造礁サンゴ生体内における石灰化機構の解明

• 研究課題/領域番号: 22740336
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 層位・古生物学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 中村 隆志 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 東工大特別研究員 (20513641)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2012年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2010年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 造礁サンゴ / 古環境復元 / 石灰化 / モデル / 数値シミュレーション / 炭素同位体比 / vital effect / 光合成 / ポリプモデル / 共焦点顕微鏡 / pH / イメージング

研究概要

造礁サンゴの石灰化機構を解明するために、サンゴの生体内の反応や物質移動を詳細に記述したサンゴポリプモデルを開発した。このモデル研究によって、サンゴの石灰化に見られる"光に促進された石灰化(light-enhancedcalcification)"現象のメカニズムを明らかにし、数値シミュレーションの結果はこの現象を良く再現した。さらに、サンゴ骨格に記録される炭素同位体比の生物効果(vitaleffect)の実態を解明する目的で、このモデルに炭素同位体モジュールを組み込んだ新たなポリプモデルを開発した。このモデルによるシミュレーションの結果、サンゴ骨格の炭素同位体比記録に近い値や変動パターンが再現された。

研究成果

• [雑誌論文] A coral polyp model of photosynthesis, respiration and calcification incorporating a transcellular ion transport mechanism (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, T., K. Nadaoka and A. Watanabe
  • 雑誌名: Coral Reefs 巻: (in press) 号: 3 ページ: 779-794
  • DOI: 10.1007/s00338-013-1032-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimation of uncertainty for massive Porites coral skeletal density. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sowa K., Watanabe T., Nakamura T., Sakai S., Sakamoto T.
  • 雑誌名: JAMSTEC Report of Research and Development 巻: 16 ページ: 31-39
  • NAID: 130003378068
  • URL: http://www.godac.jamstec.go.jp/catalog/doc_catalog/gd_metaview_d.php?catalog_name=jamstec_r&data_name=JAM_RandD16_04&lang=en
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimation of uncertainty for massive Porites coral skeletal density (2013)
  • 著者名/発表者名: Sowa K., Watanabe T., Nakamura T., Sakai S., Sakamoto T.
  • 雑誌名: JAMSTEC Report of Research and Development 巻: 16 ページ: 31-39
  • NAID: 130003378068
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of sub-daily skeletal growth patterns inmassive Porites corals grown in Sr-enriched seawater. (2012)
  • 著者名/発表者名: Shirai K., Sowa K., Watanabe T., Sano Y., Nakamura T., Clode P.
  • 雑誌名: Journal of Structural Biology 巻: 180 号: 1 ページ: 47-56
  • DOI: 10.1016/j.jsb.2012.05.017
  • 査読あり
• [雑誌論文] 宮城県沖大地震の前兆を捉えるための深層地下水変動研究： (2011)
  • 著者名/発表者名: 鹿島雄介, 南須原美恵, 中村隆志, 山内 常生, 大槻憲四郎
  • 雑誌名: 地質学雑誌 巻: 117 号: 8 ページ: 451-467
  • DOI: 10.5575/geosoc.117.451
  • NAID: 130001271457
  • ISSN: 0016-7630, 1349-9963
  • 年月日: 2011-08-15
  • 査読あり
• [学会発表] サンゴ礁の炭素循環研究への溶存無機炭素安定同位体比の応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮島利宏, 渡邉敦, 中村隆志, 森本直子, 灘岡和夫
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2013年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉県)
  • 年月日: 2013-05-23
• [学会発表] サンゴ骨格に記録される炭素同位体比のvital effectの実態解明に向けたサンゴポリプモデルの開発. (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村隆志, 灘岡和夫, 渡邉敦, 宮島利宏, 渡邊剛
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2013年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉県)
  • 年月日: 2013-05-20
• [学会発表] フィリピン国の沿岸生態系における地域的環境負荷と炭酸系動態. (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡邉敦, 宮 島利宏, 灘 岡和夫, 梅 澤有 , 森本直子, 山本高大, 土屋匠, 中村隆志, R. Gonzales, G.L. Regino, C.M. Ferrera, M.L.S.D. McGlone
  • 学会等名: 第15回日本サンゴ礁学会
  • 発表場所: 東京大学(東京都)
  • 年月日: 2012-11-24
