六観 音御 池,白 紫池,大 浪池の酸性湖 堆積 物 におけ る脂質 成分 の特 徴

六観 音御 池,白 紫池,大 浪池の酸性湖 堆積 物 におけ る脂質 成分 の特 徴

近 藤 寛 ・久 保 礼 子 長崎大学教育学部地学教室

福 島 和 夫 信州大学理学部地質学教室

石 渡 良 志 東京都立大学理学部化学教室

(平成6年3月15日 受理)

Geochemical Studies of Lipid Compounds in Core Sediments from Acid Lakes Rokkannon, Byakushi and Onami in Kirishima

Hiroshi KONDO, Ayako KUBO

Department of Geology, Faculty of Education

Nagasaki Univ., Nagasaki, 852, Japan

Kazuo FUKUSHIMA

Department of Geology, Faculty of Science Shinshu Univ., Matsumoto, 390, Japan

Ryoshi ISHIWATARI

Department of Chemistry, Faculty of Science Tokyo Metropolitan Univ., Hachioji, 192-03, Japan

(Received March 15, 1994)

Abstract

Anteiso-compounds have been reported in moderately acidic lake sediments as biological markers (Fukushima et al., 1991a, b, 1993). In this study, we attempted to detect anteiso-compounds in sediment cores from 3 acidic Lakes, Rokkannon, Byaku- shi and Onami in the Kirishima volcanos. Core lengths were 36cm, 22.5cm and 10cm respectively.

Anteiso-compounds were not identified, although anteiso-compounds had previ- ously been identified in Lake Fudo in the Kirishima volcanos (Kondo et al., 1994). The composition of n-alkanes, n-alcohols and sterols in the sediment cores of the 3 lakes indicate a major contribution of higher plants. The n-alkanes and n-alcohols may be have had a minor contribution from algae which had a much low abundance than higher plants.

In the lower part of sediment layer (20-36cm) from Lake Rokkannon, phytol, dinostanol and stigmastanol were more abundant than in the upper part. The ratios of stanols to stenols in the sediments from Lake Byakushi and Onami are higher than the ratios at Lakes Kutsucharo and Akan in Hokkaido.

1．はじめに

 霧島火山の標高1000mを超えるえびの高原には，不動池，六観音御池，白紫池，大浪 池，大幡池，新燃池がある（第1図）。これらの湖は標高1200〜1250mに位置し，火口に水

をたたえた火口湖であり，いずれも面積が0．25km2以下の比較的小さな湖である。火口湖で あるために埋積が進み（西條，1992），湖底は平坦であり，最大水深は14mである（第1 表）。湖沼型は不動池，六観音御池，白紫池，新燃池が酸栄養湖，大浪池，大幡池が貧栄養 湖に区分されている（環境庁，1989）。しかし，大浪池，大幡池も湖水はpHが低く，酸性で ある（環境庁，1987）。従って，これらの湖は全て火山性酸性湖（西條，1992）である。

 酸性湖では，酸性水という厳しい条件のために植物はコケ類が優占し，大形動物はまれ であり，動物・植物プランクトンが少ない（吉村，1976）など，生物相は極めて貧弱であ る（佐竹，1980）。このような特異な環境に生育する生物は特有の脂質を生成し，それらの 生物に由来する脂質が堆積物に含まれているであろう。福島ほか（1991a，b，1993）は，酸性 湖である宇曽利山湖（恐山湖），屈斜路湖，田沢湖の堆積物から，長鎖anteiso一炭化水素，

anteiso一アルコール，anteiso一脂肪酸，および奇数炭素優位性が著しく低いn一アルカンを見 いだし，これらは酸性湖を特徴づける化合物であり，酸性の湖水に優占する微生物により 生成されたものと考えている。このような長鎖anteiso一化合物は，不動池の柱状堆積物0−8 cmでは，4−8cmのところから僅かな量が検出された（近藤ほか，1994）。そこで本研究は 六観音御池，白紫池，大浪池の堆積物中に長鎖anteiso一化合物が認められるか，また，そ れらの堆積物中の脂質，とくに中性成分の特徴を明らかにすることを目的とした。なお，

脂肪酸などの酸性成分は，次報に報告する予定である。

2．六観音御池，白紫池，大浪池の概要

 六観音御池，白紫池，大浪池は霧島 屋久国立公園のなかの火口湖である

（第1図）。それぞれの湖に流出入する 河川はなく，湖岸は自然湖岸のままで ある。第1表は調査地の概要を示す（環 境庁，1989）。いずれも湖水はpH＝6．3 以下であり，弱酸性を示す。六観音御 池は樹木や雑草の茂る緩やかな崖に囲 まれ，湖岸の一部は砂礫の浜となって いる。最大水深は14mである。白紫池 は周囲が樹木などの茂る斜面であり，

湖岸の一部は湿地帯になっている。湖 水の流出口にはコンクリート堰が設け られている。水深は環境庁（1989）によ ると0．3mであるが，1993年9月の調査 時には約2mであった。大浪池は比較

