| 研究課題/領域番号 |
17310016
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| 研究機関 | 独立行政法人水産総合研究センター |
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研究代表者 |
齊藤 宏明 独立行政法人水産総合研究センター, 東北区水産研究所混合域海洋環境部, 室長 (30371793)
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| 研究分担者 |
桑田 晃 独立行政法人水産総合研究センター, 主任研究員 (40371794)
太田 尚志 石巻専修大学, 理工学部, 講師 (20364416)
武田 重信 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (20334328)
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| キーワード | 従属栄養性渦鞭毛虫 / 珪藻 / 糞粒 / 炭素循環 / 生物ポンプ / プランクトン / 亜寒帯 |
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| 研究概要 |
従属栄養性渦鞭毛虫の外洋域における生物学的、生態学的特性を明らかにし、生物ポンプ駆動者としての役割を明らかにするための、現場実験およびモデル実験を行った。
研究代表者らは、亜寒帯太平洋における珪藻増殖に、従属栄養渦鞭毛虫が応答することを把握していたが、この種は今までは未記載であると考えられるGyrodinium sp.であることを確認した。Gyrodinium sp.は、亜寒帯太平洋生態系において通常は優占することがないが、珪藻増加に応答して増殖し、その増殖速度は、0.59d^<-1>に達した。一般に海洋生態系においては、捕食者は餌生物よりも大型であるが,体長60μm程のGyrodinium sp.は、非常に柔軟な膜構造を持って、体長の最大12倍に達する珪藻群体をphagotrophic feedingすることが可能であった。これは、従来観察された動物プランクトンによる捕食者-餌生物の体長比としては最大のものである。Gyrodinium sp.は捕食した珪藻群体を蠕動運動によって圧縮し、最終的には60-90μm程の糞粒として排泄した。
動物プランクトンの糞粒はしばしば未消化の有機物を多く含み、海洋生態系で優占するカイアシ類の場合、捕食量の3割ほどが未消化のまま糞粒として排泄され、鉛直的な炭素輸送に貢献する。しかしながら、Gyrodinium sp.の糞粒は透明であり、排泄直前には核や細胞質がほとんど残っていないことをプロタゴール染色で確認した。従って、Gyrodinium sp.の糞粒は、炭素輸送にあまり大きな貢献をしていない可能性がある。糞粒の炭素、窒素含量等化学成分の解明は今後の課題である。
Gyrodinium sp.が珪藻によって固定された炭素をどの程度捕食できるかについては、生態系モデルを用いて計算した。ただし、Gyrodinium sp.の最大摂餌速度、半飽和餌料濃度等は不明であるため、モデルの予備実験で、今まで従属栄養性渦鞭毛藻で報告されている値を用い、観測されたGyrodinium sp.の成長をより良く再現するパラメーターを選んだ。モデルの結果は、亜寒帯太平洋概要域における珪藻ブルームに対して、珪藻増殖後2週間程度で、そのすべてを捕食する能力があることが明らかになった。このことは、食物網動態や物質循環に従属栄養性渦鞭毛虫が従来考えられていたよりもより重要な役割を果たしていることを示唆している。
しかし、これらのモデル計算結果は、Gyrodinium sp.の初期密度濃度、水温等の環境要因によって大きく変動する可能性がある。現場での水平分布とその季節変動を現場観測で、および最大摂餌速度、半飽和餌料濃度を含む生理特性を室内実験等で明らかにしていく必要がある。
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