溶存ペプチドの検出による海洋溶存有機物プールの維持機構解明

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海水中には炭素量に換算すると生物の100倍以上の溶存有機物が存在し、地球表層における最大級の有機炭素プールを構成する。しかし、溶存有機物の化学的特性に関する知見は乏しく、地球表層炭素循環における溶存有機物プールの動態は明らかでない。溶存有機物の大部分は海洋生物を起源に持つとされている。海洋生物はその80%以上をアミノ酸、糖、脂質の生体構成成分で説明するこどができる。一方、溶存有機物は生体構成成分で10%程度しか説明することができず、残りの90%は分子的未同定成分である。溶存有機物とその起源である海洋生物の有機物組成の違いより、溶存有機物の動態に関して1)ある生体構成成分の維持機構、2)分子的未同定成分の生成機構、の存在が考えられる。現在これらの機構の詳細、それぞれの成分の滞留時間に関する知見はほとんどなく、溶存有機物プールの維持機構は明らかでない。本研究では昨年度、上記1)に関してペプチドなどの低分子生体構成成分が有機物間相互作用することにより分解耐性を得るメカニズムを考案した。本年度は、溶存有機物の吸収スペクトルから主に低分子生体構成成分に由来すると考えられる吸収係数を抽出する方法を確立した。その方法を外洋域の溶存有機物に適用し、海盆スケールでの生体構成成分に由来する吸収係数の分布を示した。その結果、比較的難分解な生体構成成分の滞留時間は10年程度であることを示した。また上記2)に関しては、分子的未同定成分の代表的な物質であると考えられる海洋性腐植様物質の南極海から北太平洋亜寒帯域までの分布を示し、その分布からは海洋性腐植様物質は有機物の酸化過程において生成すること、またそれは生物学的な分解を受けず千年程度は安定に存在することを示した。これらの研究成果は地球科学分野において著名な国際誌に投稿中である。