• [学会発表] 吹通川河口沿岸部におけるサンゴ礁海域への地下水流入特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森尚大, 灘岡和夫, Blanco A., 渡邉敦, 中 村隆志, 山本高大, 阿部友理子, 石垣島
  • 学会等名: 第15回日本サンゴ礁学会
  • 発表場所: 東京大学(東京都)
  • 年月日: 2012-11-24
• [学会発表] サンゴの内部素過程を考慮したストレス応答モデルの開発. (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村隆志, 灘岡和夫, 渡邉敦, 宮島利宏, 中野義勝, 鈴木款, 樋口富彦
  • 学会等名: 第15回日本サンゴ礁学会
  • 発表場所: 東京大学(東京都)
  • 年月日: 2012-11-23
• [学会発表] 高水温・強光と硝酸塩による複合ストレスと活性酸素生成. (2012)
  • 著者名/発表者名: 樋口富彦, Casareto B.E., 中村隆志, Chumun P.K., 湯山育子, 石川義明, 藤村 弘行, 鈴木款
  • 学会等名: 第15回日本サンゴ礁学会
  • 発表場所: 東京大学(東京都)
  • 年月日: 2012-11-23
• [学会発表] サンゴ内部モデルを用いた骨格中のδ13C記録の再現と古環境指標としての有用性の検討. (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村隆志, 灘岡和夫, 渡邉敦, 宮島利宏
  • 学会等名: 日本地球化学会第59回年会
  • 発表場所: 九州大学(福岡県)
  • 年月日: 2012-09-11
• [学会発表] Effect of environmental change on Porites growth during the last 100 years. (2012)
  • 著者名/発表者名: Watanabe T., Yamazaki A., Kawamura T., Isasa J., Nakamura T., Sowa K., Iwase F., Nomura K., Sugihara K., Abe O., Sakamoto T., Murayama M., Yamano H.
  • 学会等名: 12th International Coral Reef Symposium
  • 発表場所: Cairns, Australia
  • 年月日: 2012-07-13
• [学会発表] A coral ecosystem model: short-term responses against the multiple stresses. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakamura T., Watanabe A., Nadaoka K., Nakano Y., Yamamoto S., Yamamoto T., Miyajima T.
  • 学会等名: 12th International Coral Reef Symposium
  • 発表場所: Cairns, Australia
  • 年月日: 2012-07-12
• [学会発表] DOC dynamics analysis with a new biogeochemical reef ecosystem model (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto T., Watanabe A., Nakamura T., Nadaoka K., Miyajima T., Tanaka Y., Suzuki Y., Casareto B., Blanco A.
  • 学会等名: 12th International Coral Reef Symposium
  • 発表場所: Cairns, Australia
  • 年月日: 2012-07-11
• [学会発表] Evidence of ocean acidification in seawater around Ishigaki Island. (2012)
  • 著者名/発表者名: Watanabe A., Nadaoka K., Kayanne H., Nakamura T.
  • 学会等名: 12th International Coral Reef Symposium
  • 発表場所: Cairns, Australia
  • 年月日: 2012-07-09
• [学会発表] Mg-calcite dissolution rate determined by field observation and laboratory experiment. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto S., Kayanne H., Tokoro T., Kuwae T., Nakamura T., Watanabe A., Nadaoka K.
  • 学会等名: 12th International Coral Reef Symposium
  • 発表場所: Cairns, Australia
  • 年月日: 2012-07-09
• [学会発表] Trans-calcificationメカニズムを組み込んだ造礁サンゴの光合成・石灰化の内部モデル. (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村隆志, 灘岡和夫, 渡邉敦
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2012年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉県)
  • 年月日: 2012-05-09
• [学会発表] Local stressors and CO2 system dynamics in some coastal areas of the Philippines. (2012)
  • 著者名/発表者名: Watanabe A., Miyajima T., Nadaoka K., Umezawa Y., Morimoto N., Yamamoto T., Tsuchiya T., Nakamura T., McGlone M.L.S.D., Regino G.L., Ferrera C.M.
  • 学会等名: 1st Asia-Pacific Regional Symposium "Coastal Ecosystems Conservation & Adaptive Management in Response to Change
  • 発表場所: Quezon City,Philippines
• [学会発表] Seasonal and regional variability in nutrient inputs to sea surface by precipitation. (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyajima T., McGlone M.L.S.D., Umezawa Y., Nakamura T., Watanabe A., Regino G.L., Ferrera C.M., Morimoto N., Albino R.G., Garcia M.V.A., Siringan F.P., Uy W.H., Nadaoka K., Fortes M.D.
