水圏における複合有機コロイド系の動態を支配する生物複雑性メカニズムに関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13308029
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 永田 俊 京都大学, 生態学研究センター, 教授 (40183892)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小池 勲夫 東京大学, 海洋研究所, 教授 (30107453) ; 川端 善一郎 京都大学, 生態学研究センター, 教授 (80108456) ; 和田 英太郎 総合地球環境学研究所, 教授 (40013578) ; 小川 浩史 東京大学, 海洋研究所, 助教授 (50260518) ; 木暮 一啓 東京大学, 海洋研究所, 教授 (10161895)
• Keywords: 生物複雑性 / 水圏物質循環 / 微生物群集 / コロイド / 地球環境 / 海洋生態系 / 湖沼生態系 / 炭素循環

Research Abstract

フローサイトメトリーおよび高感度画像解析法を用い、海洋(外洋域および沿岸海域)および湖沼(琵琶湖)におけるコロイドと微生物の連鎖系の解析を進めるとともに、これまでの研究成果の統合を行った。主な成果を以下にまとめる。
1.日米共同研究として推進したデラウェア湾の微生物一生物地球化学観測データの解析から、同湾における、溶存・コロイド状有機物の主要消費者である細菌群集の多様性の変動パターンと、各細菌グループの増殖特性を明らかにした。その結果を論文にまとめ投稿した。
2.琵琶湖における溶存・コロイド有機物、細菌、ウィルス、鞭毛虫などの季節変化パターンを統計的に解析し、微生物複雑系の変動要因としてのトップダウン支配機構とボトムアップ支配機構の相対的な重要性を明らかにした。
3.フローサイトメトリーを用いた細菌群集解析から、琵琶湖の湖盆スケールにおける細菌群集特性の空間変動パターンを初めて明らかにした。また、コロイド有機物の分解にかかわる細胞外加水分解酵素の時空間変動について解析した結果、リン酸モノエステル分解酵素活性が湖底近傍に極大を示す現象を見いだした。
4.沿岸海域(大槌湾)においてメソコスム実験を実施し、植物プランクトンブルームの生成・消滅にともなう、コロイド・溶存有機物の動態と、その制御機構としての微生物群集の役割についての解析を行った。
5.白鳳丸航海において西部北太平洋外洋域における微生物群集の分布と活性に関する調査を行った。その結果、微生物活性(ロイシン取り込み速度)の分布が、クロロフィルと水温により強く支配されていることが明らかになった。重回帰分析の結果、細菌活性の変動の60%以上がこの2因子から説明できた。この結果は、衛星画像データから、微生物連鎖系の広域分布・変動を把握する手法の開発にむけての重要な基礎情報である。

Research Products

• [Publications] Nagata, T: "Microbial degradation of peptidoglycan in seawater"Limnology and Oceanography. 48. 745-754 (2003)
• [Publications] 永田 俊: "「ミクロ生態系への招待」大串隆之編「生物多様性科学のすすめ」"丸善. 186 (2003)
• [Publications] 永田 俊: "「細菌の生物密度と現存量」竹内均監修「地球環境調査計測辞典2巻陸域篇(2)」"フジ・テクノシステム. 1162 (2003)