火山性酸性河川の列島縦断調査による地表化学合成生態系の成立条件解明

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2022年度は、新型コロナウイルス感染症拡大に伴い実施が遅れていた2021年度計画の野外調査と合わせ、主に東北から中部地域の19の火山性河川（恐山、酸ヶ湯温泉、岩手山、須川温泉、川原毛地獄、鬼首温泉、安達太良山、吾妻山、万座温泉）において広域縦断調査を実施した。調査の結果、火山活動や温泉の特性によって河川の物理化学環境が大きく異なることが明らかとなった。また、河床の微生物群集と底生動物群集の構造も河川環境によって大きく変化し、微生物では硫化水素に依存した光合成細菌の存在も確認された。底生動物群集ではスカユオナシカワゲラやコウノオナシカワゲラ、ユスリカ属の一種のいずれかの分類群が河川ごとに特異的に優占する特徴がみられ、その違いは主に水温やpH、硫化水素濃度の変化と対応していることも明らかとなった。さらに、これら優占種群が卓越する底生動物群集がきわめて高密度に分布している河川も確認することができた。このことは、底生動物の高い二次生産を支える栄養基盤が火山性河川に存在している可能性を示している。また、秋田県玉川温泉で実施した定期調査ではスカユオナシカワゲラの生活史と発生・成長過程が、大分県別府温泉の硫酸酸性河川（平田川水系）の採取試料に対して実施した分析ではサンユスリカ類が高密度に分布する特徴的な群集が成立しており、食物連鎖としては細菌類，ユスリカ幼虫，シオヤトンボの極めて単調な食物網が卓越している可能性が明らかとなった。以上より、火山性河川には特徴的な生物群集の成立を支配する生物地球化学的および生態学的要因が存在していることが本年度の調査で明らかとなったことから、今後は河川食物網を支える栄養転送経路と宿主-微生物共生系について解析を進め、地表における化学合成生態系の存立基盤の全容解明を目指す予定である。