光合成生物の分子化石を用いた白亜紀絶滅境界の有光層内無酸素環境形成機構の解明

利用光合生物分子化石阐明白垩纪灭绝边界光层缺氧环境的形成机制

基本信息

批准号：
06J10779
负责人：
柏山祐一郎
金额：
$ 1.22万
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：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年に引き続き、中部イタリアで得られた、白亜紀中期の海洋無酸素事変(OAE)時にテチス海西部に堆積した黒色頁岩試料について、様々な構造を持つ化石ポルフィリンを抽出・分析した。その結果、光合成生物一般を起源とするポルフィリン(DPEP)について、(a)窒素同位体組成は窒素固定を行うシアノバクテリアに特徴的な値を示し、(b)炭素同位体組成はシアノバクテリアなどにみられる基質炭酸の細胞内への能動輸送やPEPE酵素を用いた炭素同化が、当時の光合成一次生産において重要であったことを示唆した。さらに、藻類だけが持つクロロフィルbやクロロフィルcを期限とするポルフィリンが確認され、それらの安定同位体組成は、これら真核藻類が窒素固定生物と親密な関係にあったことを示した。よって、OAE当時の海洋では、窒素固定シアノバクテリアが供給する窒素に依存する生態系が存在したことが示された。OAE黒色頁岩試料からは、ヘムを起源とする構造を示すポルフィリンが見いだされた。このポルフィリンの窒素と炭素の同位体組成は、クロロフィルを起源とするそれらとは大きく異なる同位体組成を示した。このことは、従来決着がなされていなかった化学構造だけに基づくこの化合物の起源に関する議論に決定的な証拠を提示するものであり、また、新しい古環境指標としての大きな可能性を示すものである。

从去年开始，提取了带有各种结构的化石卟啉，并分析了在意大利中部获得的白垩纪海洋肛门事件（OAE）期间沉积在西部Tethys Sea中的黑色页岩样品。 As a result, for porphyrins (DPEP), which originated in photosynthetic organisms in general, (a) the nitrogen isotope composition shows a characteristic value for cyanobacteria that performs nitrogen fixation, and (b) the carbon isotope composition suggests that active transport of substrate carbonic acid into cells, such as cyanobacteria, into the cells, and carbon assimilation using PEPE当时的酶在光合作用的一级生产中很重要。此外，只有藻类B和叶绿素C的卟啉被证实，它们仅具有藻类，并且它们稳定的同位素组成表明这些真核藻类与氮含量生物体有着密切的关系。因此，结果表明，在OAE时的海洋中，生态系统取决于氮固定蓝细菌提供的氮。在OAE黑色页岩样品中发现了表现出血红素结构的卟啉。氮和碳的卟啉的同位素组成表现出与叶绿素起源的同位素组成非常不同。这为讨论这种化合物的起源提供了结论性证据，仅基于以前尚未解决的化学结构，并且还表现出作为新的古环境指标的巨大潜力。