LaLeByaLush重 ・ K・shi』i−da』e  凹iyazakipref，

   二蟄畷誌ろ

   無為忘・

 Fi81 Distribution of the lakes in the Kiri−

    shima volcanos．

六観音御池      白紫池       大浪池

伽    コァ長36面     像    コア長35〔コ   α匹   コァ長15㎝

20蘇璽       1灰色の火山灰質粘土砂まじり  講羨赫塞23

25譲魏・・25灰色の火山灰質粘土       やや淡い褐色の粘土

 謁  劣縞状3〜4皿黒灰色

3・

鍵灰色の炎出餐質粘土   醐色の粘土

 w》》 》3

    36灰色の火山灰質粘土

    Fig．2 Core samples from Lakes Rokkannon，Byakushi and Onami，

的大きな円形の火口湖で，周囲は急な火口壁であり，樹木が茂っている。六観音御池の約 1．5倍の面積であるが，水深は浅く最大9．Omである。なお1993年9月11〜12日の調査時，六 観音御池，大浪池は1993年の梅雨期の豪雨のために水面がかなり上昇していた。

3．試料・分析法

 1993年9月11日に六観音御池，12日に白紫池，大浪池の中央部で，佐竹式コアサンプラー

（内径54mm×長さ50cm，アクリル管）により柱状試料（コアー）を採取した。コアーの 長さは六観音御池36cm，白紫池35cm，大浪池15cmであった。コアーは2．5cm間隔で切り，

分析時まで一20。Cで凍結保存した。水質は水質チェッカー（東亜電波工業，WQC−20A）

によりpH，水温，溶存酸素を測定した。堆積物試料の有機炭素C，窒素Nは長崎大学計測・

分析センターに依頼し，CHNコーダー（柳本製作所，MT−3）により測定した。

 脂質の分析方法は，次の通りである（近藤ほか，1994）。メタノールで水分を除いた試料 約1gを1N KOH／メタノールで75。C，3時間還流してケン化する。脂質の中性成分は，ケン 化抽出液からヘキサン／ジエチルエーテル（9：1）で抽出し。次に抽出液は塩酸でpH二1以 下とし，同じ混合溶媒で酸性成分を抽出した。酸性成分は三ふっ化ほう素メタノール（BF3−

MeOH）によりメチル化した。次に薄層クロマトグラフィーにより，中性成分は炭化水素，

芳香族炭化水素・ケトン，アルコール，ステロールに，酸性成分は脂肪酸，ジカルボン酸，

Table l．General profiles of Lakes Rokkamon，Byakushi and Onami．

標高  面積  最大水深 湖沼型         pH（文献）

m   ㎞2   m       上野（1938） 水野（1963） 環境庁（1987）

六観音御池 1，200 0。17  14．0 酸栄養湖  5．8−5。9 白紫池   1，250 0．04  0．3  酸栄養湖   6．3 大浪池   1，239 0．25  9．0  貧栄養湖   6．3

4．2−4．4  4．6 4．6−4．7

4．7−5．2 5．0−5．5 4．4−4．9

ヒドロキシ酸に分画した。アルコー ル，ステロールはBSA（N，0−Bis−

trimethylsilyl acetamide）により，

トリメチルシリルエーテルとした。

各成分の同定と定量はFinniganmat

INCOS．50GC／MS，Hewlett

Packard GC5890−IIを用いておこ なった。

Table2． Properties of waters in Lakes Rokkan−

non，Byakushi and Onami。

Lakes

m

Dissolved Temp．

02ml／1 。C L．Rokkannon

L．Byakushi

  〃 L．Onami

4．2 3．6 3．3 5．5

9．0 8．9 8．9 7．7

20．7 20．0

4．結果と考察

4司．水質・柱状堆積物の状況

 六観音御池ではpH二4．2，大浪池ではpH＝5．5であり，これらの湖水は弱酸性である（第 2表）。白紫池はpHが最も低く，湖水は水深2mでpH＝3．3，表層部ではpH＝3．6を示

し，強酸性である。これらの測定値は，これまでのpH値（第1表）と比較して最も低い。

溶存酸素量は，7．7〜9．Om1／1の範囲にあり，飽和状態に近い量である（吉村，1976）。

 六観音御池のコアーは，0−23cmでは淡褐色の粘土〜褐色味をおびた灰色の粘土，23−33 cmでは砂まじりの火山灰質の粘土，33cm以深では灰色の火山灰質粘土である（第2図）。

白紫池のコアーは，全体的に濃い褐色〜淡褐色を呈する植物質に富む粘土である。18−21cm には火山灰質の砂を混じえた灰色の粘土がある。大浪池のコアーは，0−6cmでは褐色の粘 土，6−12cmでは灰色の粘土である。12−15cmには火山灰質の黒灰色の粘土があり，最下部 は砂質な火山灰である。この砂質な火山灰は15cm以深にも堆積しているものと考えられ，

