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急激な環境変化と生物の適応と絶滅ー海洋酸性化応答生物学の創設

研究課題

研究課題/領域番号 18H03364
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分63010:環境動態解析関連
研究機関独立行政法人国立科学博物館

研究代表者

久保田 好美  独立行政法人国立科学博物館, 地学研究部, 研究主幹 (80710946)

研究分担者 木元 克典  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(地球表層システム研究センター), グループリーダー代理 (40359162)
木下 峻一  独立行政法人国立科学博物館, 地学研究部, 日本学術振興会特別研究員PD (40910758)
山口 龍彦  独立行政法人国立科学博物館, 地学研究部, 協力研究員 (80397207)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2021年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2020年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2019年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2018年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
キーワード海洋酸性化 / 有孔虫 / pH / PETM / Ocean Acidification / Foraminifers / X-ray tomography / Calcification / 暁新世・始新世境界温暖期 / 貝形虫 / 炭酸カルシウム / CT / 始新世 / マイクロフォーカスX線CT / 微化石 / マイクロX線CT / 浮遊性有孔虫 / 底生有孔虫
研究成果の概要

本研究では,特に炭酸カルシウムの殻を持つ微小な海洋生物(有孔虫・貝形虫)への酸性化の影響を過去の事例から明かにするため,現在の海洋酸性化との類似性(進行の急速さ,程度)が高い5600万年前の暁新世・始新世境界温暖期に着目し,有孔虫・貝形虫が,急速な環境変動に対しどのように殻形成を変化させてきたのかを評価した。殻密度をマイクロフォーカスX線CTで計測した結果,密度変化は環境pHの変化に従わず,むしろpH変化と無関係の時期に密度が低下する現象が見られた。これは,有孔虫の殻密度は個体差が大きく環境変化に対してランダムに変化する可能性があることと,有孔虫が酸性化耐性を持つことも示唆するものである。

研究成果の学術的意義や社会的意義

産業革命以降の大気中二酸化炭素濃度の上昇に伴い,海洋酸性化とその生物への影響が深刻な問題となりつつある。本研究では, 5600万年前の暁新世・始新世境界温暖期に着目したが,過去の地質時代の事例からは,数十年の観測や実験では知ることができない長期の生物の応答と環境変動からの回復過程での挙動を理解することができる。本研究で明らかにした有孔虫が酸性化耐性を持つという性質は,近年の有孔虫の飼育実験や,研究代表・分担の久保田・木下が見出した比較的低いpHである現在の深海環境でも高密度の殻を形成している事実と矛盾せず,有孔虫が進化の過程で酸性化耐性を獲得してきたことを示唆するものである。

報告書

(7件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2023 2022 2021 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] University of California San Diego(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] University of California San Diego(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] University of California San Diego(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] University of California San Diego(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Scripps Institution of Oceanography(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Scripps Institution of Oceanography(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 暁新世-始新世温暖化極大の海洋酸性化2023

    • 著者名/発表者名
      山口 龍彦 , 久保田 好美, 木元 克典
    • 雑誌名

      地質学雑誌

      巻: 129 号: 1 ページ: 179-197

    • DOI

      10.5575/geosoc.2022.0056

    • ISSN
      0016-7630, 1349-9963
    • 年月日
      2023-03-14
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Precise bulk density measurement of planktonic foraminiferal test by X-ray microcomputed tomography2023

    • 著者名/発表者名
      Kimoto Katsunori、Horiuchi Rika、Sasaki Osamu、Iwashita Tomohiro
    • 雑誌名

      Frontiers in Earth Science

      巻: 11

    • DOI

      10.3389/feart.2023.1184671

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] μ-Computed tomographic data of fossil planktonic foraminifera from the western Pacific Ocean: a dataset concerning two biostratigraphic events during the Early Pleistocene2023

    • 著者名/発表者名
      Chen Wei-Lun、Kang Jia-Cih、Kimoto Katsunori、Song Yen-Fang、Yin Gung-Chian、Swisher Robert E.、Lu Chen-Han、Kuo Li-Wei、Huang Jyh-Jaan Steven、Lo Li
    • 雑誌名

      Frontiers in Ecology and Evolution

      巻: 11

    • DOI

      10.3389/fevo.2023.1171891

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Constant shell density of hyaline large benthic foraminifers under thermal stress2023

