Linkage of the Earth's tipping points and the subseafloor biosphere

地球临界点与海底生物圈的联系

• 批准号: 22K18426
• 负责人: 黒田 潤一郎
• 金额: $ 16.64万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18426/
• 关键词: 地下生命圏; tipping point; ハイエイタス; 生痕化石; 火山灰層

本研究課題は，古環境学と微生物学を融合させる新たな学術体系の開拓を通して，過去の地球環境の転換点（ティッピングポイント）が現在の海底下生命圏を規定しているという仮説の検証に挑む．海底下深部に広がる地球最大の微生物生命圏は，生命生存の極限的に低いエネルギー条件であるにもかかわらず，1億年前に堆積した地層においても生きた生命を宿す環境として知られている．泥質堆積物中で棲息する微生物は孔隙サイズが小さいため，海底堆積物を移動できない．この海底堆積物の岩相，つまり現在の海底下生命の生息環境としての特性は，過去の気候や海洋環境変化に応答して変動する．過去の環境変動が現在の海底下微生物の群集構造・分布を少なくとも部分的に規定していることは，いくつかの浅部海底下研究から示唆されてきた．そこで本研究では，過去の地球環境の大きな転換点で形成された地質学的境界1)ハイエイタス，2)火山灰層，3)明暗色互層，4)生痕化石に注目し，その地質学的境界に伴う「生の」微生物の群集構造の変化と分布を調査する．1)ハイエイタスは，長期的間隙が作る境界である．ハイエイタスの上下での現生微生物の群集構造や微生物細胞数の変化を追う．2)火山灰層は高間隙率で透水性が高いため，上下位の泥質堆積物と強い物性のコントラストを生む．火山灰層とその上下位の堆積物を分析し，噴火前・中・後の堆積物の微生物群集構造を解析する．3)日本海の明暗色互層は，酸化還元条件のコントラストを持つ地質学的境界である．これは氷期-間氷期の海水準変動に呼応している．日本海の明暗色互層を回収し，酸化還元変動に応じた微生物群集組成を解析する．4)生痕化石は堆積後に底生動物が作る複雑な形態の地質境界である．生痕化石の中と外，そして海底下浅部から深部にかけて微生物群集構造や分布がどう変化するのかを詳らかにする．

は this research subject, the ancient と environmental microbiology を fusion さ せ る new た な academic system の pioneering を tong し て, past の の earth environment planning in points (テ ィ ッ ピ ン グ ポ イ ン ト) が の now underwater life in sha-lu を rules し て い る と い う 仮 said の 検 に pick む. The bottom of the deep に hiroo が る の largest microbial life on earth in sha-lu は, life の limit に low い エ ネ ル ギ ー conditions で あ る に も か か わ ら ず, 100 million years ago に accumulation し た formation に お い て も raw き た を lodge す life environment と し て know ら れ て い る. Argillaceous sediments collected で perched す る microbial は pore サ イ ズ が small さ い た め, sea-floor deposits を mobile で き な い. こ の sea-floor deposits の lithofacies, つ ま り now の の underwater life habitats と し て は の properties, the past の 気 hou や Marine environment - the に 応 answer し て - move す る. Past の environment - move が の now the bottom of the microbial の cluster structure, distribution less を な く と も part に provision し て い る こ と は, い く つ か の under shallow sea research か ら in stopping さ れ て き た. そ こ で this study で は, past の earth environment の big き な planning in point で さ れ た geology region 1) ハ イ エ イ タ ス, 2) the ash layer, 3) tone color layer, 4) trace fossil に attention し そ の geology region に with う "born の" microbial の の cluster structure - the と distribution を survey す る. 1)ハ エ エ タス, long-term gap が as る realm である. Youdaoplaceholder0 エ タス タス タス the existing microorganisms <s:1> the cluster structure や the number of microbial cells <e:1> changes を to う. 2) The volcanic ash layer has a <s:1> high porosity, で high permeability, が high <s:1> ため, and the upper and lower <s:1> muddy deposits have と strong solid physical properties and <s:1> トラストを トラストを biological む. Analysis of the を of the upper and lower <s:1> deposits in the volcanic ash layer とそ とそ を を, analysis of the microbial community structure of the <s:1> deposits before, during and after the eruption を, and analysis of する. 3) The interbedded light and dark colors of the Sea of Japan コ, acidification and reduction conditions コ コ トラストを maintain the geological boundaries of である. <s:1> れ 氷 氷 氷 period - inter氷 period <s:1> sea level variation に call 応 て て る る. In the Sea of Japan, the interbedded light and dark colors of the sediment を reproduction を, acidified reductive changes に応じた, microbial community composition を analysis する. 4) After the <s:1> accumulation of trace fossils, the に benzoic animals が form る and replicate 雑な shapes, and the <s:1> geological boundary である. Trace fossils と の, そ し て the bottom of the shallow か ら deep に か け て microbial cluster structure や distribution が ど う variations change す る の か を detailed ら か に す る.