  • 学会等名: 1st Asia-Pacific Regional Symposium "Coastal Ecosystems Conservation & Adaptive Management in Response to Change
  • 発表場所: Quezon City, Philippines
• [学会発表] Local stressors and CO2 system dynamics in some coastal areas of the Philippines (2012)
  • 著者名/発表者名: Watanabe A., Miyajima T., Nadaoka K., Umezawa Y., Morimoto N., Yamamoto T., Tsuchiya T., Nakamura T., McGlone M.L.S.D., Regino G.L., Ferrera C.M.
  • 学会等名: 1st Asia-Pacific Regional Symposium "Coastal Ecosystems Conservation & Adaptive Management in Response to Change"
  • 発表場所: Quezon City, Philippines
• [学会発表] Seasonal and regional variability in nutrient inputs to sea surface by precipitation (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyajima T., McGlone M.L.S.D., Umezawa Y., Nakamura T., Watanabe A., Regino G.L., Ferrera C.M., Morimoto N., Albino R.G., Garcia M.V.A., Siringan F.P., Uy W.H., Nadaoka K., Fortes M.D.
  • 学会等名: 1st Asia-Pacific Regional Symposium "Coastal Ecosystems Conservation & Adaptive Management in Response to Change"
  • 発表場所: Quezon City, Philippines
• [学会発表] サンゴ礁生態系モデルの構築にむけて. (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村隆志, 渡邉敦, 灘岡和夫, 中野義勝, 山本将史, 山本高大, 宮島利宏
  • 学会等名: 第14回日本サンゴ礁学会
  • 発表場所: 沖縄県男女共同参画センターてぃるる(沖縄県)
  • 年月日: 2011-11-05
• [学会発表] 保サンゴ礁砂地における流動環境を考慮したMg-Calcite の溶解メカニズム. (2011)
  • 著者名/発表者名: 山本将史, 茅根創, 所立樹, 桑江朝比呂, 中村隆志, 渡邉敦, 灘岡和夫, 石垣島白
  • 学会等名: 第14回日本サンゴ礁学会
  • 発表場所: 沖縄県男女共同参画センターてぃるる(沖縄県)
  • 年月日: 2011-11-05
• [学会発表] 流動付加制御機構付き新型チャンバーシステムの開発と応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 灘岡和夫, 中村隆志, 渡邉 敦, 中野義勝, 山本将史, 宮島利宏, 鈴木 款, B.E. Casareto, 茅根 創
  • 学会等名: 第14回日本サンゴ礁学会
  • 発表場所: 沖縄県男女共同参画センターてぃるる(沖縄県)
  • 年月日: 2011-11-05
• [学会発表] サンゴ礁生態系モデルの構築にむけて (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村隆志, 渡邉敦, 灘岡和夫, 中野義勝, 山木将史, 山木高大, 宮島利宏
  • 学会等名: 第14回日本サンゴ礁学会
  • 発表場所: 沖縄県男女共同参画センターてぃるる(沖縄県那覇市)
  • 年月日: 2011-11-05
• [学会発表] 石垣島白保サンゴ礁砂地における流動環境を考慮したMg-Calciteの溶解メカニズム (2011)
  • 著者名/発表者名: 山木将史, 茅根創, 所立樹, 桑江朝比呂, 中村隆志, 渡邉敦, 灘岡和夫
  • 学会等名: 第14回日本サンゴ礁学会
  • 発表場所: 沖縄県男女共同参画センターてぃるる(沖縄県那覇市)
  • 年月日: 2011-11-05
• [学会発表] 流動付加制御機構付き新型チャンバーシステムの開発と応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 灘岡和夫, 中村隆志, 渡邉敦, 中野義勝, 山木将史, 宮島利宏, 鈴木款, B.E.Casareto, 茅根創
  • 学会等名: 第14回日本サンゴ礁学会
  • 発表場所: 沖縄県男女共同参画センターてぃるる(沖縄県那覇市)
  • 年月日: 2011-11-05
