有孔虫殻のマグネシウムの分布における石灰化過程とバイタルエフェクトの評価

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有孔虫殻のMg/Ca比は石灰化時の海水温に比例して変化する。近年は,古水温指標の一つとして定着してきた。一方で,有孔虫のMgの取り込み過程は依然としてよくわかっていない。炭酸塩の沈着の立場から見れば,Mgは石灰化を阻害する働きを持つためか,有孔虫殻に取り込まれているMg量は,無機的な沈着実験と比較してこ二桁ほど低い。また,殻内のMgの分布は不均一で,量や分布が種毎にも異なる。以上のことから,有孔虫のMg含有量は石灰化にリンクして,生物学的に厳密に制御されており,代謝の影響を強く被っていることが示唆される。そのため本研究では,まず有孔虫の化学環境が,石灰化過程と共にどの様に変化しているかを知るために,微小電極を用いて細胞内pHの直接計測や,カルシウム濃度やpHを定量できる蛍光指示薬を用いた観察を行い,石灰化時の細胞内環境の変化を記録した。その結果,有孔虫が,Ca濃度や,pHをきめ細かく制御する様子を,時系列的に観察することに成功した。具体的には,有孔虫は石灰化以外の時も,海水からCaイオンを抽出し,細胞内に小胞の形態で蓄え,殻を沈着する時にその小胞を石灰化部位にCaを輸送していた。また,石灰化中も海水からCaを取り込み続けていることがわかった。細胞内のCaを蓄積している小胞のpHは低く保たれており,石灰化部位でのみpHの上昇が見られた。これは,Caイオンが高濃度になっても,蓄積中は炭酸塩を自生させないようにして,目的の部位で沈着させるためであると考えられる。今後,以上のような観察結果と,殻中のMgの空間分布を考え合わせることで,石灰化の際のMgの統御が明らかになると考えられる。