水圏での微生物食物連鎖における有機態コロイド粒子の代謝

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07404044
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 小池 勲夫 東京大学, 海洋研究所, 教授 (30107453)
• 研究分担者: 小川 浩史 東京大学, 海洋研究所, 助手 (50260518) ; 木暮 一啓 東京大学, 海洋研究所, 助教授 (10161895)
• キーワード: コロイド粒子 / 微生物食物連鎖 / 従属鞭毛虫類 / 細菌群集 / 有機デトリタス / 海洋生態系 / 溶存有機物 / 懸濁有機物

研究概要

平成9年度は、生物群集の相互作用とそれと共役した炭素/窒素などの生元素循環という海洋表層生態系での基本的なプロセスの中で、有機デトリタスとしてのコロイド粒子が占める役割について現段階での研究のまとめを行った。1990年に研究代表者らによって発見されたサブミクロン粒子は、溶存有機物と懸濁有機物の境界上にあり、コロイド粒子の代表的なものであるが、これまでに、その主に外洋での鉛直あるいは水平分布、密度などの物理的性状、微生物食物連鎖による生成過程などが知られているのみであった。このコロイド粒子に関する総合的な本研究により、その性状や動態について次の様な知見が明らかにされた。1)このような非生物粒子は沿岸での詳細な分布の観測から、生物活性の高い水塊では、サイズが0.6-0.8ミクロンに分布のピークを持ち、生物活動により特定サイズの粒子が放出されることが示された。又人為的なブルーム実験でもこのことが確認された。2)生成過程としての微生物食物連鎖の内、従属鞭毛虫類による細菌捕食時にコロイドサイズの非生物粒子が放出される過程を顕微鏡下で始めて確認した等がこれまでの成果の一部であるが、本年度のハイライトとしては、YoProという高感度蛍光色素と高感度CCDカメラを用い、サブミクロン粒子のかなりの部分の光学的観察に成功したことである。これらは極めて不定形の希薄な有機物の塊からなっており、これまで得られていた物理的知見を裏付けるものである。さらにこれらのコロイド粒子が鞭毛虫類の働きによって大型のアグリゲートに凝集していく過程も発見された。これらの知見は海洋表層での溶存、コロイド、懸濁有機物の動態に微生物食物連鎖が密接に係わっている、また溶存有機物と懸濁有機物がコロイド有機物を通じて、相互に結び付いていることを明らかにしており、複雑な有機物の海洋での動態を統一的に解釈する手がかりを与えるものである。

研究成果

• [文献書誌] HARA,S., and I.KOIKE: "Dynamics of organic marine aggregates nanometer colloids to marine snow-. In Biogeochemistry of Marine Organic Matter (eds.N.Handa et al.)." Tera Academic Press,Tokyo. (in press).
• [文献書誌] SHIBATA,A., K.KOGURE, I.KOIKE, and K.OHWADA: "Formation of submicron colloidal particles from marine bacteria by viral infection." Mar.Ecol.Progr.Ser.(in press).
• [文献書誌] KOIKE,I., and T.NAGATA: "High potential activity of extracellular alkaline phosphatase in the deep waters of the central Pacific." Deep-Sea Res.,. (in press).
• [文献書誌] NAGATA,T., R.FUKUDA, I.KOIKE, K.KOGURE, and D.L.KIRCHMAN: "Degradation of bacteria of membrane and soluble protein in seawater." Aquat.Microb.Ecol.(in press).
• [文献書誌] YAMAZAKI,A., H.FUKUDA, R.FUKUDA, T.MIYAJIMA, T.NAGATA, H.OGAWA, and I.KOIKE: "Summicrometer particles in northwest Pacific coast environments : Abundances,size distribution and biological origins." Limnol.Oceanogr.(in press).