アミノ酸組成とその炭素:窒素安定同位体組成から見る生物起源粒子の輸送過程

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1)懸濁粒子中のアミノ酸の鉛直分布の一般的傾向を知るため、北太平洋の10観測点から得られた試料について、それぞれの定点の表層でのアミノ酸量を100として標準化し、各深度毎の値の百分率を平均化し、その鉛直的な減少割合を明かにした。その結果、150m深までに急激に減少しており200m以深では深度と供にあまり変化せずはほぼ一定の値が得られた。このことは、有光層内ではアミノ酸の活発な生産・分解・消費が行われ、有光層以深では比較的安定な形のアミノ酸が残存していることによるものと思われる。そこで、200m以深で得られた懸濁粒子中のアミノ酸を分解されにくい画分と仮定し、その平均的なアミノ酸組成の絶対値を150m以浅の懸濁粒子中のアミノ酸濃度からそれぞれ差し引き、残ったものを分解され易い画分のアミノ酸とし、その組成比を求めた。その結果、分解されにくい画分のアミノ組成は、位置的に大きく異なった観測点間でもほとんど同じであり、有光層以深の中深層のアミノ酸は微生物的に安定な形で存在していることが判った。また、易分解性の画分についても互いに組成がよく似ており、さらに実験室で純粋培養した植物プランクトンのアミノ酸組成にきわめた近似していた。2)代表的な窒素固定藻類であるTrichodesmiumのδ15Nはどのアミノ酸もほぼ0% 近い値を示した。一方、大型藻類は海水中の硝酸起源と思われる、やや高い同位体比を示し、アミノ酸により多少の変化がある。これらに比べ、動物プランクトンは著しく15Nを濃縮したδ値を示した。また個々のアミノ酸のδ値も大きな値を示していた。アミノ酸の炭素同位体組成は、すでに指摘されているように動物と植物を問わず、かなり共通したパターンを示し、比較的低分子のアミノ酸ほど高い13C含量を示すことが判った。これらの結果から、海洋の生物起源粒子の同位体組成は約15% 程度の変動幅を持つ分子種の集合によって決っており、生物種によってかなり特徴あるパターンを持つことが指摘できる。また、その特性は生化学代謝が駆動している間は、恒常的に保たれるが、いったん生物活性を失った後は、分子種ごとの分解速度の違いに応じて違ったパターンに移行することが推定される。