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2020 年度 実施状況報告書

北太平洋とその隣接海域における鉄の生物利用能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K12309
研究機関長崎大学

研究代表者

近藤 能子  長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(水産), 准教授 (40722492)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード鉄 / 二価鉄 / 貧酸素水塊 / 有明海 / 微量金属元素 / 有機配位子
研究実績の概要

海洋一次生産を支える植物プランクトンの生長には、窒素やリンなどの主要栄養塩に加えて海水中に微量しか存在しない金属元素である「鉄」も不可欠であるため、海洋における鉄循環並びにその生物利用機構の解明は海洋科学における重要課題とされている。本研究では、海水中の鉄の化学形態に着目し、その溶解度や生物摂取過程で鍵となる二価鉄(Fe(II))の生成・消失機構及びその機構に影響を与える有機配位子の挙動との関わりを明らかにすること目的にしている。北太平洋や東シナ海、有明海などをフィールドとし、現場のFe(II)を明らかにすることに加え、水温・光量・溶存酸素・溶存有機物など海洋環境の違いがFe(II)の挙動を制御しているという仮説を検証する。
本年度は東シナ海航海、太平洋外洋域で採取された試料を対象にした擬似太陽光照射によるFe(II)生成の予備実験を実施したことに加え、これら海域の海洋環境把握のため、Fe(II)の消失要因となりうる天然有機配位子の分布について調べた。さらに、夏季に貧酸素水塊が発生する有明海湾奥部のFe(II)鉛直分布(表層(~3 m)、中層(~10 m)、海底直上層)の時系列変化を調べた。その結果、有明海湾奥部での観測期間中、干潮に応じて水柱のFe(II)は硝酸塩やリン酸塩と同様のパターンで濃度が変化することが明らかとなった。一方で、前年度の東シナ海での観測とは異なり、表層でのFe(II)濃度極大は日中でも観察されず、中層で高濃度を示す傾向が示された。クロロフィルa分布は表層で最も高かったこと、またFe(II)は有機錯体鉄に比べ生物利用能が高いと考えられていることを考慮すると表層では植物プランクトンによる摂取が迅速に行われていた可能性が考えられた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度研究では、コロナ感染拡大防止対応のため研究活動が一部制限されていた時期があったものの、申請者所属の長崎大学練習船鶴洋丸による夏の研究航海は実施できたため、有明海湾奥部での時系列採水とFe(II)船上分析を行い、データを取得することができた。また、光照射実験についても実験条件などを決定する予備実験については実施完了したため、現在東シナ海や北太平洋亜寒帯域で採取された海水試料を対象にして実験中である。また、本年度は、昨年度得られた結果をオンラインで開催された国際シンポジウムや国内関連学会にて発表を行うとともに、北太平洋亜寒帯含め一部の海域についてはFe(II)の生成と消失機構に影響を及ぼすとされる有機配位子の分布についても報告した。

今後の研究の推進方策

前年度に引き続き、南北太平洋亜寒帯域、南太平洋亜熱帯や東シナ海、さらに本年度実施された有明海航海から採取された表層海水中の光照射によるFe(II)生成速度の評価を行う。また、鉄と錯形成するモデル配位子を添加した際の影響について調べる実験を実施する。現場海洋で見られたFe(II)の挙動に関する研究結果について、国内外の学会やシンポジウム、また学術論文で発表し、公開する。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナ感染防止への対応のため、本来予定されていた研究航海や学会の予定が変更され、結果として使用予定であった機材や旅費にかかる支出が削減された。次年度使用額については本来昨年度使用予定であった実験試薬や器材の購入にあてる予定である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Distinct profiles of size-fractionated iron-binding ligands between the eastern and western subarctic Pacific2021

    • 著者名/発表者名
      Kondo Yoshiko、Bamba Rise、Obata Hajime、Nishioka Jun、Takeda Shigenobu
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 ページ: 2053

    • DOI

      10.1038/s41598-021-81536-6

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 東部南太平洋における鉄有機配位子の分布2021

    • 著者名/発表者名
      砂原雄大, 近藤能子, 三浦大輝, 西岡純, 小畑元
    • 学会等名
      東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会 「微量元素・同位体を用いた海洋生物地球化学研究の推進と新しい展開に向けて」
  • [学会発表] 北太平洋亜寒帯HNLC海域におけるサイズ分画鉄有機配位子分布の東西比較2021

    • 著者名/発表者名
      近藤能子, 馬場梨世, 小畑元, 西岡純, 武田重信
    • 学会等名
      東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会「微量元素・同位体を用いた海洋生物地球化学研究の推進と新しい展開に向けて」
  • [学会発表] 東シナ海陸棚斜面域の鉄の酸化還元状態2020

    • 著者名/発表者名
      山中紘輝, 近藤能子, 藤田夏穂, 砂原雄大, 小畑元
    • 学会等名
      2020年日本地球化学会年会
  • [学会発表] Fe redox status and its bioavailability in the East China Sea shelf break area2020

    • 著者名/発表者名
      Koki Yamanaka, Yoshiko Kondo, Natsuho Fujita, Yudai Sunahara, Hajime Obata
    • 学会等名
      PICES 2020 Virtual Annual Meeting
    • 国際学会
  • [備考] 長崎大学水産学部/大学院水産・環境科学総合研究科 化学海洋学研究室ホームページ

    • URL

      https://chemocean-kondo.wixsite.com/home

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公開日: 2021-12-27  

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