造礁性サンゴ骨格の窒素同位体比を用いた貧栄養海域における新たな栄養塩指標の開発

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24654178
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 渡邊 剛 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 講師 (80396283)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 波利井 佐紀 琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 准教授 (30334535)
• Keywords: サンゴ骨格 / 幼サンゴ / 窒素同位体比 / 栄養塩

Research Abstract

本研究では貧栄養域である熱帯域において栄養塩の動態を評価・復元する直接的な指標を確立するため、年輪を刻みながら成長する造礁性サンゴの骨格に微量に含まれる有機物の窒素同位体比が海水の硝酸の濃度と起源を記録していることに着目した。これまで困難であった異なる栄養塩濃度で飼育された幼生骨格の分析を可能にし、サンゴ骨格の窒素同位体比の定量的な指標の確立を目指した。これまで造礁性サンゴ骨格の様々な環境指標のキャリブレーションは大型水槽を用いた成体サンゴの飼育によって行われてきた。成体サンゴは天然から採取した後、飼育環境に慣れ、天然と同じように骨格を形成するまで3年ほどの期間を要すると言われている。幼サンゴは大型水槽を必要とせず、閉鎖系で飼育するため添加物質の影響をそのまま反映する。本研究では、琉球大学瀬底研究施設において、造礁性サンゴから採卵し、受精させて得られた幼生サンゴの飼育技術を完成させた。飼育にはミドリイシ属サンゴを用いた。石灰化前のプラヌラ幼生に褐虫藻を感染させたものとさせないものを用意し、褐虫藻の有無による窒素代謝の違いを明らかにすることが可能になった。トレーサーを幼生に与えるため、人工海水に窒素同位体比既知の窒素化合物（①粒状有機態窒素（アミノ酸）②15N硝酸　③大気窒素ガス（何も添加しない）を添加し、幼生を飼育するシャーレの中に満たした。飼育条件を変えたプラヌラ幼生が各シャーレの中で定着し初期骨格を形成するまで二週間以上観察した。その際、ミドリイシ属には、これまでの研究で有効性が確認されている変態誘因物質を用いて定着石灰化を促した。その後、得られた初期石灰化骨格の褐虫藻の有無により石灰化量、骨格構造が異なることが確認された。

Research Products

• [Journal Article] Influence of Land Development on Holocene Porites Coral Calcification at Nagura Bay, Ishigaki Island, Japan. (2014)
  • Author(s): Sowa K, Watanabe T, Kan H, Yamano H
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 9(2) Pages: e88790
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0088790
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A skeletal Sr/Ca record preserved in Favia speciosa and implications for coral Sr/Ca thermometry in mid-latitude regions (2013)
  • Author(s): Seo, I., Lee, Y.I., Watanabe, T., Yamano, H., Shimamura, M. Yoo, C.M. Hyeong, K.
  • Journal Title: Geochemistry Geophysics Geosystems
  • DOI: 10.1002/ggge.20195
  • Peer Reviewed
• [Presentation] A 150-year variation of Kuroshio transport detected by the nitrate δ15N records in coral skeletons (2013)
  • Author(s): Yamazaki, A. Watanabe, T. , Tsunogai, U., Iwase, F., Yamano, H.
  • Organizer: Goldschmidt Conference
  • Place of Presentation: Firenze Fiera, Congress & Exhibition Center（Italy）
  • Year and Date: 20130825-20130830
• [Presentation] Perplexing effects of Porites coral calcification on annual interval trace elements and boron isotope in northern habitable limits of Japan
  • Author(s): Kohki Sowa, Tsuyoshi Watanabe, Kentaro Tanaka, Jens Zinke, Malcolm McCulloch
  • Organizer: International Joint workshop on coral reef environmental earth sciences
  • Place of Presentation: 北海道大学（札幌市）
• [Presentation] coral multiple proxy approach to evaluate the impact of coastal land use on reef environments and coral growth
  • Author(s): Watanabe T., Miyaji T., Yamazaki A., Inoue M.,Sowa K.
  • Organizer: Ocean Sciences Meeting 2014
  • Place of Presentation: Hawaii Convention Center（USA）
• [Presentation] High latitude coral records in Japan: Implication for climate changes and coral adaptation
  • Author(s): Watanabe, T.,Yamazaki,A., Kawamura, T., Jumpei, I., Nakamura, T., Sowa, K., Iwase, F., Nomura, K., Sugihara, K., Abe, O., Sakamoto, T., Murayama, M., and Yamano, H.
  • Organizer: 3rd International Sclerochronology Conference
  • Place of Presentation: Galeri(UK)