コアーサンプラーを15cm以上は打ち込めなかった。

 六観音御池の23cm〜，白紫池の18−21cm，大浪池の12cm〜，不動池の10−15cm（近藤ほ か，1994）にある火山灰は，大浪池から東南東2kmにある新燃岳（1421m）山頂の火口，

あるいは大浪池の南東7kmにある高千穂峰（1574m）の御鉢火口の噴火による降灰物と考 えられる。最近では新燃岳は1716〜1717年，1959年など，御鉢は1771〜1772年，1889〜1895 年，1913〜1914年などに噴火し，降灰を伴った（気象庁，1984）。これらの噴火による降灰

と湖の柱状堆積物にある火山灰との対

比はなされていない。       Or幽rb。。（駕）    N（簿）   CIN胃eiKht，ati。

       O L23456H Oα1α2α3α4α5α60681H21416       学 4−2．C，N量とC／N比（炭素率）

 有機炭素C（％），窒素N（％），C／N 比の垂直分布は第3図に示した。C量と N量は，それぞれのコアーでほぼ同じ 垂直変化を示す。六観音御池コアーは C，N量が白紫池，大浪池コアーより少 ない。植物片が多い淡い褐色粘土はC，

N量が多い。23cm以深の火山灰質粘 土は，C量0．5％， N量0．06％以下で

曾

L，Ona皿i

L．Rokka口no翻

Fig．3

L3yak shi

5

10 15

20 25 30

35 35

ぐ

Vertical distributions of organic C，N and C／N ratio in core sediments from Lakes Rokkannon（○）， Byakushi（●）

and Onami（△）．

ある。白紫池のコアーはC，N量が最も多い。0−13cmと26cm以深の濃い褐色の粘土は C，N量が多く，最下部では最大のC量10．4％，N量0．77％である。濃褐色〜淡褐色の粘 土は植物質に富むことを示す。一方，18−21cmの火山灰質な砂混じりの粘土とその上下の 淡褐色の粘土はC，N量が低く，15−17．5cmでは最小のC量0．4％，N量0．04％である。

大浪池コアーはC，N量が白紫池コアーよりも少ない。0−2．5cmの褐色の粘土はC量 6．1％，N量0．54％である。灰色の粘土はC，N量が少なく，7．5−10cmではC量3．6％，

N量0．32％である。C／N比は，六観音御池では0−23cmの淡褐色〜褐色の粘土は高く 10．7〜14．7であるが，23cm以深の火山灰質粘土は低く，7．7〜9。6である。白紫池では13−26 cmにある淡褐色の粘土と砂まじりの火山灰質粘土はやや低く，9．3〜12．2であるが，濃い 褐色の粘土は高く1L7〜13．5である。

 以上のように柱状堆積物では，褐色の粘土はC，N量が多く，C／N比がおおよそ12以上 であるので，植物質有機物が多いことを示す。一方，火山灰質の粘土はC，N量が少な く，C／Nも低い。これは，火山灰による有機物の希釈のためにC，N量が少ないと考えら れるが，C／Nが低い理由は不明である。

4−3．炭化水素

 六観音御池，白紫池，大浪池のコアーからC13〜C35のn一アルカンを検出た。0−2．5cmの ガスクロマトグラム（第4−A，B，C図）において，n一アルカンはC2gをピークとしC27，C31，

C25，C23などが高い（奇数炭素優位性）。C21，C23，C25一アルカンなどのピークの前部には，

29 Lake Rokkaoooo

卵2．5㎝

A      ＊

蟹

15〜35：皿一a且kane

．S．lnternaI 31

23 25

め

2 ^一 33

         1915  17 35

Inte『naI staoda『d

29

48ロ1馳・

27 しakeOna皿

0〜2．5㎝

B

rd L S．．1皿temal standar

31 25 23

21

（_①

335 N

め ^NI

一 畠

o

        1915  17 1＝ 35

皇6 24 32 40 ：6 24 32 40 ^{，48   min・}

29

C

  O〜2．5㎝1

  15〜35：n−aIkanes   l．Sワ：Internal standard

23 25 27

31

の一

33

15

17 ig 35

16

D

31 17〜33；n−alkanes

rd ▼：anteiso−alkanes

25 1．S．Intemal standard

Φ 23

（①

め

N

o

日   ）_3N  国

1昌o．

工

24  32  40  48面鳳      mi。．

       篭6   24   32    40    48

Fig．4 Gas chromatograms of aiiphatic hydrocarbon fraction．

n一アルケンの低いピークが重な る。従ってn一アルカン量には，n 一アルケン量も含む。不動池コアー 6−8cmに認められた長鎖anteiso 一炭化水素（第4−D図）は，認めら れない。なお，ガスクロマトグラ ムには，C34一アルカンの前に炭素 数30の不飽和ホパノイド炭化水素 Hop−22（29）一eneの低いピークが ある。六観音御池（第4−A図）では C21一アルカンと重なる高いピーク

