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2022 年度 実施状況報告書

氷期に暖流域深海底で何が起きていたか -底生動物群集の変化と環境動態の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K04147
研究機関静岡大学

研究代表者

延原 尊美  静岡大学, 教育学部, 教授 (30262843)

研究分担者 徳田 悠希  公立鳥取環境大学, 環境学部, 准教授 (30779765)
池原 研  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 招聘研究員 (40356423)
椎野 勇太  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (60635134)
石村 豊穂  京都大学, 人間・環境学研究科, 准教授 (80422012)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード第四紀 / 深海 / 底生動物 / 水塊構造
研究実績の概要

伊豆諸島周辺海域で認められたシラスナガイ類二枚貝の未記載種4種について、過去の海洋調査船による採集試料を追加し分布範囲の確認を行った。その結果、伊豆弧南部の水深1000mで発見されていた未記載種は伊豆弧全域の同水深に広く現生することが確認されたが、他海域では認められなかった。深海生物にとって海底火山弧は、生殖集団の隔離により固有種が生じる重要な場であることが示唆された。また、伊豆弧北部の水深200m前後において半化石状態で発見されていた未記載種のうち、南方系のオリイレシラスナガイに酷似する種は、現在も伊豆諸島北部の同水深に現生していることが確認された。一方、東北沖太平洋に現生する北方系種ミノシラスナガイに酷似する種については、氷期にあたる約4万年前(放射性炭素同位体年代)を示す遺骸が得られているのみの状況である。昨年度までの成果でミノシラスナガイは遠州灘沖では最終氷期最盛期の年代をもつ遺骸殻として得られている。これらのことから、氷期における水塊変動が、北方由来の深海性種の南方海域への分布拡大を促し、海底火山弧のような海底地形の高所において隔離・分化を促すシナリオが考えられた。
そこで、氷期における深海水塊の水温や季節変動を明らかにするために、遠州灘沖の2万年前のミノシラスナガイ、伊豆弧北部の4万年前のミノシラスナガイ似未記載種、比較用として駿河湾の黒潮水に生息する現生オオシラスナガイについて、貝殻成長線の解析に加え、成長方向にそった炭素・酸素安定同位体比の変化を分析した。その結果、炭素・酸素同位体比ともに、氷期は現生黒潮水塊に比べて大きな値をとること、一方で両者の年変動幅は同程度であることがあることが示された。これらの結果は、氷期の漸深海帯上部の水温が低下していた可能性を示唆している。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

シラスナガイ類の種同定、特に氷期堆積物中の試料の分類・同定や伊豆固有要素としての認定にあたっては、他の海域とりわけ北方海域の現生試料との比較が必要であったが、同海域においても分類学的な混乱があり、それらをまず試料の調査に基づいて整理する必要がでてきた。一部については、学会発表と論文公表を行うことができたが、なお標本調査を継続中である。また東海沖において同定された寒冷種およびその近縁種が生息した氷期の深海環境を復元するために、貝殻試料の切断と成長方向に沿った炭素・酸素安定同位体比の予察的な分析までを終えることはできたが、炭素同位体比の差異等のデータ解釈をめぐっては十分な考察が行えておらず、水温変動の数値化や成果の公表にはいたっていないため。

今後の研究の推進方策

引き続き、東海沖氷期堆積物中の貝殻試料の分類・同定作業を、国立科学博物館等に収蔵されている太平洋岸東北沖の漸深海帯貝類の現生試料や、氷期に相当する房総半島第四系の貝化石試料等との比較を行いながら完成させて成果を公表する。それらのシラスナガイ類に加えて、冷水サンゴや腕足類の遺骸試料の分類学的な成果も総合し、氷期深海堆積物の底生動物群集の特徴を明らかにする。また、分類や環境指標について重要な試料については、放射性炭素同位体比による年代測定を業者に依頼し、氷期深海の底生動物群集の認定のためのデータを補強する。
貝殻成長にともなう炭素・酸素同位体比の分析についてはすでに測定した結果をもとに、古水温変動等の水塊挙動を復元する。必要に応じて北方海域の現生深海性二枚貝試料でも同様の分析を行い、データを補強する。氷期深海の水塊挙動についての成果は、今後、他の海域や地層中の貝殻試料への応用することも視野に入れて、学術雑誌等に投稿し成果を公表する。

次年度使用額が生じた理由

貝類遺骸試料の放射性炭素同位体比測定では殻を破壊してしまうため、試料選択にあたり、成長線解析と炭素・酸素安定同位体比分析の結果および北方系要素の種同定の結果を待って厳選したく、外部業者に委託する測定業務を次年度に繰り越した。また、コロナ禍の影響で種同定のための必要な標本調査のための出張が十分に行えていないため、旅費の一部を繰り越すこととした。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Burrow morphology of ghost crabs on Ikarashi beach, Niigata, Japan.2023

    • 著者名/発表者名
      Ishizaki, Y., Ogura, M., Takahashi, C., Kaneko, M., Imura, A. and Shiino, Y.
    • 雑誌名

      Plankton and Benthos Research

      巻: 18 ページ: 1-12

    • DOI

      10.3800/pbr.18.1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Taxonomic re-examination of Limopsis belcheri (Bivalvia: Limopsidae).2022

    • 著者名/発表者名
      Nobuhara, T.
    • 雑誌名

      Venus

      巻: 80 ページ: 67-76

    • DOI

      10.18941/venus.80.3-4_67

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dimorphic life cycle through transverse division in burrowing hard coral Deltocyathoides orientalis.2022

    • 著者名/発表者名
      Sentoku, A., Shimizu, K., Naka, T. and Tokuda, Y.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 ページ: 9359

    • DOI

      10.1038/s41598-022-13347-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] シラスナガイ科二枚貝の殻皮型と生息水深2023

    • 著者名/発表者名
      延原尊美・池田匡汰・芳賀拓真
    • 学会等名
      日本古生物学会172回例会(九州大学, オンライン)
  • [学会発表] 三畳紀の腕足動物ディスキナ類はどう生き残ったか:三畳系大沢層の例.2023

    • 著者名/発表者名
      石崎美乃・椎野勇太
    • 学会等名
      日本古生物学会2023年例会(九州大学,オンライン)
  • [学会発表] 腕足動物ディスキナ類に付着する表在生物から探るホストの生息姿勢復元と生物間相互作用.2022

    • 著者名/発表者名
      椎野勇太・高階観乃・石崎美乃
    • 学会等名
      日本古生物学会2022年例会(金沢大学, オンライン)
  • [学会発表] 下部三畳系大沢層の堆積場と酸化還元環境の復元:頻発する洪水流がもたらす沿岸域の貧酸素化メカニズム.2022

    • 著者名/発表者名
      石崎美乃・椎野勇太
    • 学会等名
      日本地質学会第129年学術大会(早稲田大学,オンライン)
  • [学会発表] 三畳系大沢層のフランボイダルパイライトから探る酸化還元環境.2022

    • 著者名/発表者名
      石崎美乃・椎野勇太・高澤栄一
    • 学会等名
      日本鉱物学会2022年年会(新潟大学,オンライン)

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公開日: 2023-12-25  

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