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結果は、過剰の鉄を加えた条件で平衡を仮定して計算さ細胞表面での鉄の錯生成と細胞内部への鉄輸送は速く、鉄の取り込みを律速しているのは細胞表面への溶存無機鉄の拡散であると結論した。
拡散律速であれば、大型の植物プランクトンほど、必要量の鉄を取り込むのに長い時間を要するため、鉄制限をうけやすい。
これはフィールドでの観測結果と一致する。
しかし最近の研究では、植物プランクトンは、有機配位子と結合した鉄も利用するという報告もある。
陸上のバクテリアによる鉄取り込みは、よく研究されている。
バクテリアは、三価鉄イオンと強く結合する低分子量有機配位子（シデロフォア）を生産する。
細胞外に放出されたシデロフォアは三価鉄イオンと錯形成して、これを可溶化する。
鉄ｌシデロフォア錯体は、細胞膜の特定受容タンパク質で認識され、細胞内に取り込まれる。
海洋のバクテリアが生産するシデロフォアも多数発見され、構造が解析されているが、バクテリアシデロフォァが、海洋環境においてどのくらい普遍的に存在しているかはわかっていない。
植物プランクトンは、バクテリアと鉄獲得をめぐって互いに争わねばならない。
カナダのM大のMらは、植物プランクトンが細胞外で、鉄ーシデロ置換活性鉄とは、ｐＨ3.2でキレート吸着体に捕集されたもの。
単位はナノモルフォア錯体の鉄を二価に還元して、効率的に鉄を取り込むことを見いだした。
一方、光合成細菌であるシアノバクテリアもシデロフォアをつくることが報告されており、植物プランクトンがシデロフォアをつくる可能性も検討されている。
能レベルでの検討はまだ始まったばかりである。
鉄以外にも、生命はさまざまな微量元素を必要とするが、その他の微量元素が海洋生物に及ぼす影響は、まだわずかしかわかっていない。
私達は、北部北太平洋とベーリング海において、溶存亜鉛が表層で検出限界以下であることを見いだした。
水深三〇○メートルまでの硝酸やケイ酸に対する亜鉛の比は、ベーリング海、北西北太平洋、北東北太平洋の順に低下した。
従来、亜鉛は、硝酸などと一定の比率で湧昇によって表層に供給されるので、生物に特別な影響を及ぼすことはないと考えられていた。
私達の結果は、北太平洋の東西で、他の栄養塩とくらべて、利用可能な亜鉛量が異なることを示している。
亜鉛は、炭酸脱水酵素、加水分解酵素、脱水素酵素に含まれ、また生体分子の構造維持にも用いられている。
亜鉛を中心金属とするバクテリアの加水分解酵素ロイシンァミノペプチダーゼの活性は、海水中亜鉛濃度と相関があることが、Hらによって見いだされた。
鉄散布は、人類が地球気候を制御する技術の有力な候補である。
しかしその前に、われわれは微量元素と生態系とについて、もっとよく学ばねばならない。
鉄などの微量元素が、生物に及ぼす影響を調べるには、単に生物の数がふえるかどうかだけではなく、生理機能にまで立ち入る必要がある。
ケイ藻、ハプト藻などいくつかの植物プランクトンでは、鉄が不足すると細胞体積が小さくなる。
武田は、ある種のケイ藻が取り込むケイ酸／硝酸比、およびケイ酸／リン酸比は、利用可能な鉄の量によって変化することを見いだした。
新しい手法である可変蛍光は、生きている植物プランクトンの光合成系Ⅱにおける光化学的エネルギー変換効率などを測定することができる。
この手法は、赤道太平洋での鉄散布によって、植物プランクトンの光合成系Ⅱの生理機能が改善されたことをあきらかにした。
以上のような、生理機太古の海で誕生した生命は、その後の海の物理化学的環境変化と共に気の遠くなるほどの長い時間をかけて進化し、今日の海洋生態系を築き上げてきた。
一方、人類はきわめて最近になって出現した生物種であるにもかかわらず、その人口は凄まじい速度で増大し、農業や牧畜などを通してすでに陸上生態系を改変し、その勢いは今や確実に海洋に及ぼうとしている。
人間活動そのもの、あるいは人間活動に基づく海洋環境の変化が、海洋生物や生態系にどのような影響を与えているのだろうか。
将来、海洋生態系はどのように変化するのだろうか。
ここではそれらに関する代表的な五つの話題を取り上げた。
人間活動の影響は、沿岸海洋域における富栄養化現象の促進や赤潮発生規模の拡大だけではなく、有毒人工化合物の広域拡散やオゾン層破壊による紫外線の増大を通して、広く外洋海域にまで及ぶことが述べられている。
また長期の気候変動が、海洋生態系を大きく変動させる要因となることも述べられている。
われわれは将来にわたって海洋生態系を健全に維持できるだろうか。
そのためにはどのように考え、行動したらいいのだろうか。
読者も一緒になって是非考えてほしい。
沿岸海域は水深が浅く、潮汐が大きい。
また、湾や入り江などの半閉鎖的な海域には、多くの場合、河川水の流入がある。
これらの自然条件は、沿岸域に特有な海洋学的現象を作り出すとともに、生態系の構造と機能を特徴づけている。
しかしながら、人間活動の影響により、それらの構造と機能の一部は失われつつある。
ここでは、人間活動の影響が直接及ぶごく沿岸域について、そこに特有な自然条件がもたらす海洋学的過程について説明し、それらが生態系内の物質循環にどのような影響を与えているかについて述べる。
これによって、沿岸海域の生態学的重要性をあらためて認識するとともに、それらの構造と機能を失わないためにはどうしたらよいか、について考察する。
光合成は有光層（光が届く水深までの層）でおこるので、水深が浅い沿岸海域では、水柱内での生産層の割合が大きい。
ちなみに、光合成による有機物生産は、生態系における物質循環、およびエネルギー循環の始まりであるので、「一次生産」とよばれる。
また、沿岸域における光合成の主体は、局所的には大型藻類（カジメ、アラメなど）や顕花植物の草類（アマモなど）である場合もあるが、通常は微小藻類である。
一次生産が有光層内でおこるのに対して、分解は光と無関係に全層でおこるので、水深が浅いということは正味の生産（生産と分解の差）が大きいことを意味している。
海底まで光が届く場所では、水柱内の浮遊性微小藻類（植物プランクトン）に加え、底棲微小藻類の生産が重要になってくる。
底棲微小藻類の多くは付着性ケイ藻であり、植物プランクトンに比べて弱い光強度においても、十分な光合成能を発揮するといわれている。
また、海底に堆積した有機物の分解によって溶出してくるリン、窒素、ケイ素などの無機栄養塩類を利用できるため、海底は藻類の生息環境として優れている。
底棲微小藻類は、ゴカイなどの底棲動物の餌となり、底棲動物は魚類などの高次の生物の餌となる。
また、小藻類は光合成によって底質に酸素を供給することで底棲動物の生息環境を保証している。
潮汐混合による物質循環の加速。
潮汐は沿岸域に特徴的な現象である。
潮位差は場所によって異なり、カナダのファンディー湾では最大約二〇メートルにもなる。
日本沿岸では、有明海で最大五・五メートル、瀬戸内海では一・五～三メートル、東京湾で一から一・五メートル、日本海側では小さく、○・三から○・六メートル程度である。
潮汐による海面の上下動にともない、水平方向の水の動き（潮流）が生じる。
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