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1、新着論文 2、論文概説 3、コラム 4、本のレビュー 5、雑記(PC・研究関連)
6、気になった一文集(日本語English) 7、日記(日本語English

2013年12月18日水曜日

新着論文(PNAS, SR)

PNAS
17 December 2013; Vol. 110, No. 51
Commentaries
Diatom traits regulate Southern Ocean silica leakage
Philip W. Boyd
[以下は抜粋]
Ocean circulation is a remarkable interconnecting conduit, such that biological pro- cesses occurring in the remote Southern Ocean can influence the regulation of pro- ductivity in Northern Hemisphere waters. Marine phytoplankton, despite their small size, play a disproportionately important role in setting the stoichiometric relationship be- tween elements such as nitrogen, phosphorus, carbon and silicon in the global ocean.

the Southern Ocean plays a fundamental role in setting the productivity of distant waters, such as the Equatorial Pacific, by controlling the leakage of waters with high Silicic acid:Nitrate ratios—the so-called silicic acid leakage hypothesis (SALH).

 In the Southern Ocean, abundant silicic acid may have resulted in the evolutionary development of “silica body armor” to deter grazers. Such armor requires a large amount of silica per diatom and hence when ecological stoichiometry gets altered at a cellular level, it is of regional (and later global) significance due to ubiquitous nature of these diatom groups that often bloom.

the trends from EIFEX also reflect the interplay of additional strategies in terms of diatom physiology, which set the timing of bloom dominance by different diatom species (growth rate), their fate (rapid growth leads to aggregation then export), and the interplay of factors controlling diatom succession (slow growth rate, ability to store iron, body armor) evident in both subarctic and polar waters.

Articles
Eating up the world’s food web and the human trophic level
Sylvain Bonhommeau, Laurent Dubroca, Olivier Le Pape, Julien Barde, David M. Kaplan, Emmanuel Chassot, and Anne-Elise Nieblas
人間の食物連鎖における順位(human trophic level; HTL)が設定されたことはない。アンチョビと同じ2.21という値が得られたが、肉をより消費する世界の動きを反映して、近年増加しつつある。

Sensitivity to ocean acidification parallels natural pCO2 gradients experienced by Arctic copepods under winter sea ice <OPEN>
Ceri N. Lewis, Kristina A. Brown, Laura A. Edwards, Glenn Cooper, and Helen S. Findlay
北極海の動物プランクトンはカイアシ類(ミジンコなど)が占めるが、それらの海氷の下での生態や海洋酸性化などに対する応答はよく分かっていない。冬期の調査と酸性化の再現実験から、鉛直方向の移動をする生態や、生息域の異なるpCO2の幅に応じて種ごとに応答が変化することが分かった。例えば、鉛直移動をするCalanus spp.にはほとんど影響は見られないが(>140μatmのpCO2変化幅)、表層に棲息するOithona similisは大きく影響を受けた(<75μatmのpCO2変化幅)。「すでに経験している自然のpCO2の変化幅が生物の将来の海洋酸性化の応答を決定する」という仮説を支持する結果となった。

Thick-shelled, grazer-protected diatoms decouple ocean carbon and silicon cycles in the iron-limited Antarctic Circumpolar Current <OPEN>
Philipp Assmy, Victor Smetacek, Marina Montresor, Christine Klaas, Joachim Henjes, Volker H. Strass, Jesús M. Arrieta, Ulrich Bathmann, Gry M. Berg, Eike Breitbarth, Boris Cisewski, Lars Friedrichs, Nike Fuchs, Gerhard J. Herndl, Sandra Jansen, Sören Krägefsky, Mikel Latasa, Ilka Peeken, Rüdiger Röttgers, Renate Scharek, Susanne E. Schüller, Sebastian Steigenberger, Adrian Webb, and Dieter Wolf-Gladrow
北大西洋では鉄が豊富なため、生物によって生産された有機物が活発に深層に輸送されているものの、深層循環を通じて全球の栄養塩サイクルを支配している南大洋においては鉄が欠乏しており、有機物があまり中・深層へと輸送されていない。南大洋において5週間に渡って行われた鉄肥沃実験(European Iron Fertilization Experiment; EIFEX)の結果を報告。より厚いシリカの殻をもった珪藻類が上位捕食者の攻撃にも耐え、シリカを通常通り深層へと輸送していることが分かった(silica sinkers)。一方、鉄肥沃実験の最初に増殖する殻の薄い種は短命ながら活発に有機物を輸送していることも分かった(carbon sinkers)。従って、ケイ酸塩濃度がもともと高い南大洋においては、供給される鉄の量はケイ素の輸送量には影響しないが、炭素の輸送量には影響することが示唆される(生物の炭素/ケイ素比に影響する)。

Scientific Reports
17 December 2013
A geological perspective on potential future sea-level rise <OPEN>
Eelco J. Rohling, Ivan D. Haigh, Gavin L. Foster, Andrew P. Roberts & Katharine M. Grant
氷期-間氷期スケールの海水準変動においては気候フォーシングに対する氷床の応答が決定的だったが、今では急速に上昇する大気中の温室効果ガスが支配的である。地質学記録を参考に、将来の海水準上昇の程度を予測。68%(95%)の信頼度で、2100年までに0.9 (1.8)m、2200年までに2.7 (5.0)mと予測される。現在の海水準の上昇速度は前例がないが、間氷期の海水準上昇の程度としては前例の範囲内に収まっている。極端な海水準上昇が起きる(破滅的な氷床崩壊や東南極氷床の不安定化など)閾値はおそらく大気中のCO2濃度が1,000ppmを維持するときであると思われる。
>関連した論文
Relationship between sea level and climate forcing by CO2 on geological timescales
Gavin L. Foster and Eelco J. Rohling
PNAS, 2013,  doi/10.1073/pnas.1216073110
Ka-Maスケールの海水準上昇変動は主として大陸の氷床量によって決定されている。過去40Maの重要な時期における海水準変動と大気中CO2の変動との間には明確な関係があり(S字状)、地質学時代においてもCO2が地球の気候を決定しており、海洋循環や地形はその次の変動要因であったことを物語っている。CO2と海水準上昇との間の関係から、将来CO2濃度が400 - 450 ppmになった場合、海水準は9 m上昇することが予想される。従って、CO2濃度を産業革命以前の値に戻すことが海水準の急上昇を防ぐためには必要である。

Shifts in coral-assemblage composition do not ensure persistence of reef functionality <OPEN>
Lorenzo Alvarez-Filip, Juan P. Carricart-Ganivet, Guillermo Horta-Puga & Roberto Iglesias-Prieto
世界中でサンゴ礁の被覆が減少し、種組成が変化しつつある。造礁サンゴの多くは減退すると思われるが、中にはより良く成長する種もあると思われる。そうした種の再構成がサンゴ礁としての生態系機能を維持できるかどうかをカリブ海のサンゴ礁を対象にして評価。サンゴの種組成の変化が全体としての石灰化量と凹凸度の減少に繋がる可能性が示された。地域的・全球的ストレス源を減らすことだけでなく、キーストーン種を保護することがサンゴ礁の未来のカギを握ると思われる。