Linkage of the Earth's tipping points and the subseafloor biosphere

地球临界点与海底生物圈的联系

基本信息

批准号：
22K18426
负责人：
黒田潤一郎
金额：
$ 16.64万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18426/
关键词：
地下生命圏 tipping point ハイエイタス生痕化石火山灰層

项目摘要

本研究課題は，古環境学と微生物学を融合させる新たな学術体系の開拓を通して，過去の地球環境の転換点（ティッピングポイント）が現在の海底下生命圏を規定しているという仮説の検証に挑む．海底下深部に広がる地球最大の微生物生命圏は，生命生存の極限的に低いエネルギー条件であるにもかかわらず，1億年前に堆積した地層においても生きた生命を宿す環境として知られている．泥質堆積物中で棲息する微生物は孔隙サイズが小さいため，海底堆積物を移動できない．この海底堆積物の岩相，つまり現在の海底下生命の生息環境としての特性は，過去の気候や海洋環境変化に応答して変動する．過去の環境変動が現在の海底下微生物の群集構造・分布を少なくとも部分的に規定していることは，いくつかの浅部海底下研究から示唆されてきた．そこで本研究では，過去の地球環境の大きな転換点で形成された地質学的境界1)ハイエイタス，2)火山灰層，3)明暗色互層，4)生痕化石に注目し，その地質学的境界に伴う「生の」微生物の群集構造の変化と分布を調査する．1)ハイエイタスは，長期的間隙が作る境界である．ハイエイタスの上下での現生微生物の群集構造や微生物細胞数の変化を追う．2)火山灰層は高間隙率で透水性が高いため，上下位の泥質堆積物と強い物性のコントラストを生む．火山灰層とその上下位の堆積物を分析し，噴火前・中・後の堆積物の微生物群集構造を解析する．3)日本海の明暗色互層は，酸化還元条件のコントラストを持つ地質学的境界である．これは氷期-間氷期の海水準変動に呼応している．日本海の明暗色互層を回収し，酸化還元変動に応じた微生物群集組成を解析する．4)生痕化石は堆積後に底生動物が作る複雑な形態の地質境界である．生痕化石の中と外，そして海底下浅部から深部にかけて微生物群集構造や分布がどう変化するのかを詳らかにする．

该研究主题将挑战以下假设：过去的全球环境（临界点）通过建立结合古环境科学和微生物学的新学术系统来定义当前的海底生物圈。地球上最大的微生物生物圈散布在海底深处，被称为一种环境，即使在1亿年前沉积的地层中，仍具有生命的生活，尽管生存生存的能量极低。生活在泥泞的沉积物中的微生物的孔径很小，因此它们不能穿过海底沉积物。这种海底沉积物的岩性特征，即当前水下寿命的栖息地，随着过去的气候和海洋环境变化而波动。几项浅层研究表明，过去的环境变化至少部分定义了当前海底微生物的社区结构和分布。在这项研究中，我们专注于过去在全球环境中的主要转折点形成的地质边界1）中断，2）火山灰层，3）浅色和深色层中层以及4）实用的化石，并研究了与其地质边界相关的“生活”微生物的社区结构的变化和分布。 1）中断是长期差距创造的边界。我们跟踪当前微生物的社区结构的变化以及高于Hiitasu上方和下方的微生物细胞的数量。 2）火山灰层具有高孔隙率和高渗透性，从而导致上下泥泞的沉积物与强大的物理特性之间的对比度。分析了火山灰层及其上和下部沉积物，并在分析喷发之前，中间和之后的沉积物的微生物群落结构。 3）日本海的浅黑暗层是地质边界，在氧化还原条件下具有对比度。这对应于冰川和冰川间期间的海平面变化。收集日本海中的浅色和深色互层，并根据氧化和氧化还原波动分析微生物群落组成。 4）生物化石是沉积后底栖动物产生的复杂地质边界。本文解释了微生物群落的结构和分布如何从化石内部和外部从浅层到深处变化。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Label-Free Identification of Spore-Forming Bacteria Using Ultrabroadband Multiplex Coherent Anti-Stokes Raman Scattering Microspectroscopy

使用超宽带多重相干反斯托克斯拉曼散射显微光谱法无标记鉴定孢子形成细菌

DOI：
10.1021/acs.jpcb.2c07291
发表时间：
2023
期刊：
The Journal of Physical Chemistry B
影响因子：
0
作者：
Tanaka Kyosuke;Oketani Ryosuke;Terada Takeshi;Leproux Philippe;Morono Yuki;Kano Hideaki
通讯作者：
Kano Hideaki

Accessing the energy-limited and sparsely populated deep biosphere: achievements and ongoing challenges of available technologies

DOI：
10.1186/s40645-023-00551-5
发表时间：
2023-04
期刊：
Progress in Earth and Planetary Science
影响因子：
3.9
作者：
Y. Morono
通讯作者：
Y. Morono

A simple method for taxon-specific purification of diatom frustules from ocean sediments using a cell sorter

使用细胞分选仪从海洋沉积物中对硅藻壳进行分类特异性纯化的简单方法

DOI：
10.1186/s40645-023-00543-5
发表时间：
2023
期刊：
Progress in Earth and Planetary Science
影响因子：
3.9
作者：
Kato Yuji;Morono Yuki;Ijiri Akira;Terada Takeshi;Ikehara Minoru
通讯作者：
Ikehara Minoru

Terrestrial and marine organic matter evidence from a Cretaceous deep-sea chert of Japan: Implications for enhanced hydrological cycle during the Aptian OAE 1a

日本白垩纪深海燧石的陆地和海洋有机质证据：对 Aptian OAE 1a 期间水文循环增强的影响

DOI：
10.1016/j.gloplacha.2022.103886
发表时间：
2022
期刊：
Global and Planetary Change
影响因子：
3.9
作者：
Nakagawa Yuki;Legrand Julien、Bole Maximilien;Hori Rie S.;Kuroda Junichiro;Hasegawa Hitoshi;Ikeda Masayuki
通讯作者：
Ikeda Masayuki

Paleogene Lithostratigraphy and Recognition of the Marine Incursion of the Proto-Paratethys Sea in the Fergana Basin, Uzbekistan

乌兹别克斯坦费尔干纳盆地古近纪岩石地层学及对原副特提斯海海侵的认识

DOI：
10.3390/geosciences12050203
发表时间：
2022
期刊：
Geosciences
影响因子：
2.7
作者：
Otabek Ulugbek Ogli Anvarov;Yoshihito Kamata;Teruyuki Maruoka;Junichiro Kuroda,Shigeyuki Wakaki;Ken-ichiro Hisada
通讯作者：
Ken-ichiro Hisada