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2016 年度 実績報告書

化学合成微生物群集によるストロマトライト形成の検証

研究課題

研究課題/領域番号 15H05468
研究機関国立研究開発法人海洋研究開発機構

研究代表者

奥村 知世  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 深海・地殻内生物圏研究分野, 特別研究員(PD) (90750000)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードストロマトライト / 深海 / 炭酸塩 / ブルーサイト / チムニー / 蛇紋岩湧水
研究実績の概要

本研究は,化学合成微生物でもストロマトライト組織を形成できるかを検討し,ストロマトライトの持つ古生物学的意義を再検討することを目的とする.平成28年度は下記の4項目において研究を進めた。
1)深海チムニーの記載:南部マリアナのしんかい湧水域では,蛇紋化作用に関連した湧水から炭酸塩とブルーサイトから構成される白色のチムニーが発達し,チムニー内部には局所的にストロマトライト組織が発達する.今年度は,過去に採集されたチムニー試料の鉱物組成,堆積組織,炭素同位体組成,現場での観察結果から導かれたチムニーの発達過程を取りまとめ,国際学会と国際学術雑誌にて発表した.
2)深海チムニーの微生物群衆構造解析:上記の深海チムニーにおいて16S rRNA遺伝子の系統解析を行い,ストロマトライト組織の形成に関与しうる化学合成微生物群衆の特徴を検討した.解析を行う箇所は,組織の観察結果と照らし合わせてチムニーの発達段階を網羅するよう,選定した.
3)深海チムニーサイトでの湧水採集:過去の潜航調査では未達成であった,湧水試料の採集に成功した.
4)27.4億年前のストロマトライト:平成27年度に調査とサンプリングを行った西オーストラリアピルバラ地域の27.4億年前のストロマトライトの組織観察とレーザーラマン顕微鏡による微細領域での鉱物組成マッピングを行った.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

化学合成細菌の関与が示唆されるストロマトライトは報告例はあるものの,その形成メカニズムの詳細は明らかにされていない.南部マリアナのしんかい湧水域で発達する炭酸塩・ブルーサイトチムニー内のストロマトライト組織は,その貴重なモダンアナログの一つといえる.しかし,湧水が未採集であったため,チムニーの鉱物組成,堆積組織,炭素同位体組成,現場での観察結果などを積み重ねることで,深海環境でストロマトライト組織を発達させうる条件を推定することができた.また,チムニーの発達過程の変化に応じて微生物群衆構造が変化している結果も得られた.さらに,平成28年度に行った調査航海では,湧水成分の採集に成功し,しんかい湧水域で生じる地球化学プロセスの解明のために必要なデータを着実に収集・取りまとめることができている.
一方,西オーストラリアの太古代のストロマトライトでは,組織観察と局所分析を進め,続成を受けていない部位を分別することができている.
以上のように,研究計画を着実に実行できていることから,上記の評価とした.

今後の研究の推進方策

平成28年度の調査航海では,これまで未採集であったしんかい湧水域の湧水を採集することができた.今後は,湧水の化学成分の分析を進めるとともに,その結果とチムニーの発達過程や微生物群衆組成のバリエーションとの関連性を明らかにし,深海環境でストロマトライト組織を発達させうる鉱物・化学・微生物間相互作用を明らかにする.それと並行し,西オーストラリアの太古代ストロマトライト試料では,続成を受けていない部位を選別して微小領域での化学分析を進める.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件)

  • [国際共同研究] University of Texas/Oregon State University/University of Hawaii(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Texas/Oregon State University/University of Hawaii
  • [雑誌論文] Brucite chimney formation and carbonate alteration at the Shinkai Seep Field, a serpentinite-hosted vent system in the Southern Mariana Forearc.2016

    • 著者名/発表者名
      Okumura, T., Ohara, Y., Stern, R. J., Yamanaka, T., Onishi, Y., Watanabe, H., Chen, C., Bloomer, S. H., Pujana, I., Sakai, S., Ishii, T., Takai, K.
    • 雑誌名

      Geochemistry, Geophysics, Geosystems

      巻: 17 ページ: 3775-3796

    • DOI

      10.1002/2016GC006449

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Transition of microbiological and sedimentological features associated with the geochemical gradient in a travertine mound in northern Sumatra, Indonesia2016

    • 著者名/発表者名
      Sugihara, C., Yanagawa, K., Okumura, T., Takashima, C., Harijoko, A., Kano, A.
    • 雑誌名

      Sedimentary Geology

      巻: 343 ページ: 85-98

    • DOI

      10.1016/j.sedgeo.2016.07.012

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Comprehensive understanding of the Shinkai Seep Field in the Southern Mariana Forearc based on high-resolution bathymetry data.2016

    • 著者名/発表者名
      Ohara, Y., Okumura, T., Stern, R. J., Fujii, M., Kasaya, T., Martines, F., Michibayashi, K.
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall meeting 2016
    • 発表場所
      アメリカ合衆国、サンフランシスコ、Moscone Center
    • 年月日
      2016-12-15
    • 国際学会
  • [学会発表] Brucite chimney formation and carbonate alteration at the Shinkai Seep Field, a serpentinite-hosted vent system in the Southern Mariana Forearc.2016

    • 著者名/発表者名
      Okumura, T., Ohara, Y., Stern, R. J., Yamanaka, T., Onishi, Y., Watanabe, H., Chen, C., Bloomer, S. H., Pujana, I., Sakai, S., Ishii, T., Takai, K.
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall meeting 2016
    • 発表場所
      アメリカ合衆国、サンフランシスコ、Moscone Center
    • 年月日
      2016-12-14
    • 国際学会
  • [学会発表] Daily lamination formed by sulfur oxidizing bacteria and chloroflexus in a hot spring stromatolite2016

    • 著者名/発表者名
      Okumura, T., Takashima, C., Yanagawa, K., Sugihara, C., Harijoko, A. and Kano, A.
    • 学会等名
      35th International geological congress
    • 発表場所
      南アフリカ共和国、ケープタウン、ケープタウン国際コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-08-31
    • 国際学会
  • [学会発表] Isotope systematics of CO2-H2-H2O-CH4 in hydrogenotrophic methanogenesis examined by laboratory incubation2016

    • 著者名/発表者名
      Kawagucci, S., Okumura, T., Saito, Y., Matsui, Y., Takai, K., Imachi, H.
    • 学会等名
      Goldschmidt 2016
    • 発表場所
      神奈川県、横浜、パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-06-30
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-10-14  

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