Highly sensitive 14C analysis elucidating trophic ecology of endemic benthic fauna on hydrothermal vents

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H03305
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 45040:Ecology and environment-related
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: Shimanaga Motohiro 熊本大学, くまもと水循環・減災研究教育センター, 教授 (70345057)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡部 裕美 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(超先鋭研究プログラム), 准研究主任 (50447380) ; 野牧 秀隆 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(超先鋭研究プログラム), 主任研究員 (90435834) ; 横山 祐典 東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (10359648)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 熱水噴出孔 / 炭素同位体比 / ベントス / 群集 / 栄養生態

Outline of Final Research Achievements

The trophic ecology of meio-macro and megafauna on hydrothermal vents (chimneys) and adjacent non-vent seafloor in seamounts along the Izu island arc and in the Okinawa Trough was analyzed using carbon and nitrogen stable isotope ratios and natural-abundance radiocarbon isotope ratios. The results showed that the dependences on hydrothermal-derived carbon dioxide and bottom-water carbon dioxide was different from habitats, indicating that hydrothermal fluid-derived environmental gradients around hydrothermal vents have a significant impact on the trophic ecology of the benthic organisms. Dependences on chemosynthetic organic matter are different even between closely related taxa inhabiting on the same chimney surfaces, and the dependence would not change with growth at least among juveniles settling on the chimneys.

Free Research Field

海洋生態学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、従来の安定同位体比分析だけでは細分化が困難だった、熱水固有底生生物の共生細菌を含んだ、熱水熱水域の主たる一次消費者である化学合成細菌の無機炭素源を放射性炭素同位体比分析によってより明確に分析可能であることを示し、これらの手法を用いて、熱水域底生生物群集の重要な構成要素でありながら、微小なため分類・生態学研究がすすんでいなかったメイオベントスの栄養生態の一端を明らかにしたことは、今後の熱水域生物群集の栄養生態および全貌解明の全貌解明の前進に大いに寄与すると自負する。