（＊）がある。これは質量数280の不 飽和炭化水素であるが，未同定で

ある。

 いずれの湖においても主要な炭 化水素はn一アルカンであり，n一ア ルケンなども少量含む。n一アルカ ンはC2。以上が多く，C2g，C27，C31 はピークが最も高いので，n一アル カンの大部分は陸上の高等植物起 源の有機物に由来し（Tulloch，

1976），Clg以下のn一アルカンの ピークが低いので，藻類などの植 物プランクトンや動物プランクト

         ロロユ

D『＾ l磐es H庁＾151hols Lv・u pHIG

  し   ヨ   コ   づ   き   コ ロ ゆ ほ      ユ   き   さ      ユ   コ   コ

Fig．5 Verti6al profiles of lipid compounds in    core sediments from Lakes Rokkamon     （○），Byakushi（●）and Onami（△）

A哩1鴛es E『熾o s IをD6sme窪墓ste「o sM魏1

Br牌，F単階，，∫讐聯艶N瀞鴛

隻，瀞器G翌11S K購，，．，ち響

ン起源の有機物に由来するn一アルカンが少ない（Weete，1976）と判断される。べ一スライ ンの高まり（ハンプ；Hump）はなく，堆積物は石油などの汚染がないことを示す。

 六観音御池，白紫池，大浪池での0−0．5cmのガスクロマトグラム（第4−A，B，C図）の特徴 は，2．5cm以深においても殆ど変わらない。即ち，n一アルカンは，C2・以上にとみC2gがピー クで，C27またはC31が次に高く，Clg以下が少ない組成を示す。ただし，六観音御池コアー では20cm〜の火山灰質粘土は，C15，C17がやや多い。従って，各コアーでは，n一アルカン は主要な炭化水素であり，n一アルカン組成は陸上の高等植物起源の有機物が多いことを示 す。一方，六観音御池の20cm〜の火山灰質粘土は，動植物プランクトンに由来する有機物 がやや多いと考えられる。n一アルケン，六観音御池の未知のピーク（＊）は深さと共に減少

している。Hop−22（29）一eneはコアーの下部でもわずかに認められた。本研究の目的であ る長鎖anteiso一炭化水素はどのコアーからも検出できなかった。

 n一アルカン量（第5−A図）は，六観音御池コアーでは植物片が多い淡褐色粘土では最も

多く，7．5−10cmでは34．0μg／gである。その下では深さとともに減少し，23cm〜の火山灰

質の粘土では4．7μg／g以下となる。白紫池コアーでは，n一アルカン量は0−2．5cmでは59．7

μg／gであり，深さとともに減少し，18−21cmの火山灰質な砂まじりの粘土では少ない。こ

のように白紫池，六観音御池では，火山灰質粘土はn一アルカン量が褐色の粘土よりも少な

い。これは火山灰による有機物の希釈と考えられ，炭素Cで規格化したときのn一アルカン 量（第5−B図）は，褐色の粘土と火山灰質粘土に殆ど差はみられなくなり，六観音御池の1点

を除き，0．5〜1．2mg／g−Cであった。

 n一アルカン組成をL／H（L≦C2。，H≧C21），CPI値で表したとき，L／H（第5−C図）は，

六観音御池では17．5cmまでは減少し，そこから大きくなり，23cm〜の火山灰質粘土では 25−27．5cmで最大0．11である。白紫池コアーでもL／Hは深さと共に小さくなる。このよう

なL／Hの低下は微生物活動により炭素数が少ないCl7などが早く減少するため

（Cranwe11，1982）であろう。一方，六観音御池では17．5cmからL／Hが大きくなるのは，

動植物プランクトンなどに由来する有機物がやや増えているためと考えられる。CPI値

（第5−D図）は深さとともにわずかに大きくなるが，六観音御池では23cm〜の火山灰質粘 土ではCPI値は低下している。一般にコアーの下部は微生物活動を受けてCPI値は低下 する（Cranwel1，1982）と考えられるが，六観音御池23cm〜の火山灰質粘土のCPI値が深 さとともにわずかながら上昇する理由は不明である。

4叫． アルコール

 脂肪族アルコールはC12〜C36を検出し，C14〜C32一アルコールを定量した。0−2．5cmのガ スクロマトグラム（第6−A，B，C図）では，n一アルコールはC24をピークとし，C22，C26，C銘 などが高く，C16，C18などは低い。n一アルコールは偶数炭素のものが奇数炭素のものより ピークが高い（偶数炭素優位性）。このようなn一アルコール組成は2．5cm以深でも，ほとん ど変わらないが，六観音御池では20cm〜の火山灰質粘土はCl6，C18のピークがやや高く

