西太平洋海域における浮遊性有孔虫の生態と分子系統:海洋環境指標の再確立を目指して

西太平洋浮游有孔虫的生态学和分子系统发育：旨在重建海洋环境指标

基本信息

批准号：
02J07367
负责人：
氏家由利香
金额：
$ 2.5万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J07367/
关键词：
北西太平洋・亜熱帯域浮遊性有孔虫核ゲノム分子系統分岐年代推定 cryptic speicies 西太平洋琉球弧海域プランクトンネット試料浮遊性有孔虫の遺伝子解析黒潮層別プランクトンネット生きている浮遊性有孔虫浮遊性有孔虫のSSUrDNA 琉球孤海域安定酸素・炭素同位体比海水試料

项目摘要

広く海洋域で生息するプランクトン・浮遊性有孔虫は、海洋表層から亜表層水の水温や塩分等の水塊の性質にその生息分布を依存する。炭酸塩カルシウムの殻を形成し当時の海洋情報を記録して海底堆積物中に残るため、古海洋学の重要な指標ともなる。しかし、浮遊性有孔虫の生物学的研究は不明な点が多く、特に系統発生については遺伝子レベルの解析に基づく実績は数少ない。本年度では、これまでに採取した西太平洋・亜熱帯域の試料より得た浮遊性有孔虫10形態種50試料について、遺伝子の抽出からポリメラーゼ連鎖反応(PCR)による増幅し、クローニングの過程を経て、核のSmall Sub-Unit(SSU)rDNAの遺伝子配列を読み取った。本研究では、これらのデータと、すでに大西洋・地中海・東太平洋等の他の海域で得られている同種の配列を比較し、系統樹を構築したことにより、10形態種の各々で形成された単系統群から少なくとも16ハプロタイプ・グループが認められ、それらの大部分の生息範囲は地理的制約を受けていない事が示された。また、16ハプロタイプ・グループの分岐年代を推定し、約14Maと古い分岐年代をもつ3つのcryptic speciesほか、約5〜6Maと2Maに8つのcryptic speciesが分岐する。こうした分岐年代は、地球史においてインドネシア多島海やパナマ地峡の形成といった地形変化のみならず、極域での氷床の発達といった現在の地球環境の基礎を構築した時代によく一致しており、浮遊性有孔虫の進化がそれに伴っていたと推測される。一方で、大部分のハプロタイプ・グループが大洋間をまたいだ生息分布を示すことにより、海洋熱塩大循環系に沿った、太平洋からインド洋を経由して大西洋へ流れる表層〜亜表層水の経路の裏付けになると考えられる。以上のように、海洋循環と生物進化双方の関連性が示唆され、分子系統学と地質学の総合的な成果が得られた。

浮游生物和浮游有孔虫广泛生活在海洋中，取决于水团的特性，例如海洋表面和地下水的温度和盐度。它形成了碳酸钙的外壳，记录了当时的海洋学信息，并保留在海底沉积物中，使其成为古海洋学的重要指标。然而，浮游有孔虫生物学研究存在许多未知数，基于基因水平分析的成果寥寥无几，特别是在系统发育方面。今年，提取了迄今为止从西太平洋和亚热带地区采集的10种形态型浮游有孔虫50个样本，通过聚合酶链式反应（PCR）扩增，然后克隆了核小亚基（SSU）rDNA基因序列。读。在这项研究中，我们将这些数据与在大西洋、地中海和东太平洋等其他海洋区域已经获得的相同物种的序列进行了比较，并构建了一个系统发育树，从单系中识别出了至少 16 个单倍型组。群体，并且大多数的范围被证明不受地理限制。我们还估计了 16 个单倍型群体的分化日期，发现 3 个隐性物种早在 14 Ma 左右就分化了，8 个隐性物种早在约 5 至 6 Ma 和 2 Ma 就分化了。这些分歧日期与地球历史上的时代非常吻合，这些历史时代不仅造成了地形变化，例如印度尼西亚群岛和巴拿马地峡的形成，而且还为当前全球环境奠定了基础，例如冰盖的发展。据推测，这伴随着浮游有孔虫的进化。另一方面，大多数单倍型群体表现出跨洋栖息地分布，这表明地表水到地下水的路径被认为是沿着海洋温盐环流系统从太平洋经印度洋流向大西洋。这一点的证据。如上所述，提出了海洋环流与生物进化之间的关系，并获得了分子系统学和地质学的综合结果。