する寄与を定量化するとともに、バイオマス鉛直分布と各種の生息深度を明らかにする。これらの結果から、海洋炭素循環においてこれまで見過ごされてきたフェオダリアについて、南大洋インド洋区生態系における役割および生物ポンプへの寄与を評価し、同海域の生態系全体の動態解明に貢献することを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

南極前線南側の測点ECR-1において採取した沈降粒子の>1 mm分画を顕微鏡下でソーティングし、分類群ごとに有機炭素・窒素量および窒素同位体比を測定した。その結果、>1 mm分画の沈降粒子は、殻長が5 mmにも達する巨大な珪藻であるThalassiothrix antarcticaとその凝集体、珪質殻動物プランクトンであるフェオダリア、その他の動物プランクトンの遺骸、そしてそれらの表面に付着していた粒子で構成されていることが分かった。>1 mm分画は、ほとんどの季節で全沈降粒子中の有機炭素の10%以上を占め、季節によって>1 mm分画に占める各分類群の寄与率が変動した。>1 mm分画の窒素同位体比は全体的に<1 mm分画より高い値を示し、各分類群の栄養段階の違いなどを反映していると考えられた。これらの結果に詳細な解析を加えることで、南大洋インド洋区におけるフェオダリアを含む各分類群の生物ポンプへの寄与を評価し、生態系全体の動態解明に資する知見が得られるだろう。
また、南大洋のフェオダリア・放散虫のケイ素循環における位置づけを明らかにするため、産業技術総合研究所、オスロ大学（ノルウェー）との共同研究によりケイ質殻プランクトンのシリカ（SiO2）を迅速、正確に定量する新たな手法を開発した。この手法を用いて試験的に西部北極海の沈降粒子試料について分析を行ったところ、放散虫が西部北極海のケイ素循環に重要な役割を担っていることを初めて明らかにできた。この成果は、国際学術誌に発表するとともに、プレスリリースおよび国際シンポジウムでの発表も行った。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of Oslo(ノルウェー)
• [Int'l Joint Research] ETH Zurich(スイス)
• [Int'l Joint Research] University of Oslo(ノルウェー)
• [Int'l Joint Research] Russian Academy of Sciences(ロシア連邦)
• [Int'l Joint Research] Universidade de Vigo(スペイン)
• [Int'l Joint Research] University of Birmingham(英国)
• [Int'l Joint Research]
• [Journal Article] Neocalanus cristatus (Copepoda) from a deep sediment-trap: abundance and implications for ecological and biogeochemical studies (2022)
  • Author(s): Takahito Ikenoue, Shigeyoshi Otosaka, Makio Honda, Minoru Kitamura, Yoshihisa Mino, Hisashi Narita, Takuya Kobayashi
  • Journal Title: Frontiers in Marine Science Volume: accepted
  • DOI: 10.3389/fmars.2022.884320
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] New evaluation of species‐specific biogenic silica flux of radiolarians (Rhizaria) in the western Arctic Ocean using microfocus X‐ray computed tomography (2021)
  • Author(s): Ikenoue Takahito、Kimoto Katsunori、Nakamura Yuriko、Bjorklund Kjell R.、Kuramoto Naoki、Ueki Masaaki、Ota Yuichi、Onodera Jonaotaro、Harada Naomi、Honda Makio C.、Sato Miyako、Watanabe Eiji、Itoh Motoyo、Nishino Shigeto、Kikuchi Takashi
  • Journal Title: Limnology and Oceanography Volume: 66 Issue: 11 Pages: 3901-3915
  • DOI: 10.1002/lno.11928
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Life on the ice-edge: Paleoenvironmental significance of the radiolarian species Amphimelissa setosa in the northern hemisphere (2020)