• [学会発表] 和歌山県串本町における長寿サンゴ骨格の酸素・炭素安定同位体比からみた成長履歴と環境適応. (2011)
  • 著者名/発表者名: 井笹純平, 渡邊剛, 中村隆志, 阿部理 , 野村恵一
  • 学会等名: 第14回日本サンゴ礁学会
  • 発表場所: 沖縄県男女共同参画センターてぃるる(沖縄県)
  • 年月日: 2011-11-04
• [学会発表] 裾礁型サンゴ礁域を対象とした3次元物質循環・低次生態系モデルの開発と溶存有機物動態特性の解析. (2011)
  • 著者名/発表者名: 山本高大, 渡邉敦, 中村隆志, 灘岡和夫, 宮島利宏, 田中泰章, 鈴木款 ,B. E. Casareto, Ariel C. Blanco
  • 学会等名: 第14回日本サンゴ礁学会
  • 発表場所: 沖縄県男女共同参画センターてぃるる(沖縄県)
  • 年月日: 2011-11-04
• [学会発表] 和歌山県串木町における長寿サンゴ骨格の酸素・炭素安定同位体比からみた成長履歴と環境適応 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井笹純平, 渡邊剛, 中村隆志, 阿部理, 野村恵一
  • 学会等名: 第14回日本サンゴ礁学会
  • 発表場所: 沖縄県男女共同参画センターてぃるる(沖縄県那覇市)
  • 年月日: 2011-11-04
• [学会発表] 裾礁型サンゴ礁域を対象とした3次元物質循環・低次生態系モデルの開発と溶存有機物動態特性の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山木高大, 渡邉敦, 中村隆志, 灘岡和夫, 宮島利宏, 田中泰章, 鈴木款, B.E.Casareto, Ariel C.Blanco
  • 学会等名: 第14回日本サンゴ礁学会
  • 発表場所: 沖縄県男女共同参画センターてぃるる(沖縄県那覇市)
  • 年月日: 2011-11-04
• [学会発表] サンゴ礁形成のシミュレーションモデル:海水準変動に呼応した様々な成長パターンの再現. (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村隆志
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2011年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉県)
  • 年月日: 2011-05-24
• [学会発表] サンゴ礁形成のシミュレーションモデル:海水準変動に呼応した様々な成長パターンの再現 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村隆志
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2011年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉県千葉市)
  • 年月日: 2011-05-24
• [学会発表] サンゴ礁生物群集の帯状分布パターンの解析と環境応答モデルの構築. (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村隆志, 渡邉 敦, 渡邊 剛, 灘岡和夫
  • 学会等名: 日本サンゴ礁学会第13回大会
  • 発表場所: つくばカピオ(茨城県)
  • 年月日: 2010-11-04
• [学会発表] サンゴ礁生物群集の帯状分布パターンの解析と環境応答モデルの構築 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村隆志・渡邉敦・渡邊剛・灘岡和夫
  • 学会等名: 日本サンゴ礁学会第13回大会
  • 発表場所: 茨城県つくば市
  • 年月日: 2010-11-04
• [学会発表] 和歌山県串本の温帯域造礁性サンゴ骨格の酸素・炭素安定同位体比の変動. (2010)
  • 著者名/発表者名: 井笹純平, 渡邊 剛, 中村隆志, 阿部理,野村恵一
  • 学会等名: 日本地球化学会第57回年会
  • 発表場所: 立正大学熊谷校舎(埼玉県)
  • 年月日: 2010-09-07
• [学会発表] 和歌山県串本の温帯域造礁性サンゴ骨格の酸素・炭素安定同位体比の変動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 井笹純平・渡邊剛・中村隆志・阿部理・野村恵一
  • 学会等名: 日本地球化学会第57回年会
  • 発表場所: 埼玉県熊谷市
  • 年月日: 2010-09-07
• [学会発表] A new method for estimating calcification rate of coral skeletons using a transparent X-ray 2D-imaging scanner (TATSCAN-X1) in conjunction with geochemical analyses (2010)
  • 著者名/発表者名: Sowa K., Sakamoto T., Nakamura T., Sakai S., Iijima K., Watanabe T.
