| 研究概要 |
本研究の目的は海洋の溶存態有機物、特に難分解性溶存態有機物の生物地球化学的生成機構を明らかにし、それらの地球上における炭素リザーバーとしての重要性と地球規模の炭素循環と環境変動との関わりを考察することである。そのために、溶存態有機物、特に難分解性溶存態有機物の生成に対する海洋バクテリアによる寄与を培養実験によって解析した。すなわち、培養液中の溶存態有機成分、特にバクテリア固有のD-型アミノ酸の消長を中心に、^<13>C-トレーサー法、ガスクロマトグラフ法(GC)、およびガスクロマトグラフ-質量分析法(GCIMS)によって追跡した。
^<13>C-標識グルコース(20mgC)を基質として、また、バクテリア群集を含む東京湾の海水(2リットル)をバクテリア群集の種としてそれぞれを人工海水(20リットル:ポリカーボネート瓶)に添加した後、27℃の暗所中で90日間以上に亘って培養した。一定時間毎(1-30日毎の)に試料を採取し、ガラス繊維ろ紙(Whatman GF/F)でろ過した後、ろ液を試料としてDOMを分析した。
培養初期(1-4日目)ではDOC濃度と^<13>C/^<12>C比(^<13>C-atom%)が著しく低下したが、溶存態アミノ酸、特にアラニンの濃度とそのD-/L-比は、^<13>C-標識グルコースがバクテリアによる変換と消費によって他の有機成分とCO_2に間違いなく変わることを反映して急激に増大した。すなわち、DO^<13>C,^<13>C-アミノ酸、D-型アミノ酸、特に^<13>C-アラニンおよびD-,L-アラニンなどが培養中に^<13>C-標識グルコースからバクテリアによって特異的に生産されたことは明白であった。また、培養初期(1-4日目)に生産された^<13>C-DOCとD-アラニンはそれぞれその約1%が培養90日後においても安定に残存することも分かった。濱らによるこれまでの研究(Hama et al.2004)によれば、植物プランクトンの光合成によって生産された有機態炭素の約5%は暗所での培養60日後でも安定に残存した。残存する有機物は大部分が溶存態であり、全有機炭素の60%を占めて、比較的低分子物質で生物学的には難分解性の性質であった。
これらの結果からは、海洋の難分解性溶存態有機物(R-DOM)の主要部分はバクテリア固有の変換によって植物プランクトンの光合成産物から生産される事が明らかに示される。また、難分解性溶存態有機物(R-DOM)の生成に対するバクテリア寄与の大きさは地球規模の炭素循環と環境変動において深い関わりを持っており、炭素隔離機能としてそれを評価することは極めて重要である。
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