光合成生物の分子化石を用いた白亜紀絶滅境界の有光層内無酸素環境形成機構の解明

利用光合生物分子化石阐明白垩纪灭绝边界光层缺氧环境的形成机制

• 批准号: 06J10779
• 负责人: 柏山 祐一郎
• 金额: $ 1.22万
• 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: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J10779/
• 关键词: ポルフィリン; クロロフィル; 窒素同位体; 炭素同位体; 高速液体クロマトグラフィー; マレイミド; 白亜紀; 海洋無酸素事変; X線結晶構造解析

昨年に引き続き、中部イタリアで得られた、白亜紀中期の海洋無酸素事変(OAE)時にテチス海西部に堆積した黒色頁岩試料について、様々な構造を持つ化石ポルフィリンを抽出・分析した。その結果、光合成生物一般を起源とするポルフィリン(DPEP)について、(a)窒素同位体組成は窒素固定を行うシアノバクテリアに特徴的な値を示し、(b)炭素同位体組成はシアノバクテリアなどにみられる基質炭酸の細胞内への能動輸送やPEPE酵素を用いた炭素同化が、当時の光合成一次生産において重要であったことを示唆した。さらに、藻類だけが持つクロロフィルbやクロロフィルcを期限とするポルフィリンが確認され、それらの安定同位体組成は、これら真核藻類が窒素固定生物と親密な関係にあったことを示した。よって、OAE当時の海洋では、窒素固定シアノバクテリアが供給する窒素に依存する生態系が存在したことが示された。OAE黒色頁岩試料からは、ヘムを起源とする構造を示すポルフィリンが見いだされた。このポルフィリンの窒素と炭素の同位体組成は、クロロフィルを起源とするそれらとは大きく異なる同位体組成を示した。このことは、従来決着がなされていなかった化学構造だけに基づくこの化合物の起源に関する議論に決定的な証拠を提示するものであり、また、新しい古環境指標としての大きな可能性を示すものである。

Yesterday in に lead き 続 き, central イ タ リ ア で have ら れ た, white 亜 jamie had period の Marine thing - acid free element (OAE) に テ チ ス west sea に accumulation し た color black shale sample に つ い て, others 々 な tectonic を hold つ fossil ポ ル フ ィ リ ン を extraction, analysis し た. そ の results, photosynthetic organisms typically を origin と す る ポ ル フ ィ リ ン (DPEP) に つ い て, smothering element with (a) a body composition は smothering element fixed line を う シ ア ノ バ ク テ リ ア に of 徴 な numerical を し indicated, (b) carbon isotopic composition は シ ア ノ バ ク テ リ ア な ど に み ら れ る matrix carbon acid の intracellular へ の active transport や を PEPE, enzyme The assimilation of た carbon が and the one-time production of にお て て by <s:1> photosynthesis at that time were important for であった とを とを とを to suggest た. さ ら に, algae だ け が hold つ ク ロ ロ フ ィ ル b や ク ロ ロ フ ィ ル c を deadline と す る ポ ル フ ィ リ ン が confirm さ れ, そ れ ら の stable isotopic composition は, こ れ ら eukaryotic algae が smothering element fixed biological と close な masato is に あ っ た こ と を shown し た. よ っ て, OAE was の Marine で は, smothering element fixed シ ア ノ バ ク テ リ ア が supply す る smothering element に dependent す が る ecosystems exist し た こ と が shown さ れ た. The OAE black shale sample ら ら ヘムを, ヘムを origin とする structure を shows すポ すポ フィリ フィリ が が see だされた だされた. こ の ポ ル フ ィ リ ン の smothering element と carbon の isotopic composition は, ク ロ ロ フ ィ ル を origin と す る そ れ ら と は big き く different な る with a body composition を shown し た. こ の こ と は, 従 to definitely が な さ れ て い な か っ た だ chemical structure け に base づ く こ の compound の origin に masato す る comment に decided な pass 拠 を prompt す る も の で あ り, ま た, new し い ancient environmental indicators と し て の big き を な possibility in す も の で あ る.

项目成果

A novel vanadyl alkylporphyrins from geological samples : a possible derivative of divinylchlorophylls or bacteriochlorophyll a?

来自地质样品的新型氧钒基烷基卟啉：二乙烯基叶绿素或细菌叶绿素 a 的可能衍生物？

• 发表时间: 2007
• 期刊: Chemistry Letters (印刷中)
• 作者: 力石 嘉人;ら;柏山祐一郎;柏山祐一郎
• 通讯作者: 柏山祐一郎

Deciphering ^<15>N/^<14>N and ^<13>C/^<12>C ratios of sedimentary porphyrins: novel and unique indicators for ecology and physiology of phototrophs in the past

破译沉积卟啉的^<15>N/^<14>N和^<13>C/^<12>C比率：过去光养生物生态学和生理学的新颖且独特的指标

• 发表时间: 2007
• 作者: 柏山 祐一郎;ら
• 通讯作者: ら

Diazotrophic cyanobacteria as the major photoautotrophs during mid-Cretaceous oceanic anoxic events: Nitrogen and carbon isotopic evidence from sedimentary porphyrin

固氮蓝藻是白垩纪中期海洋缺氧事件中主要的光合自养生物：来自沉积物卟啉的氮和碳同位素证据

• DOI: 10.1016/j.orggeochem.2007.11.010
• 发表时间: 2008
• 期刊: Organic Geochemistry
• 影响因子: 3
• 作者: Kashiyama;Y.;Ogawa;N. O.;Kuroda;J.;Shiro;M.;Nomoto;S.;Tada;R.;Kitazato;H and Ohkouchi;N
• 通讯作者: N

セノマニアン・チュロニアン境界イベント(OAE-2)の構造的理解:新しい地球化学的指標が解明するトリガーイベントとその生物地球化学的応答

塞诺曼阶-土伦阶边界事件（OAE-2）的结构理解：新的地球化学指标揭示了触发事件及其生物地球化学响应

• 发表时间: 2007
• 作者: 柏山 祐一郎;ら
• 通讯作者: ら

Reconstruction of the past biogeochemical cycles based on compound-specific N and C isotopic analyses of sedimentary porphyrins

基于沉积卟啉化合物特异性 N 和 C 同位素分析重建过去的生物地球化学循环

• 发表时间: 2007
• 作者: 力石嘉人;柏山祐一郎;小川奈々子;大河内直彦;Yoshito Chikaraishi;力石嘉人;柏山祐一郎;柏山祐一郎;大河内直彦;大河内直彦;柏山祐一郎;力石嘉人;Kashiyama Y;Chikaraishi Y.;Chikaraishi Y
• 通讯作者: Chikaraishi Y