  • 学会等名: 2nd International Sclerochronology Conference
  • 発表場所: Mainz, Germany
• [学会発表] サンゴ骨格に記録される炭素同位体比のvital effectの実態解明に向けたサンゴポリプモデルの開発
  • 著者名/発表者名: 中村隆志，灘岡和夫，渡邉敦，宮島利宏，渡邊剛
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2013年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県）
  • 招待講演
• [学会発表] サンゴの内部素過程を考慮したストレス応答モデルの開発
  • 著者名/発表者名: 中村隆志，灘岡和夫，渡邉敦，宮島利宏，中野義勝，鈴木款，樋口富彦
  • 学会等名: 第15回日本サンゴ礁学会
  • 発表場所: 東京大学（東京都）
• [学会発表] フィリピン国の沿岸生態系における地域的環境負荷と炭酸系動態
  • 著者名/発表者名: 渡邉敦，宮島利宏，灘岡和夫，梅澤有，森本直子，山本高大, 土屋匠，中村隆志，R. Gonzales，G.L. Regino，C.M. Ferrera，M.L.S.D. McGlone
  • 学会等名: 第15回日本サンゴ礁学会
  • 発表場所: 東京大学（東京都）
• [学会発表] 石垣島・吹通川河口沿岸部におけるサンゴ礁海域への地下水流入特性
  • 著者名/発表者名: 森尚大，灘岡和夫，Blanco A.，渡邉敦，中村隆志，山本高大，阿部友理子
  • 学会等名: 第15回日本サンゴ礁学会
  • 発表場所: 東京大学（東京都）
• [学会発表] 高水温・強光と硝酸塩による複合ストレスと活性酸素生成
  • 著者名/発表者名: 樋口富彦，Casareto B.E.，中村隆志，Chumun P.K.，湯山育子，石川義明，藤村弘行，鈴木款
  • 学会等名: 第15回日本サンゴ礁学会
  • 発表場所: 東京大学（東京都）
• [学会発表] サンゴ内部モデルを用いた骨格中のδ13C記録の再現と古環境指標としての有用性の検討
  • 著者名/発表者名: 中村隆志，灘岡和夫，渡邉敦，宮島利宏
  • 学会等名: 日本地球化学会第59回年会
  • 発表場所: 九州大学（福岡県）
• [学会発表] A coral ecosystem model: short-term responses against the multiple stresses
  • 著者名/発表者名: Nakamura T., Watanabe A., Nadaoka K., Nakano Y., Yamamoto S., Yamamoto T., Miyajima T.
  • 学会等名: 12th International Coral Reef Symposium
  • 発表場所: Cairns, Australia
• [学会発表] Evidence of ocean acidification in seawater around Ishigaki Island
  • 著者名/発表者名: Watanabe A., Nadaoka K., Kayanne H., Nakamura T.
  • 学会等名: 12th International Coral Reef Symposium
  • 発表場所: Cairns, Australia
• [学会発表] Effect of environmental change on Porites growth during the last 100 years
  • 著者名/発表者名: Watanabe T., Yamazaki A., Kawamura T., Isasa J., Nakamura T., Sowa K., Iwase F., Nomura K., Sugihara K., Abe O., Sakamoto T., Murayama M., Yamano H.
  • 学会等名: 12th International Coral Reef Symposium
  • 発表場所: Cairns, Australia
• [学会発表] Mg-calcite dissolution rate determined by field observation and laboratory experiment
  • 著者名/発表者名: Yamamoto S., Kayanne H., Tokoro T., Kuwae T., Nakamura T., Watanabe A., Nadaoka K.
  • 学会等名: 12th International Coral Reef Symposium
  • 発表場所: Cairns, Australia
• [学会発表] Trans-calcification メカニズムを組み込んだ造礁サンゴの光合成・石灰化の内部モデル
  • 著者名/発表者名: 中村隆志，灘岡和夫，渡邉敦
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2012年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県）
• [図書] A simulation model for coral reef formation (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakamura T., Nakamori T.
  • 出版者: Nova Science Publishers
• [図書] A simulation model for coral reef formation : reef topographies and growth patterns responding to relative sea-level histories. In : Iinda L. Wright (ed.) Sea Level Rise, Coastal Engineering, Shorelines and Tides (2011)
  • 著者名/発表者名: Takashi Nakamura, Toru Nakamori
  • 総ページ数: 328
  • 出版者: Nova Science Publishers (New York)
• [図書] A simulation model for coral reef formation : reef topographies and growth patterns responding to relative sea-level histories. In : Linda L.Wright (ed.) Sea Level Rise, Coastal Engineering, Shorelines and Tides (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakamura T., Nakamori T.
  • 出版者: Nova Science Publishers (New York)(in press)