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西太平洋海域における浮遊性有孔虫の生態と分子系統:海洋環境指標の再確立を目指して

西太平洋浮游有孔虫的生态学和分子系统发育：旨在重建海洋环境指标

基本信息

批准号：
02J07367
负责人：
氏家由利香
金额：
$ 2.5万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J07367/
关键词：
北西太平洋・亜熱帯域浮遊性有孔虫核ゲノム分子系統分岐年代推定 cryptic speicies 西太平洋琉球弧海域プランクトンネット試料浮遊性有孔虫の遺伝子解析黒潮層別プランクトンネット生きている浮遊性有孔虫浮遊性有孔虫のSSUrDNA 琉球孤海域安定酸素・炭素同位体比海水試料

项目摘要

広く海洋域で生息するプランクトン・浮遊性有孔虫は、海洋表層から亜表層水の水温や塩分等の水塊の性質にその生息分布を依存する。炭酸塩カルシウムの殻を形成し当時の海洋情報を記録して海底堆積物中に残るため、古海洋学の重要な指標ともなる。しかし、浮遊性有孔虫の生物学的研究は不明な点が多く、特に系統発生については遺伝子レベルの解析に基づく実績は数少ない。本年度では、これまでに採取した西太平洋・亜熱帯域の試料より得た浮遊性有孔虫10形態種50試料について、遺伝子の抽出からポリメラーゼ連鎖反応(PCR)による増幅し、クローニングの過程を経て、核のSmall Sub-Unit(SSU)rDNAの遺伝子配列を読み取った。本研究では、これらのデータと、すでに大西洋・地中海・東太平洋等の他の海域で得られている同種の配列を比較し、系統樹を構築したことにより、10形態種の各々で形成された単系統群から少なくとも16ハプロタイプ・グループが認められ、それらの大部分の生息範囲は地理的制約を受けていない事が示された。また、16ハプロタイプ・グループの分岐年代を推定し、約14Maと古い分岐年代をもつ3つのcryptic speciesほか、約5〜6Maと2Maに8つのcryptic speciesが分岐する。こうした分岐年代は、地球史においてインドネシア多島海やパナマ地峡の形成といった地形変化のみならず、極域での氷床の発達といった現在の地球環境の基礎を構築した時代によく一致しており、浮遊性有孔虫の進化がそれに伴っていたと推測される。一方で、大部分のハプロタイプ・グループが大洋間をまたいだ生息分布を示すことにより、海洋熱塩大循環系に沿った、太平洋からインド洋を経由して大西洋へ流れる表層〜亜表層水の経路の裏付けになると考えられる。以上のように、海洋循環と生物進化双方の関連性が示唆され、分子系統学と地質学の総合的な成果が得られた。

Planktonic foraminifera are dependent on the distribution of life in the ocean surface, water temperature, and other properties of water masses. The formation of carbon dioxide shells is an important indicator of marine information and paleoceanography. The biological studies of planktonic foraminifera have been carried out with great difficulty, especially in the development of systems, and in the analysis of their basic characteristics. This year, we collected samples from the Western Pacific Ocean and the Pacific Ocean, and obtained 50 samples of 10 species of planktonic foraminiferal species. We extracted the DNA fragments from the samples, and analyzed the sequence of DNA fragments of the Small Sub-Unit(SSU)rDNA. In this study, we compared the distribution of species in other sea areas such as the Atlantic Ocean, the Mediterranean Sea and the East Pacific Ocean, and constructed phylogenetic trees for each of the 10 morphological species. The phylogenetic groups were formed from a small number of species, and most of the living ranges were restricted by geography. The age of divergence of cryptic species is estimated to be about 14Ma and the age of divergence of cryptic species is estimated to be about 5 ~ 6Ma and 8 Ma. The evolution of planktonic foraminifera is predicted to be consistent with the evolution of the earth's environment. The distribution of heat in the ocean is shown in most of the ocean circulation systems along the Pacific Ocean and from the Atlantic Ocean to the surface water circulation. The results of molecular systematics and geological integration have been obtained.