2015 Fiscal Year Annual Research Report
堆積物―水境界の地球生命科学:生態系機能・堆積ダイナミクス・物質循環の統合的理解
Project/Area Number |
25247085
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Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
Principal Investigator |
北里 洋 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 東日本海洋生態系変動解析プロジェクトチーム, プロジェクト長 (00115445)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小栗 一将 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋生物多様性研究分野, 主任技術研究員 (10359177)
フレデリック シニゲル 琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 協力研究員 (10625940)
豊福 高志 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋生物多様性研究分野, 主任研究員 (30371719)
白石 史人 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (30626908)
力石 嘉人 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 生物地球化学研究分野, 主任研究員 (50455490)
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Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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Keywords | 堆積物―水境界 / 生物地球化学循環 / 底層生態系 / バイオミネラリゼーション / 海溝 / 深海 |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究は,堆積物―水境界(SWI)における生物地球化学循環を現場観測,室内実験,遺伝子解析を通じて把握し,微生物による化学勾配の動態変動からその機能を明らかにすることを目的としている. 超深海におけるSWIの環境動態を理解するべく,世界で二番目に深いトンガ海溝で採取した堆積物コアの解析を行った.過剰鉛210Pbexプロファイルは,表層から22cmまで一様な濃度を示した.一方,表層の210Pbex濃度は,他の超深海に比べ著しく低かった.堆積物表層の映像を解析した結果,内生性マクロベントス類は確認されてない(Wenzhoefer et al., in prep.). SWIの化学勾配変動は,そこに生息する有孔虫の殻に記録される.記録媒体である有孔虫の石灰化機序を理解するために,石灰化時の有孔虫周囲のpHおよびCa濃度分布を計測した.石灰化中の有孔虫の内外で非常に大きなpH勾配の存在が明らかになった(Toyofuku et al., subm.).またSWIにおける有孔虫の活動を把握するために,実験室で底生生物を含む表層堆積物を再堆積させビデオ観察を行った.圧密しつつある堆積物中を線虫やコペポーダなどとともに,有孔虫が堆積物中をゆっくりと跡を残しながら移動していく様子が見て取れる.今後現場での顕微鏡観察を組み合わせ,in-situでの石灰化プロセスなどを理解する. 多様なSWI動態を把握すべく,日本海溝,トンガ海溝およびマリアナ海溝の堆積物について環境DNAを分析し超深海海溝の類似性について検討した.ブラジル沖で発見された鯨骨生物群集については、生態系の詳細および微生物生態系を報告した(Sumida et al., 2016, Lima et al., subm.).鯨骨生物群集は南大西洋では初めての発見であった.鯨骨生物群集の周辺の堆積物にはクジラ由来の有機物が豊富に検出された.
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年に引き続き野外調査、試料採取、試料の分析やケモスタットを用いた様々な飼育実験を行なった。予定通りに進んでいる。野外調査観測の検討も順調である。また、有孔虫周辺の環境についての観測項目を増やしており、全体を通して概ね目標を達成していると考えられる。
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Strategy for Future Research Activity |
最終年度にあたるため、まとめを念頭に引き続き当初計画に則って研究を推進する。すでに得られているデータについてはさまざまな国際会議などを通じて積極的に専門研究者と議論を行い、引き続き速やかな成果報告を行う。さらに、2015年9月にイタリア・ナポリで開催された底層生態系に関するSCOR Workshopに参加し、底層生態系が地球の物質循環に果たす役割について集中的な議論を行なった(Snelgrove et al., in prep.) 。このワークショップでは、底層生態系機能をまとめ、それを拡散モデルで表現した。そのモデルを用いて全球物質循環におけるベントスの役割を明らかにしようとしている。このアプローチは、最終年度で本研究をまとめる際のひな形になると考えている。
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Research Products
(19 results)
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[Journal Article] Deep-sea whale fall fauna from the Atlantic resembles that of the Pacific Ocean2016
Author(s)
Sumida, P. Y. G., Alfaro-Lucas, J. M., Shimabukuro, M., Kitazato, H., Perez, J. A., Soares-Gomes, A., Toyofuku,T., Lima, A. O. S., Ara, K., Fujiwara, Y.
