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海は海流によって撹拌される一つの巨大な水塊である。物理的観測により、この水塊が数mmスケールの無数の不連続な微小場の集合からなることが分かってきた。ではその不連続性は個々の微小場内の微生物量や多様性、さらにその活動にどう反映され、最終的に海洋での物質循環プロセスにどのような意味を持つのだろうか。本研究では、最新のレーザーホログラフィシステムによって海洋の凝集体の微細分布をその物理的環境条件と合わせて明らかにする一方、そうした微細スケールでの微生物の群集構造がどのように変化するかを次世代シークエンサを用いて解析し、海洋での微細スケールで起こっている生物化学的プロセスを明らかにしようと試みたものである。東京海洋大学の青鷹丸によって行われた館山沖および大島東方海域での観測（それぞれ2012年9月、2013年6月）の結果、以下のようなことを明らかにした。まず物理的な観測結果により、大島東方海域では１Lあたり平均７千の凝集体が存在し、それらの量が鉛直的に数cm単位で大きく振動していること、凝集体のサイズはおおむね0.5mm前後であるが、1mmを超える物も出現すること、凝集体の面積が大きい深度では蛍光も高く、植物プランクトンを含んでいること、これらの凝集体の分布が水温躍層特徴的な分布を示し、その生成が水界構造と関わりを持つこと。さらに、微小スケールでの微生物群集の構造の変動パターンを明らかにするため、１回のCTDキャストから異なるボトルから採水し、16S rDNAの塩基配列を解析した結果、自由遊泳型の群集にはボトル毎の差は見られなかったが、付着性の細菌については差が見られ、群集構造は数十cmスケールでの変化している可能性が明らかになった。
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