| 研究課題/領域番号 |
19K12309
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| 研究機関 | 長崎大学 |
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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)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 鉄 / 二価鉄 / 微量金属 / 有機配位子 / 光化学反応 |
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| 研究実績の概要 |
鉄は窒素やリンなどの主要栄養素と同様に海洋一次生産を支える植物プランクトンの生長に不可欠であるため、海洋鉄循環の解明は海洋科学における重要課題とされている。一方で、鉄の濃度は海水中では極めて少ないこと、さらにはその化学的存在形態が海域や深度など海洋環境によって複雑に変化することから植物プランクトンによる鉄利用機構については不明な点が多い。本研究では、海水中の鉄の化学形態を軸に、その溶解度や生物による取り込み過程で鍵となる形態である二価鉄(Fe(II))に焦点をあて、その生成・消失機構を明らかにすることを目的としている。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、鉄制限海域として知られる北太平洋亜寒帯域表層から採取された海水試料に対し、擬似太陽光照射によるFe(II)量の海域比較を行った。その結果、同じ緯度帯でも鉄濃度と硝酸塩濃度の比(Fe/N)によって、Fe(II)生成濃度に違いが現れることが示された。元々の試料中に含まれている溶存鉄濃度には測点間で大きな相違がなかったことを考慮すると、現場の鉄と錯体を形成している有機物（有機配位子）の組成が測点間で異なり、光化学反応性も異なっていたことに起因していた可能性がある。Fe(II)は植物プランクトンにとって取り込みやすい形態の鉄であるため、本研究により、差異が無い鉄濃度の試料であっても海域によって鉄の生物利用能に違いが生じることが示された。
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| 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、目的としていた海域間の鉄の生物利用能の評価を行うことができた。既往研究では、現場海洋における光照射による鉄の生物利用能の上昇の可能性については、植物プランクトン培養株の鉄取り込み速度の評価から示されてきたが、その速度の変化要因が生物種側にあるのか、実際の化学形の変化によるものかについては明らかでなかった。本研究により、鉄制限海域という鉄濃度がピコモルレベルの環境下においても光照射によるFe(II) 生成が実験的に示されたことで、生物を介さない海水中の化学形態の変化が重要であることが証明された。Fe(II)に関する研究内容はオンラインで開催された国内学会（日本海洋学会秋季大会、日本地球化学会年会）にて発表している。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究で得られた結果より、光照射によるFe(II)生成の度合いは鉄と錯体を形成している有機物の組成が重要なのではないかと考えられるデータが得られた。一方で、現場海洋の有機物組成の解明については不明な点が残っている。こうした背景から、当初予定研究期間を延長してモデル配位子を使った室内実験を行うことでFe(II)生成機構の解明に取り組む予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初予定していたモデル配位子を用いた実験が、新型コロナ対策における制限区域への移動後の隔離期間の発生によって十分に実施できず、追加実験のための次年度使用額が生じた。二価鉄分析のための機器購入を予定している。
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