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 6
Pages: 22139
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Intracellular Isotope Localization in Ammonia sp. (Foraminifera) of Oxygen-Depleted Environments: Results of Nitrate and Sulfate Labeling Experiments2016
Author(s)
Nomaki, H., Bernhard, J.M., Ishida, A., Tsuchiya, M., Uematsu, K., Tame, A., Kitahashi, T., Takahata, N., Sano, Y., and Toyofuku, T.
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Journal Title
Frontiers in Microbiology
Volume: 7
Pages: 163
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Cytologic and Genetic Characteristics of Endobiotic Bacteria and Kleptoplasts of Virgulinella fragilis (Foraminifera)2015
Author(s)
Tsuchiya, M., Toyofuku, T., Uematsu, K., Bruchert, V., Collen, J., Yamamoto, H., Kitazato H.
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Journal Title
Journal of Eukaryotic Microbiology
Volume: 62
Pages: 454-469
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Variation in the nitrogen isotopic composition of amino acids in benthic foraminifera: Implications for their adaptation to oxygen-depleted environments2015
Author(s)
Nomaki, H., Chikaraishi, Y., Tsuchiya, M., Toyofuku, T., Suga, H., Sasaki, Y., Uematsu, K., Tame, A., and Ohkouchi, N.
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Journal Title
Limnology and Oceanography
Volume: 60
Pages: 1906-1916
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Three-dimensional observation of foraminiferal cytoplasmic morphology and internal structures using uranium-osmium staining and micro-X-ray computed tomography2015
Author(s)
Nomaki, H., Toyofuku, T., Tsuchiya, M., Matsuzaki, T., Uematsu, K., and Tame, A.
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Journal Title
Marine Micropaleontology
Volume: 121
Pages: 32-40
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] A comparison of benthic foraminiferal Mn/Ca and sedimentary Mn/Al as proxies of relative bottom water oxygenation in the low latitude NE Atlantic upwelling system.2015
Author(s)
McKay, C. L., Groeneveld,J., Filipsson,H. L., Gallego-Torres, D., Whitehouse, M. J., Toyofuku, T., Romero, O.E.
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Journal Title
Biogeosciences Discuss
Volume: 12
Pages: 7335-7367
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Direct Deposition of Crystalline Aragonite in the Controlled Biomineralization of the Calcareous Tubeworm2015
Author(s)
Chan, V. B. S., Toyofuku, T., Wetzel, G., Laxmikant, S., Thiyagarajan, V., Mount, A. S.
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Journal Title
Marine Molecular Biology and Ecology - Frontiers
Volume: 2
Pages: Article97
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Whale-fall community of the deepest natural carcass reported to date in the World's Oceans (Southwest Atlantic Ocean)2015
Author(s)
Sumida, P. Y. G., Alfaro-Lucas, J. M., Shimabukuro, M., Kitazato, H., Perez, J. A. A., Soares-Gomes, A., Toyofuku,T., Lima, A. O. S., Ara, K., Fujiwara, Y.
Organizer
14th Deep Sea Biology Symposium
Place of Presentation
Aveiro, Portugal
Year and Date
2015-09-03
Int'l Joint Research
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[Presentation] Zombie foraminifera reveal impacts of ocean acidification in the Baltic Sea.2015
Author(s)
Charrieau, L. M., Schoon, P. L., Chierici, M., Groeneveld, J., Kimoto, K., Kritzberg, E., Ljung, K., Sasaki, O., Toyofuku, T., Filipsson, H. L.
Organizer
XIX INQUA 2015
Place of Presentation
名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
Year and Date
2015-08-02
Int'l Joint Research
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[Presentation] Microscopic imaging approach of foraminiferal calcification environment.2015
Author(s)
Toyofuku, T., Fujita, K., Yamamoto, M., de Nooijer, L. J., Nomaki, H., Tsuchiya, M., Kitazato, H.
Organizer
The Micropalaeontological Society Foraminifera and Calcareous Nannofossil Group Spring Meeting
Place of Presentation
Plymouth University, UK
Year and Date
2015-06-15
Int'l Joint Research
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[Presentation] Biomineralization in foraminifera.2015
Author(s)
de Nooijer, L. J., Toyorfuku, T., Reichart, G-J.
Organizer
The Micropalaeontological Society Foraminifera and Calcareous Nannofossil Group Spring Meeting
Place of Presentation
Plymouth University, UK
Year and Date
2015-06-15
Int'l Joint Research
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