[M-IS22] 生物地球化学

[MIS22-01] 北西太平洋道東沖から三陸沖の海洋表層における懸濁粒子のバイオマーカー分析

*恒田 瀬奈¹、星 恒太郎¹、桑田 晃²、黒田 寛³、沢田 健^1,4 (1.北海道大学 大学院理学院 自然史科学専攻、2.水産研究・教育機構　水産資源研究所 海洋環境部 寒流第2グループ（塩釜庁舎）、3.水産研究・教育機構 水産資源研究所 海洋環境部 寒流第1グループ（釧路庁舎）、4.北海道大学 理学研究院 地球惑星科学部門)

キーワード：懸濁態有機物、バイオマーカー、ステロール、脂肪酸、北西太平洋

はじめに：生物ポンプは地球規模で粒子上有機炭素（POC）を海洋表層から深層へ輸送する。最近、この生物ポンプシステムは海洋の炭素循環を利用したジオエンジニアリング（気候工学）として、大気のCO₂の固定および隔離のために注目されている。POC輸送はおもに生物体の集合、デトリタス、糞粒、無機物によって促進されることが知られている（Alldredge et al. 1993）。POCのエクスポートフラックスは多様な生物システム―基礎生産だけでなく、捕食者による捕食や微生物分解など食物網などによってコントロールされていると考えられている。複雑な食物網を理解するために、より難分解性の脂質化合物、バイオマーカーはPOCを追跡したりCO₂を固定・隔離することの定量的な評価をするのに利用できる。本研究では海洋表層水・深層水中の懸濁態有機物（SPOM）のバイオマーカー分析を行い、バイオマーカーの海洋環境での食物網の定量的トレーサーとしての適用性を検討した。

試料・分析方法：本研究では海洋表層の懸濁粒子試料として2024年5月10日～21日に北光丸第2次航海（HK2405航海）にて、A-07サイトで採集された採水層0ｍ、10ｍ、20ｍ、 50ｍの海水5Lをガラスフィルターに濾過した懸濁粒子試料を分析した。試料はメタノール/ジクロロメタン抽出を行い、シリカゲルカラムによって無極性〜極性画分に分画した。すべての画分をGC-MS分析した。

結果・考察：A-07サイトの懸濁粒子試料からC8～C22脂肪酸が検出され、珪藻が多く蓄積するといわれる20:5脂肪酸（EPA）や、動物プランクトンに生産者がいるといわれる22:6脂肪酸（DHA）の生産が多く確認された。DHA、 EPAは海洋表面ではほぼ検出されなかったが、クロロフィル極大を示す20ｍ水深付近で濃度、割合ともに高い。懸濁粒子中のDHAとEPAについて、クロロフィル極大を示す20ｍ水深およびそれ以深において動物プランクトン（ラビリンチュラなど）の珪藻などの捕食の際に、EPAからDHAに変換されて生成している可能性を推察している。懸濁粒子試料からBrassicasterolやOccelasterol、Ostreasterolなど珪藻に代表されるステロールが多く検出された。β-sitosterolは普通は陸上植物由来のバイオマーカーであるが、その濃度分布はEPA、DHAの水深ごとの増減と似た変化を示している。一方、β-sitosterolの全ステロール中の割合は水深が深くなるほど高いため、深い水深では難分解性の陸源有機物に由来する成分の寄与が高いと考えられる。加えて、Probosciaなどの特定の珪藻や真正眼点藻が生合成する長鎖アルキルジオール、Gephyrocapsaなどの特定のハプト藻（円石藻）が生合成する長鎖アルケノンも検出された。アルケノンについてはとても低濃度で、A-07サイトの５月においてはハプト藻の生産、その基礎生産者の中での貢献度、エキスポートフラックスが低いことが示された。