Development of new environmental and ecological proxies of biogenic carbonate

生物碳酸盐新环境和生态指标的开发

• 批准号: 17J11417
• 负责人: 西田 梢
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Ibaraki National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J11417/
• 关键词: 炭酸塩; 炭酸凝集同位体比; クランプトアイソトープ; 炭素同位体比; 酸素同位体比; 質量分析計; 古環境復元; 同位体地球化学; 安定同位体比; 環境指標; 炭酸カルシウム; 微量分析

本申請の目的は、炭酸カルシウム殻をもつさまざまな現生・化石個体に応用しうる、炭素・酸素安定同位体比を活用した新たな環境・生態指標を確立することである。具体的には、（１）炭素同位体比を用いた代謝指標の評価、(2)絶対温度指標（Δ47）の微量化による水温復元の高解像度化、さらに(3)微小領域解析による高時間分解能の環境指標の確立を行うことを目指す。本研究は、環境解析に用いられる生物源炭酸塩において、これまで十分に活用されてこなかった同位体指標から新規の環境・生態情報を引き出すことで、古環境指標の高精度化・汎用化を達成する。さらに生態指標を活用することで、将来に予測される環境変化への生物影響評価や、生理代謝に関わる古生物進化の理解への貢献が大いに期待できる先駆的研究である。本年度の取り組みとして、（１）では、野外採取もしくは飼育実験によって得られた魚類耳石や貝類殻を用い、炭素安定同位体比による代謝指標の評価を行った。飼育実験を行ったマイワシ仔魚の炭素同位体比より、成長段階によって炭素同位体比に温度依存性がみられる時期とみられない時期があることが分かった。個体成長に伴って、周囲の温度変化に伴う代謝の変化が炭素同位体比に顕著に表れるようになることが予想される。（２）では、チューリッヒ工科大学(スイス)と分析技術に関して情報交換を行い、茨城高専でのΔ47同位体比分析システムに分析技術や補正法を生かすことができた。さらに、水温・ｐH飼育実験を実施した貝類のΔ47分析を行い、二枚貝類の殻の炭酸凝集同位体比は温度計として有効であることを明らかにした。また、（３）では、大気海洋研にて貝類試料の微量元素分析を行い、微細構造観察結果と組み合わせながら、二枚貝類の殻の元素による環境指標の評価やバイオミネラリゼーションに係る研究を行った。

该应用的目的是建立使用稳定的碳氧同位素比率的新的环境和生态指标，该指标可以应用于具有碳酸钙壳钙的各种当前和化石个体。具体而言，我们的目标是（1）使用碳同位素比评估代谢指数，（2）通过最大程度地减少绝对温度指数（Δ47）的方法来增加水温重建的分辨率，并且（3）通过微分方分析建立了高时间分辨率的环境指标。这项研究旨在通过从尚未在环境分析中使用的生物碳酸盐中提取新的环境和生态信息来实现古环境指标的高精度和概括。此外，通过利用生态指标，这项开创性的研究有望极大地有助于评估生物学对未来预测的环境变化的影响，并了解与生理代谢相关的古生物学进化。作为今年倡议的一部分，在（1）中，我们使用了通过田间收获或育种实验获得的鱼耳石和贝类壳来评估基于碳稳定的同位素比率的代谢指标。在繁殖实验期间进行的沙丁鱼幼虫的碳同位素比表明，在某些时期，没有根据生长阶段看到碳同位素比。随着个体的增长，预计由于环境温度变化而导致的代谢变化在碳同位素比的情况下会变得更加明显。在（2）中，我们与苏黎世大学（瑞士）交换了有关分析技术的信息，并能够利用伊巴拉基国家技术学院的Δ47同位素比率分析系统中的分析技术和校正方法。此外，对水温和pH育种实验进行的贝类分析表明，双壳壳的碳酸聚集体同位素比为温度计有效。此外，在（3）中，在大气海洋研究所对贝类样品进行了痕量元素分析，并结合了微观结构观测的结果，基于双壳类动物的元素和生物矿化研究的元素对环境指标的评估。

项目成果

Effects of water temperature and pH on shell clumped isotope in the experimentally cultured clam Scapharca broughtonii

水温和pH值对实验养殖蛤蜊壳团块同位素的影响

• 发表时间: 2019
• 作者: Kozue Nishida;Toyoho Ishimura;Masahiro Hayashi;Atsushi Suzuki;Yukihiro Nojiri;Stefano M. Bernasconi
• 通讯作者: Stefano M. Bernasconi

耳石酸素安定同位体比の高解像度分析によるマイワシの魚群識別と群形成時期の推定

利用耳石氧稳定同位素比的高分辨率分析识别沙丁鱼鱼群并估计鱼群形成时间

• 发表时间: 2018
• 作者: 青野智哉;大内翔;尾田昌紀;安田十也;南條暢聡;高橋素光;西田 梢;坂井三郎;石村豊穂
• 通讯作者: 石村豊穂

微量炭酸塩分析システムを活用した新規国際標準試料IAEA-603とNBS19の炭素・酸素同位体比の比較

使用痕量碳酸盐分析系统比较新国际标准样品IAEA-603和NBS19的碳氧同位素比

• 发表时间: 2017
• 作者: 西田梢;石村豊穂
• 通讯作者: 石村豊穂

魚類耳石の酸素・炭素安定同位体比に記録された成長初期の環境・生態履歴―仔稚魚期イワシ類を例に―

鱼类耳石的氧和碳稳定同位素比率记录的早期生长的环境和生态历史 - 以幼鱼沙丁鱼为例 -

• 发表时间: 2018
• 作者: 西田 梢;安彩伽;南條暢聡;高橋素光;石村豊穂
• 通讯作者: 石村豊穂

Otolith oxygen isotope analysis and experienced temperature in early stage of chub mackerels Scomber japonicas

鲭鱼耳石氧同位素分析及早期经历温度

• 发表时间: 2018
• 作者: 6. Tomihiko Higuchi;Toyoho Ishimura;Yasuhiro Kamimura;Kotaro Shirai;Hana Shindo;Kozue Nishida;Kosei Komatsu;Shin-ichi Ito
• 通讯作者: Shin-ichi Ito