24

Lake

A ^{一〇 22 0〜2．5㎝114〜34：6−alcohols}

一h

記ユ 26

  28

18

20 30

    16

4

a

b 率  C32

     34

16 24 32 40

C

 Lake O皿a田重    0〜2．5cm 24   14〜34：n−a1COhols

22

一〇一 26   28

』h二

20 30

且8

b c32 a 零        34

48皿五n・ 16 24 32 40 ^48mln・

B  LakeByakushi

24        0陶2．5cm

り

14〜34；n−alcoholS

一

26

α 20 28

   18

6

b 32

14 ^寧

  c    34

D

14

◎ 一㍉

18 22

Lake Fudo  6−8cm

a，b，c ： 4一顧ethy且響stero且s

 ， 3 a勲teisO−alcoho1S

24

23 26

28

7 ^▼ 16

30   C

b

 ＊  32

24  32  40  48血   2・ 25 3・  詣  4。 min．

Fig．6 Gas chromatograms of n−alcohols and4−methyl−sterols．

なっている。

 生物体のアルコール組成について，陸上の高等植物はC22以上が多く，C26，C28が優位で あり（Tulloch，1976），藻類などの植物プンクトンは炭素数が少ないC、6，C、8などが多い

（Cranwel1，1982）。コアーではアルコール組成は，共通的にC24をピークとし，C22，C26，

C28などが多く，C、6，C、8などが少なく，コアー中の有機物は主に，陸上の高等植物起源であ り，藻類などの植物プランクトン起源が少ないことを示している。しかし，六観音御池の 20cm以深の火山灰質粘土は，C16，C、8などのアルコールがやや多いので，藻類などの植物

プランクトンなどに由来する有機物が多くなっていると考えられる。

 n一アルコール量（第5−E図）は深さとともに減少する。大浪池0−2．5cmでは361μg／gで ある。六観音御池では褐色味をおびた灰色の粘土では，10−12．5cmが最も多く260μg／gで あり，23cm〜の火山灰質粘土では少なく，36μg／g以下となる。白紫池では0−2．5cmの濃 い褐色粘土では284μg／gである。炭素Cで規格化したn一アルコール量（第5−F図）は，六 観音御池の15−20cmでは多く，16〜22mg／g−Cである。n一アルコールのL／H（L≦C2。，H≧

C21）（第5−G図）は深さとともに小さくなる。L／Hの低下は，n一アルカンと同様に微生物 活動などによりC16，C18などが早く減少するためと考えられる。なお，六観音御池では15cm 以深はL／Hが大きく，25−27．5cmでは最大0．38である。これは，藻類などの植物プランク トン由来の有機物に由来するC2。以下のアルコールが多いためと思われる。CPI値（第5−H 図）はいずれも深さとともにわずかに大きくなる。

 ガスクロマトグラム（第6−A，B，C図）には，不動池コアー6−8cmにわずかに検出された 長鎖anteiso一アルコール（第6−D図；近藤ほか，1994）は，いずれのコアー試料にも認め

られない。フィトール量（第5−M図）は六観音御池と大浪池ではほぼ等しい。六観音御池 ではフィトール量は15−20cmと30cm〜で増加する。白紫池のフィトール量は，アルコー ル量と同様に六観音御池，大浪池よりも少ない。アルコール量に対するフィトール量（第 5−K図）は，大浪池と白紫池では15％以下であるが，六観音御池の0−2．5cmと17．5cm以 深では20％を超え，最大53％である。六観音御池の23cm〜の火山灰質の粘土はフィトール の割合が高く，植物質プランクトンに由来する有機物を多く含むと考えられる。

4−5．4一メチルステロール

 同定した4一メチルステロールは4α一methyl−5α一cholestan−3β一〇1（a），4α，24−methylene

−5α一cholestan−3β一〇1（P）（b），4α・一23，24−trimethy1−5α一cholest−22−en−3β一〇1：dinosterol

（＊），4α一23，24−trimethyl−5α一cholestan−3β二〇1：dinostano1（c）である（第6−A，B，C 図）。4α，24−methylene−5α℃holestan−3β一〇1（P）（b）は最も多く，4一メチルステロールの 40〜70％を占める。その次はdinostanolが10〜40％を占める。六観音御池の17．5cm〜では dinostano1（c）が最も多い。dinosterol（＊）は，クロマトグラムではC3rアルコールとピーク が重なり定量できないが，GC／MSではdinostero1量はC3、一アルコール量の数倍であっ た。dinosterolを除く含有量（第5−N図）は大浪池では36．1〜17．5μg／g，六観音御池では 18．7μ9／9以下，白紫池では15．3μ9／9以下である。アルコール量に対する4一メチルステ ロール量（第5−0図）は，大浪池と白紫池では10％以下であるが，六観音御池の17．5cm以 深では高くなり9．9〜17．5％となる。

 dinosterolなどの4一メチルステロールは，海洋では植物プランクトンである渦鞭毛藻類

dinoflagellatesに特徴的に含まれ

（Shimizuαα1．，1976；Volkman4

α1．，1984），海洋堆積物への渦鞭毛藻類 起源の有機物を示す指標化合物とされ ている。全メチルステロールは淡水湖 の堆積物にも含まれ（Robinson481．，