  • Author(s): Hernandez-Almeida, I, Bjorklund, K. R, Diz, P, Kruglikova, S, Ikenoue, T, Matul, A, Saavedra-Pellitero, M, Swanberg, N
  • Journal Title: Quaternary Science Reviews Volume: 248 Pages: 106565-106565
  • DOI: 10.1016/j.quascirev.2020.106565
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Quantification of species-specific biogenic silica flux of radiolarians (Rhizaria) in the western Arctic Ocean using microfocus X-ray computed tomography (2022)
  • Author(s): Ikenoue Takahito、Kimoto Katsunori、Nakamura Yuriko、Bjorklund Kjell R.、Kuramoto Naoki、Ueki Masaaki、Ota Yuichi、Onodera Jonaotaro、Harada Naomi、Honda Makio C.、Sato Miyako、Watanabe Eiji、Itoh Motoyo、Nishino Shigeto、Kikuchi Takashi
  • Organizer: The 36th International Symposium on the Okhotsk Sea & Polar Oceans
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 単細胞動物プランクトン (放散虫類・フェオダリア類) の多様性解明と今後の展望 (2022)
  • Author(s): 仲村 康秀, 池上 隆仁, 木元 克典
  • Organizer: 日本海洋学会 海洋生物シンポジウム2022
• [Presentation] 南大洋インド洋区における珪質鞭毛藻フラックスと形態変動 (2021)
  • Author(s): 林 亮太, 岡崎 裕典, 松尾 晃嗣郎, 池上 隆仁, 板木 拓也, 池原 実
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2021年大会
• [Presentation] 南大洋インド洋区南極前線南側ECR-1における沈降粒子フラックス (2021)
  • Author(s): 池上隆仁
  • Organizer: 新学術領域研究「南極の海と氷床」2020年度年次報告会
• [Presentation] 放散虫類・フェオダリア類 (単細胞動物プランクトン) の多様性と生態：新知見と課題 (2021)
  • Author(s): 仲村康秀, 池上隆仁, 鈴木紀毅, 辻彰洋, 木元克典, 高橋一生
  • Organizer: 日本海洋学会 海洋生物シンポジウム2021
• [Presentation] 福島沖合の陸棚底層における粒子態137Csの輸送と蓄積:有機物粒子と底生生物の役割 (2020)
  • Author(s): 乙坂重嘉, 御園生敏治, 土肥輝美, 鶴田忠彦, 高橋嘉夫, 杉原奈央子, 小畑元, 池上隆仁, 自見直人, 波々伯部夏美
  • Organizer: 日本海洋学会2020年度秋季大会
• [Remarks] プレスリリース（公益財団法人海洋生物環境研究所）
  • URL: https://www.kaiseiken.or.jp/pressrelease/lib/20210929.pdf
• [Remarks] プレスリリース（国立研究開発法人海洋研究開発機構）
  • URL: https://www.jamstec.go.jp/j/about/press_release/20210929/
• [Remarks] 研究者データベースResearchmapにより作成した研究紹介ページ
  • URL: https://researchmap.jp/ikesun
• [Remarks] 池上隆仁 (2020). 白鳳丸南極航海記2020. 海生研ニュース, 146, 11
  • URL: https://www.kaiseiken.or.jp/publish/news/lib/news146.pdf
• [Remarks] 池上隆仁 (2020). 珪藻①～海洋生態系の根幹を支える海の森林. 海の豆知識, 83
  • URL: https://www.kaiseiken.or.jp/umimame/lib/umimame_83.pdf
• [Remarks] 池上隆仁 (2020). 珪藻②～海洋表層循環の指標. 海の豆知識, 84
  • URL: https://www.kaiseiken.or.jp/umimame/lib/umimame_84.pdf
• [Remarks] 池上隆仁 (2020). 有孔虫①～古海洋学の花形. 海の豆知識, 85
  • URL: https://www.kaiseiken.or.jp/umimame/lib/umimame_85.pdf
• [Remarks] 池上隆仁 (2021). 有孔虫② ～気候変動のシグナルを記録, 86
  • URL: https://www.kaiseiken.or.jp/umimame/lib/umimame_86.pdf