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita, S., Kuroyanagi, A., Kawahata, H., Fujita, K., Ishimura, T., Suzuki, A., Kano, H., Kubota, Y. and Nishi, H.
    • 雑誌名

      Marine Micropaleontology

      巻: 181 ページ: 102232-102232

    • DOI

      10.1016/j.marmicro.2023.102232

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Response of Planktic Foraminiferal Shells to Ocean Acidification and Global Warming Assessed Using Micro-X-Ray Computed Tomography2022

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita Shunichi、Wang Quan、Kuroyanagi Azumi、Murayama Masafumi、Ujiie Yurika、Kawahata Hodaka
    • 雑誌名

      Paleontological Research

      巻: 26 号: 4 ページ: 390-404

    • DOI

      10.2517/pr200043

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Valve calcification in the evolutionary history of marine ostracodes (Ostracoda)2019

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Tatsuhiko
    • 雑誌名

      Journal of Crustacean Biology

      巻: * 号: 3 ページ: 253-260

    • DOI

      10.1093/jcbiol/ruy086

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 海洋酸性化と生物影響2018

    • 著者名/発表者名
      木元克典
    • 雑誌名

      日本機械学会誌

      巻: 121 ページ: 18-21

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Calcification response of the planktic foraminifer during the Paleocene-Eocene thermal maximum2023

    • 著者名/発表者名
      Kubota, Y., K. Kimoto, T. Yamaguchi, S. Kinoshita, R. D. Norris
    • 学会等名
      2nd Asian Paleontologocal Congress
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Three-dimensional parameters (volume and density) of planktonic foraminiferal fossils in the core as potential paleoenvironmental proxies2023

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita S, Wang Q, Kuroyanagi A, Murayama M, Ujiie Y, Kawahata H,
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Calcification response of the planktic foraminifer during the Paleocene-Eocene thermal maximum2023

    • 著者名/発表者名
      Kubota, Y., K. Kimoto, T. Yamaguchi, S. Kinoshita, R. D. Norris
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 化石から探る過去の海洋酸性化が生命に与えた影響:有孔虫化石の解析からひもとく海洋酸性化の歴史2023

    • 著者名/発表者名
      久保田 好美
    • 学会等名
      日本生理学会第100回記念大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Effects on shell quality of large benthic foraminifers under different temperature conditions2022

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita S, Kuroyanagi A, Nishi H, Fujita K, Suzuki A, Kawahata H
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Decrease in shell volume of large benthic foraminifers with progressing ocean warming2022

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita S, Kuroyanagi A, Nishi H, Fujita K, Suzuki A, Kawahata H
    • 学会等名
      EGU General Assembly 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロフォーカス X 線 CT による大型底生有孔虫研究の現状とこれから2022

    • 著者名/発表者名
      木下 峻一
    • 学会等名
      地球環境史学会2022年度年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 過去の環境を解き明かす有孔虫化石~プランクトン学と古気候学の連携にむけて~2021

    • 著者名/発表者名
      久保田好美
    • 学会等名
      日本プランクトン学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effects of environmental changes on planktic foraminiferal shells assessed by the investigation of micro-X-ray CT2021

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita, S., Wang, Q., Kuroyanagi, A., Murayama, M., Ujiie, Y., Kawahata, H.
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 暁新世・始新世境界温暖期における浮遊性有孔虫の炭酸塩殻密度2021

    • 著者名/発表者名
      久保田好美・木元克典・山口龍彦・堀内里香・Richard D. Norris
    • 学会等名
      日本古生物学会第 170 回例会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 微化石試料の自動X線形態計測2019

    • 著者名/発表者名
      木元克典、佐々木理、岩下智洋
    • 学会等名
      MRC微化石研究集会2019つくば大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Technical development of Micro X-ray Computed Tomography (MXCT) and research activity on ocean acidification in the western Arctic Ocean2019

    • 著者名/発表者名
      Katsunori Kimoto, Jonaotaro Onodera, Koji Sugie, Naomi Harada
    • 学会等名
      ArCS Workshop for Promoting Arctic Collaboration between IARC/UAF and Japan
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 「深海 極限の世界 生命と地球の謎に迫る」海洋酸性化と深層循環2019

    • 著者名/発表者名
      木元克典
    • 総ページ数
      14
    • 出版者
      講談社ブルーバックス
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2025-01-30  

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