1984），淡水性の渦鞭毛藻類に由来する とされる（Rieley4α1．，1991）。不動池 のコアー0−2cmでは4一メチルステ ロールはdinostanol（c）を主とし，そ の量は16．3μg／gであるが（近藤ほか，

1994），不動池には動植物プランクトン は少ないので（水野，1961；渡辺・大 柳，1978），dinostanol（c）が渦鞭毛藻類 起源と思われない（近藤ほか，1994）。

同様に，六観音御池，白紫池，大浪池 コアーの4一メチルステロールも渦鞭 毛藻類起源と思われない。しかし，六 観音御池の23cm以深にある火山灰質 粘土にdinostanol（c）が多いことは，

この火山灰粘土はC15，Clrアルカン，

C16，C、8一アルコール，フィトールが多

Lake Rokkannon  O〜2．5c皿

A

u

G

    C20 26

E

  M l R

V

C32

4n 45 ^皿

35 40

LakeByakロshi c3。

 0〜2，5cm Q

LakeOnami  E〜V；4−desmethyl−steroLs  O卿2．5c皿 C25、C32：n−alcoholS

   C2巳

C

C26

G H

J

㍗

u

 v

M    C32

45皿in・ 35 40

Lake Fudo

    Q U

45 皿ln・

C

B

D

C V

C25

v N

GH1 ^c26

蘭 C

」

E 」 R ^配1・

D

35  40  45mm・35  4・  45面n・

Fig。7 Gas chromatograms of4−desmeth−

   y「1−sterols。

いので，藻類などの植物プランクトン起源の有機物が多いと考えられることと関係してい るようである。

 湖性堆積物中のdinostano1などの4一メチルステロールは，還元環境下で嫌気性バクテ リアにより生成するか，または酸化環境でdinostero1の減少によることが考えられる。最 近では淡水湖付近に繁茂する食虫植物から4一メチルステロールが検出されている（Klink 8！α1．，1992）。しかし，4一メチルステロールの起源はよく解っていない（Robinson6地1．，

1984）。従って，各コアー中のdinostano1（c）などの4一メチルステロールの起源について は，さらに検討する必要がある。

4−6．4一デスメチルステ回一ル

 同定した13種類の4一デスメチルステロールは第3表に示した。ガスクロマトグラム（第 7−A，B，C図）ではbrassicastero1（1）とC29一アルコール，stigmasterol（Q）とC3。一アルコール はピークが重なるので，定量の際はbrassicasterol（1）からC27，C2g一アルコールの平均値，

stigmastero1（Q）からC28，C32一アルコールの平均値を便宜的に差し引いた。4一デスメチルス

テロール量（第5−1図）は，六観音御池0．32〜34．8μg／g，白紫池3．5〜38．6μg／g，大浪池

17．0〜30．6μ9／9であり，比較的に近い値である。それぞれのコアーについては，六観音御

池では20cm以深の火山灰質の粘土は5．4μg／g以下に減少する。白紫池では15cm以深の淡

褐色の粘土，火山灰質粘土は8．1μg／g以下に減少する。

 ステロール組成（％）は，各コ アーについて第8図に示した。ステ ロール組成は，stigmasterol（Q）

が8〜25％，β一sitostero1（U）が 14〜38％，stigmastanol（V）が 6〜29％である。cholestero1（G），

cholestano1（H），campestero1

（M），24−ethy1−5α（H）一cholest

−22E−en−3β一〇1（R）は数％〜20％

含まれる。六観音御池，白紫池，

大浪池のステロール組成を比較す ると，僅かであるが六観音御池で はcholesterol（G）が多く，choles−

tano1（H）が少ない，大浪池では brassicasterol（1）が多いなどの違 いがある。コアーを通してのステ ロール組成は，六観音御池では

話

20

0

％ 40

20

0

％ 40

A LR。k㎞。n

O−2．5c皿

17。5−20cm

20

0

％ 40

22。5−25cm

20

0

35−36cm

BL。Byakushi CL．（｝聡mi

O−2．5cm       O−2．5c皿

7．5−10cm

2．5−5cm

15−17．5cm

5−7．5cm

20−22．5cm 7．5−10c皿

 EFG lJL琶 oqas讐V    EFGU監JL巴髄oq既SU潔    EgG恨131一鶉oq臓SU》

Fig．8 Percentage compositions of4−desmethyl    −sterols．

0−20cmはよく似ているが，20cm以深はβ一sitosterol（U）が減少し，stigmastanol（V）が多 くなる。27．5cm以深ではstigmasterol（Q）が減少し，24−ethy1−5α（H）一cholest−22E−en−3 β一〇1（R）が多くなる。白紫池では0−2．5cmのステロール組成は最下部までよく類似する。大 浪池コアーはステロール組成に殆ど変化がみられない。