项目成果

Label-Free Identification of Spore-Forming Bacteria Using Ultrabroadband Multiplex Coherent Anti-Stokes Raman Scattering Microspectroscopy

使用超宽带多重相干反斯托克斯拉曼散射显微光谱法无标记鉴定孢子形成细菌

• DOI: 10.1021/acs.jpcb.2c07291
• 发表时间: 2023
• 期刊: The Journal of Physical Chemistry B
• 作者: Tanaka Kyosuke;Oketani Ryosuke;Terada Takeshi;Leproux Philippe;Morono Yuki;Kano Hideaki
• 通讯作者: Kano Hideaki

Accessing the energy-limited and sparsely populated deep biosphere: achievements and ongoing challenges of available technologies

• DOI: 10.1186/s40645-023-00551-5
• 发表时间: 2023-04
• 期刊: Progress in Earth and Planetary Science
• 影响因子: 3.9
• 作者: Y. Morono

A simple method for taxon-specific purification of diatom frustules from ocean sediments using a cell sorter

使用细胞分选仪从海洋沉积物中对硅藻壳进行分类特异性纯化的简单方法

• DOI: 10.1186/s40645-023-00543-5
• 发表时间: 2023
• 期刊: Progress in Earth and Planetary Science
• 影响因子: 3.9
• 作者: Kato Yuji;Morono Yuki;Ijiri Akira;Terada Takeshi;Ikehara Minoru
• 通讯作者: Ikehara Minoru

Terrestrial and marine organic matter evidence from a Cretaceous deep-sea chert of Japan: Implications for enhanced hydrological cycle during the Aptian OAE 1a

日本白垩纪深海燧石的陆地和海洋有机质证据：对 Aptian OAE 1a 期间水文循环增强的影响

• DOI: 10.1016/j.gloplacha.2022.103886
• 发表时间: 2022
• 期刊: Global and Planetary Change
• 影响因子: 3.9
• 作者: Nakagawa Yuki;Legrand Julien、Bole Maximilien;Hori Rie S.;Kuroda Junichiro;Hasegawa Hitoshi;Ikeda Masayuki
• 通讯作者: Ikeda Masayuki

Paleogene Lithostratigraphy and Recognition of the Marine Incursion of the Proto-Paratethys Sea in the Fergana Basin, Uzbekistan

乌兹别克斯坦费尔干纳盆地古近纪岩石地层学及对原副特提斯海海侵的认识

• DOI: 10.3390/geosciences12050203
• 发表时间: 2022
• 期刊: Geosciences
• 影响因子: 2.7
• 作者: Otabek Ulugbek Ogli Anvarov;Yoshihito Kamata;Teruyuki Maruoka;Junichiro Kuroda,Shigeyuki Wakaki;Ken-ichiro Hisada
• 通讯作者: Ken-ichiro Hisada