2021 Fiscal Year Annual Research Report
必須ミネラルの次世代型同位体による栄養段階の新指標
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19K21908
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
吉村 寿紘 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(生物地球化学プログラム), 副主任研究員 (90710070)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
日下 宗一郎 東海大学, 海洋学部, 特任講師 (70721330)
石川 尚人 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(生物地球化学プログラム), 副主任研究員 (80609389)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Keywords | 必須ミネラル / 同位体 / 食物網解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生物の主要必須常量元素のうち、カルシウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、塩素などの必須ミネラルと呼ばれる元素は細胞の浸透圧、膜電位の調節・維持・決定をはじめ多様な生化学プロセスを駆動する。近年、金属の安定同位体比がその摂取と代謝の履歴を反映することが報告され、生態情報の新規ツールとして期待されている。本研究は生態系における金属動態の解明と、化石・考古生態へ応用可能な新しい食物網解析ツールの確立に向けて、海棲魚類の器官ならびに食物連鎖に伴うマグネシウム安定同位体比の変化を検討した。また過去の生態情報の記録媒体として、生物硬組織の炭酸カルシウムを対象として、同位体組成と生物グループや生息条件との比較を行った。マグネシウム同位体比についてはタラをはじめとした底魚、イソギンチャク、カニ、ナマコ、ヒトデなど多様な生物種で-0.68から-2.67パーミルの非常に広い範囲をとり、生物種毎に特有の同位体比を示した。全長と筋肉のマグネシウム同位体比に高い正相関が認められ、同試料のアミノ酸の窒素同位体比では同様のトレンドは認められないため、窒素源からみた採餌行動は変化しなかったため、代謝の変化である可能性が原因として挙げられる。最も低い同位体比を示したヒトデは体内に微少な骨片（炭酸塩鉱物）を有しており、これらの無機鉱物は周辺の組織液よりも1から2パーミル程度は低い同位体組成を示した。サンゴ骨格のカリウム同位体比は温度と共に低下し、生体有機物に由来するカリウムが骨格中で増加しており、骨格のカリウム同位体比が成長量の指標となることがわかった。
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