 4一デスメチルステロールの起源について，campesterol（M），stigmastero1（Q），β一sitos−

tero1（U）は陸上の高等植物に多く（秋久，1989），また珪藻類，緑藻類にも含まれる

（Volkman，1986）。brassicastero1（1）は珪藻に多いために珪藻類の指標化合物とされ，

cholestero1（G）は動物プランクトンに多く，藻類にも検出されている（Volkman，

1986）。従って，六観音御池，白紫池，大浪池コアーのステロールはstigmasterol（Q），β 一sitostero1（U），stigmastanol（V）が最も多いので，陸上の高等植物起源の有機物に多く由 来すると判定される。

 スタノール／ステノール比の垂直変化（第5−L，P図）について，六観音御池ではH／Gは 0．2−0．5である。V／Uは20cmまでは0．6以下であるが，20cmからは大きくなり1．1−1．6と なる。六観音御池は白紫池や大浪池に比べて，H／Gはやや低く，あまり変化しない。V／U は20cmまでは低いが20cmから大きくなり，白紫池や大浪池とやや異なっている。大浪池

（H／G＝0．6−1．2，V／U＝0．3−0．7），白紫池（H／Gニ0．8−2．0，V／U＝0．4−0．8）のスタノー ル／ステノール比は，不動池（H／Gコ0．8−1．4，V／U＝0．6−0．8）に近い値であり，屈斜路 湖（H／G＝0．6，V／U＝0．3）や阿寒湖（H／G＝0．5，V／U＝0．3）よりも大きい。分子内に 二重結合がないcholestano1（H），stigmastano1（V）などのスタノールは，生物体に少ない ので，堆積物中の不飽和のステノールが微生物，化学的に水素化されて生成する（Gaskell and Eglinton，1976），または酸化的条件下で堆積の過程でステノールが選択的に壊されて 多くなる（Nishimura，1977）ためと考えられる。六観音御池，白紫池，大浪池は水深が浅

く，有機物が少なく，堆積物は酸化的な状態にあり，このような堆積環境を反映してスタ

ノールの割合が大きくなり，白紫池，大浪池におけるスタノール／ステノール比は，屈斜 路湖や阿寒湖より大きくなったものであろう。

4−7．脂質組成の特徴

 六観音御池，白紫池，大浪池は，湖水のpH＝4．2〜6．3（第1表）の火山性酸性湖であ る。これらの湖より採取した柱状堆積物について酸性湖を特徴づける長鎖anteiso一化合物 が認められるか，また炭化水素，アルコール，ステロール組成の特徴を調べた。

 長鎖anteiso一炭化水素，anteiso一アルコールは六観音御池36cm，白紫池22．5cm，大浪池 10cmのコアー試料に認められない。またanteiso一脂肪酸，n一アルカンの奇数炭素優位性の 低下も認められなかった。従って，えびの高原の酸性湖では，一連の長鎖anteiso一化合物 は不動池コアー0−8cmの4−8cmに認められる（近藤ほか，1994）だけである。anteiso一化 合物はバクテリア（耐酸性細菌）起源によるものと考えられ（Cranwell，1980；Goossens6！

α1．，1989），宇曽利山湖（恐山湖），屈斜路湖，田沢湖などpH＝3〜5の中程度に酸性化した 湖沼の堆積物から見いだされている（福島ほか，1991a，b，1993）。六観音御池，白紫池，大 浪池では，湖水は中程度に酸性化（pH＝4．2〜6．3）しているが，何等かの別の要因が欠如 しているためにanteiso一化合物が存在しないと考えられる。anteiso一化合物が存在する湖 では，恐山湖は硫酸酸性の温泉水（鈴木，1963），田沢湖は塩酸酸性の温泉水（西條，

1992），また屈斜路湖にも温泉水がそれぞれ流入している。また宇曽利山湖（恐山湖）は生 物相が豊富（鈴木，1963），屈斜路湖堆積物は脂質の量が多い（近藤ほか，1994），また，

それぞれの湖の周辺には道路や観光などの施設があることなど，陸から有機物が多く流入 し，バクテリア活動がさかんになっていると考えられる。一方，六観音御池，白紫池，大 浪池は周囲を閉ざされた火口湖で，温泉水の流入はなく，n一アルカン，n一アルコールの特 徴から藻類などが少ない貧栄養湖の状態にある。このような湖の環境下では，anteiso一化合

