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生態系機能に与える時間的変動性と空間的不均一性の影響

时间变异性和空间异质性对生态系统功能的影响

基本信息

批准号：
03J05732
负责人：
三木健
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

生体異物(XB)に汚染された環境では、XBを分解する機能を持つ外来の移動性遺伝子(MGE)を在来群集中の細菌に水平伝播させることによって、環境浄化を行うという試みが提案されてきた。本研究は、自然環境中におけるXB分解遺伝子の長期動態に初めて注目したものである。そこで数理モデルによって、外来導入細菌から在来細菌へのMGEの接合による水平伝播を扱った。MGEの長期動態を考える上で、MGEが在来細菌群集中で増加すればするほど、その機能の発現によりXB濃度が低下し、MGEを持つ細菌のMGEを持たない細菌に対する優位性が低下し、MGEの増加が抑制されていくという時間的変動性に注目した。そして、水平伝播速度やMGE維持コスト、系の生産性などのさまざまな要因によってMGEの長期動態および細菌群集の持つXB分解能が決定されることを明らかとした。成果は日本生態学会で発表すると同時に、投稿論文に執筆中である。また、海洋における細菌群集が関わる重要な生物化学的プロセスである、生物ポンプに注目した理論的研究も行った。生物ポンプとは、海洋表層で植物プランクトンによって生産された有機物としての炭素が、海洋深層へと沈降していくプロセスである。海洋表層においては、細菌群集の組成に空間的な不均一性が存在し、空間的な細菌の移動によって、それぞれの場所でも細菌の組成が変化しうる。このメタ群集プロセスに注目し、時間的な環境変動に対する細菌群集の組成変化と生物ポンプの変化について数理モデルを用いて予測した。その成果は大阪での国際シンポジウムBDCE2006において発表した。また、カナダの国際生態学会およびスペインのアメリカ陸水海洋学会では前年度の研究成果を発表した。

Biological foreign matter (XB) contamination in the environment, XB decomposition, function, maintenance of foreign mobile genetic agents (MGE) in the population of bacteria in the horizontal propagation, environmental degradation, and other activities. This study focuses on the long-term dynamics of XB decomposition in natural environments. In addition, the introduction of foreign bacteria into the MGE of bacteria in the joint, horizontal propagation. When the long-term dynamics of MGE are considered, MGE has increased in bacterial populations, XB concentration has decreased due to the discovery of new functions, MGE has reduced the priority of bacteria in MGE support, and the increase in MGE has been suppressed, which is of great concern to the variability of time. The long-term dynamics of MGE and the persistence of XB decomposition of bacterial colonies are important factors in determining the productivity of the system. The results were presented to the Japan Ecological Society at the same time and the papers were submitted at the same time The importance of bacterial colonization in the marine environment and the study of biological theories Biological and marine surface plants produce organic matter and carbon, and deep ocean sediments The spatial heterogeneity of the composition of the bacterial community exists in the ocean surface, and the spatial heterogeneity of the bacterial movement and composition of the bacterial community changes. The composition of bacterial colonies and the evolution of biological colonies are predicted mathematically by environmental changes in time and attention. The results of the Osaka International Conference were published in 2006. The International Ecological Society (IECOS) has announced its research results for the past year.