博士(理学)椎根大-北海道大学.PDF

博 士 （理 学 ） 椎 根 大 学 位 論 文 題 名 DiatombiomarkersduringtheEocene-Oligocenetransition intheNorthWestPacificregion （北西太平洋域における始新世一漸新世境界期の珪藻バイオマーカー） 学位論文内容の要旨 約3400万年前の新生代始新世一漸新世境界期は南極氷床の形成 ・発達と急激な寒冷化 によって特徴づけられている。この時期以降になって珪藻の珪質殻によって形成された大 規模な珪質頁岩や珪藻の多様化が進行していることから、同時期以降に珪藻が急速に繁栄 し、海洋に韜ける主要な一次生産者になったのではなぃかと予想されている。しかしなが ら、珪藻の珪質殻は溶解しやすいため、北太平洋地域に分布する堆積岩では、これまで始 新世―漸新世境界期の時間連続的な珪藻殻化石の記録を得ることができなかった。また、 珪藻殻化石の発見例も、わずかに1，2例あるのみであった。始新世 ・漸新世境界期は、 海洋珪藻の進化を理解する上で大変重要な時期であるにもかかわらず、北西太平洋地域で は珪藻進化に関する実証的な知見はこれまでほとんど得られていない。本研究は，北西太 平洋地域における始新世ー漸新世境界期の海洋変動と珪藻進化を解明するため、 （1）新 しい珪藻バイオマーカー有機分子の探索、そして （2）同時期の堆積岩に含まれる珪藻バ イ オ マ ー カ ー の 検 出 と時系列 変化 の解 明 を 目的 と した もの で あ る。 （1）珪藻バイオマトカー有機分子の探索 全ての生物は細胞を基本単位とし細胞膜という物理的境界によって外界から区別され ている。細胞膜には膜脂質と呼ばれる脂質成分が含まれており、一部の膜脂質はそれぞれ の生物群固有の生体情報を残したまま地質年代を通して長期間堆積物中に保存されるこ とがある。また堆積物中の有機物の起源生物を推定する場合には、現生生物の脂質成分と 比較する方法がとられる。そこで本研究では、堆積物中に含まれるステランの前駆物質で あるステロールを培養した現生珪藻を用いて同定し、現生珪藻と地質時代堆積物中の珪藻 バイオマーカーとその特徴を解明した。結果、珪藻のステロール組成は、属または目のレ ベルにおいてその特徴が大きく異なっていることが明らかとなった。特に中心珪藻の Thalassiosむ．a属、鰯aeオ〇c帥ざ属、のざcむD甜scび属は炭素数28個のステロールに富ん でおり、また中心珪藻の勵jzDsむ館ぬ属では炭素数27個のステロールに富んでいた。ま た、勵j閲ざむ釦ね属からは高分岐イソプレノイ ド類 （Highlybranchedisoprenoids： HBIs）という特殊なバイオマーカーを検出した。これらのことから、珪藻殻化石が溶解し て堆積岩から殻化石が検出されない場合においても、ステロイ ドバイオマーカー組成と ― 1178― HBIバイオマーカー組成を組み合わせることにより、海洋珪藻の生活記録を復元すること が可能である。 （2）始新世一漸新世境界期の珪藻バイオマーカー 国際深海掘削計画(ODPやIODP)によって南半球では始新世―漸新世境界期以降に珪藻 の多様化が著しい速度で進行したと考えられている。しかしながら、北半球の北西太平洋 地域では、同時代の珪藻殻化石の記録はこれまでほとんど得られていない。前述した珪藻 バイオマーカーの探索に関する研究から、始新世ー漸新世境界期の堆積岩中に存在する珪 藻バイオマーカーに注目することによって、・同時期における珪藻進化の記録を解読できる のではないかと考えた。そこで、北西太平洋のカムチャツカ半島北東部イルピンスキー地 域、サハリン南部 トマリ地域、そして北海道夕張地域においてフイールド調査を実施し堆 積岩試料を採取した。バイオマーカーの定性 ・定量分析だけでなく、CHN化学組成分析、 無機元素組成分析、またカムチャツカの試料に対してはバイオマーカーの安定炭素同位体 分析を行った。その結果、始新世―漸新世境界期の試料においては炭素数25の高分岐イ ソプ，レノイ ド類(CzsHBIs)が境界期を境に明瞭に漸増することを明らかにした。同じよう に、炭素数27のステランが境界期より増加していた。また