Table3． Assignment of4−desmethyl−sterols for sediments from Lakes Rokkannon，

Byakushi and Onami．

Peak no．

Cn D．B． R−1 R−2 B−1 0−1

Echolesta−5，22E−dien・3β・ol（22−dehydrocholesterol）

F 5α（H）・cholest−22E・en．3β一〇1 Gcholest・5・en−3β一〇1（cholestero1）

H  5α（H）・colestan・3β・ol（cholestano1）

1 24−methylcholesta−5，22E−dien・3β一〇1（brassicasterol）

」 24・methy1−5α（H）一cholest−22E・en・3β一〇1（spongesterol）

M24−methylcholest・5・en−3β一〇1（campesterol）

N 24−methyl−5α（H）一cholestan−3β一〇1（campestanol）

Q24−ethycholesta−5，22E−dien・3β一〇1（st三gmastenoD

R24−ethyl−5α（H）一cholest−22E−en−3β一〇l

S 23，24−dimethylcholest・5・en−3β一〇l

V 24−ethy1−5α（H）・cholestan−3β一〇1（stigmastanol）

27 27 27 27 28 28 28 28 29 29 29 29 29

5，22 22

5

5，22 22

5

5，22 22

5 5

0．39 0．18 4．97 1．54 1．19 0．23 2．57 1．10 8．72 1．08 0．15

10．51

2．21 0．01 0．04 0．32 0．11 0．10 0。02 0．20 0．16 0．23 0．41 0．02 0．34 0。48

0．26 0．59 3．15 2．60 2．65 0．58 2。83 1．72 8．59 1．65 0．21

10．04

3．70 0．24 0．57 3．98 2．41 2．64 0．16 1．88 1．23 5．19 0．52 0．12 7．37 2．39 Cn：carbon numbers

R−1：L Rokkannon O・2．5cm（μ9／9）

B・1：L Byakushi O−2。5cm（μg／g）

D．B．：double bond positions R・2＝L．Rokkannon30−32．5cm（μg／g）

0−1＝L．Onami O・2．5（μg／g）

蟻

物をつくるバクテリア（耐酸性細菌）が活動していないと推測される。今後，anteiso一化合 物の有無と酸性湖のいろいろな環境との関係からanteiso化合物の起源を調べる必要があ

る。

 六観音御池，白紫池，大浪池コアーでは，n一アルカン，n一アルコールおよび4一デスメチ ルステロール組成の特徴から，堆積物中の有機物は，陸上の高等植物起源の有機物が優勢 であり，藻類などの植物プランクトンや動物プランクトンなど自生の生物を起源とする有 機物が少ないことが認められる。従って，これらの脂質組成は，六観音御池，白紫池，大 浪池は標高1200mを超す火口湖であり，樹林に囲まれて陸上の高等植物起源の有機物が多

く入り込むが，酸性湖では自生の生物相が極めて貧弱であること（佐竹，1980）を明らかに 反映している。

 六観音御池の20cm以深にある褐色味をおびた灰色の粘土と火山灰質粘土は，C15，C17な どのアルカン，C16，Cl8などのアルコール，アルコール量に対するフィトールや4一メチルス テロール量が多く，C／N比が低く，V／Uが大きい。これらは，藻類などの植物プランクト ンなどを起源とする有機物がやや多いことを示すようである。20cm以深は火山灰質粘土 であるので，このような環境の変化は，噴火の際の降灰による影響も考えられるであろう。

スタノール／ステノール比については，六観音御池ではH／Gは白紫池や大浪池に比べて 低い。V／Uは20cmから大きくなり，dinostanol（c）が多い。大浪池，白紫池のH／G，V／U

は不動池に近い値で，屈斜路湖や阿寒湖のH／G，V／Uより大きい（近藤ほか，1994）。この ようなスタノール／ステノール比（H／G，V／U）が高い理由は不明である。

4．ま

^{と め}

 霧島火山の酸性湖で採取した柱状堆積物，六観音御池36cm，白紫池22．5cm，大浪池10cm の試料に含まれる脂質とくに中性成分の特徴は次の通りである。

 コアー試料には長鎖anteiso一炭化水素，anteiso一アルコール，およびanteiso一脂肪酸は検 出されない。いずれの酸性湖も周囲を閉ざされた貧栄養湖の状態にあり，anteiso一化合物を つくる微生物が活動しないものと推測される。霧島火山の酸性湖では，anteiso一化合物は不 動池にだけ認められる（近藤ほか，1994）。

 n一アルカン，n一アルコール，ステロール組成は，各湖のコアーを通じて陸上の高等植物 起源の有機物が優勢であり，植物プランクトンなど起源の有機物は少ないことを示す。こ れは湖には周囲から植物質有機物が入り込むが，湖内での動植物プランクトンなどが少な い貧弱な生物相を反映している。なお，これらの脂質組成は六観音御池の20cm以深にある 火山灰質粘土には植物プランクトンなど起源の有機物がやや多いことを示している。

 大浪池，白紫池コアー試料でのスタノール／ステノール比（H／G，V／U）は，屈斜路湖

や阿寒湖でのH／G，V／Uよりも大きい。六観音御池では20cm以深ではV／Uが大きくな

り，また4一メチルスタノールであるdinostano1の量が増加する。これらの湖の堆積物に含

まれるスタノールの起源やスタノールが高くなる理由は明らかでない。

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