国立機関原子力試験研究費による研究（原子力利用研究）

〔目　的〕
　水圏生態系の遷移により引き起こされるアオコ，赤潮藻類等の異常増殖を伴う湖沼・内湾等の富栄養化は，重要な地球的環境問題である。これらの藻類は温室効果ガスとしてのCO２を吸収する重要な微生物であるが，有毒物質を生産する藻類が水域の栄養塩濃度の増大により顕在化していることを鑑みると，藻類による温室効果ガスの吸収固定化には望ましいとしても藻類種の組成の制御が重要な位置づけにあると考えられる。また，気候変動気体であるジメチルサルファイドは大気中で温度低下に寄与し，硝化反応で発生するN２Oは温度上昇に寄与する。これらの水圏生態系における物質フラックスを定量的に解析評価することが健全な生態系創造のために必要不可欠であり，水圏，土壌圏，大気圏の各メディアを統合したクロスメディアの観点からの検討が重要な位置づけにある。このことから，水圏生態系における富栄養化の温室効果ガスの代謝過程および生物の遷移機構に及ぼす影響をマイクロコズムおよび安定同位体・放射性同位体を用いて個体群動態および物質フラックスの両側面から明らかにし，生態系保全および地球温暖化対策に資する生態系モデルの開発を試み，健全な水圏生態系を構築することを目的とする。

〔内　容〕
　腐食連鎖系の構造を再現可能なモデル生態系として，一次生産者である緑藻Chlorella vulgaris ，細菌類としてPseudomonas putida，捕食者として原生動物Cyclidium glaucomaの３種の生物種からなるマイクロコズム系を基本とし，このほかに一次生産者のみの系，一次生産者と細菌類の共存系等の組み合わせを，より詳細な機構解明のために構築した。これらを用いて，水域において重要な栄養塩である窒素濃度や窒素形態の違いによる炭素移動特性についてトレーサとして放射性炭素を用い，また前年度に確立したフィルター分画法に基づく数理的・統計的解析を行い，一次生産者と細菌類との間での窒素獲得競争と炭素循環の関係についての検討を行った。つまり培地中ペプトン濃度を５０mg/lとしたとき，緑藻純粋培養系と緑藻・細菌２者培養系における緑藻の炭素吸収速度について有意な差は認められず，この２者間における有機窒素に対する相互作用として競争よりも共存の可能性が示唆された。窒素源を（NH４）２SO４にした場合，アンモニア態窒素の利用効率が悪い等の理由からその濃度に依存せず緑藻の個体数は低い密度を保ったが，純粋培養よりも２者培養における緑藻の炭素吸収速度が速くなる傾向が認められた。これにより緑藻の代謝産物を細菌が利用し，２者の間に一つの物質循環が成り立っていることが示唆された。さらに，富栄養化湖沼に固有な特性を解析するため，富栄養化湖沼の代表種であるラン藻類Microcystis aeruginosa（生産者），原生動物繊毛虫類Monas guttula（捕食者）および細菌類（分解者）からなる系，すなわち富栄養化湖沼マイクロコズム系をフラスコスケールで確立でき，炭素循環機構の解析と一体として利用することで気候変動気体の代謝および富栄養化における有害藻類の遷移機構について総合的に評価解析が可能であると考えられた。
〔発　表〕b-３９，９０