長崎大学教養部紀要(自然科学篇) 第34巻 第2号 121‑132 (1994年1月)
対馬・浅茅湾および三根湾表層堆積物中の渦鞭毛藻シスト群集 松岡數充・李埈佰
(受理: 1993年10月26日)
Dinoflagellate cysts in surface sediments of Aso Bay and Mine Bay in Tsushima Island, West Japan
Kazumi MATSUOKA and Joo‑Baek LEE
Abstract
Four bottom samples collected from Mine Bay and Aso Bay in Tsushima Island are provided for dinoflagellate cyst analysis.The dinoflagellate cysts in these samples consist of gonyaulacoid, tuber‑
culodinioid, peridinioid and gymnodinioid species. Among them, gonyaulacoid cysts (Spiniferites spp., cyst of Protoceratium reticulatum and Lingulodinium machaerophorum) and peridinioid cysts (Brigantedinium spp., Selenopemphix quanta, Trinovantedinium capitatum and Votadinium carvum) are dominant and occupy mostly half of the total population. Two PSP causative dinoflagellates, Alexand‑
num. catenella/tamarense and Gymnodinium catenatum cysts are found in the sediments. The number of
Alexandrium cysts containing fresh protoplasm is more than 8 × 10^3 cysts in 1ml sediment, which pro‑
bably indicates that these cysts were produced just after a big bloom of Alexandrium. The proportion of G. catenatum is very low (approximately 0.3% in AS‑3).
The alpha diversities of samples are calculated on the bases of cyst number and species number.
By using the regression equations between surface temperatures and alpha valus of dinoflagellate cysts, summer and winter surface water temperatures around Tsushima Island are estimated. The dif‑
ference between both of the calculated and directly observed surface water temperatures around Tsushima Island falls within 3℃ in range, which is nearly similar in the case of Nagasaki Bay and Omura Bay. This strongly suggests that the regression equation between alpha values and surface water temperatures is useful for reconstructing a coastal paleoenvironment after adequate modifica‑
tion in future.
*国際学術研究(04045041) 「対馬暖流域の生物地理」研究業績No. 5 1 )長崎大学教養部地学教室
Department of Geology, Faculty of Liberal Arts, Nagasaki University, Japan
2 )済州大学校海洋科学大学海洋学科
Department of Oceanography, College of Ocean Sceinece, Cheju National University, Republic of
Korea
122
対馬・浅茅湾および三根湾表層堆積物中の渦鞭毛藻シスト群集はじめに
渦鞭毛藻シストは沿岸域の表層堆積物中に多産し,またその種類も多様であることから,近年 しばしば沿岸域の古海洋環境の復元に活用されるようになってきた.それらの研究の多くは種組 成の変化が環境の変化を反映しているとの見解に立脚している.松岡(1985)やMatsuoka(1992) は渦鞭毛藻シストに基づく古環境変遷の研究についての基礎的資料をえるなかで,日本周辺の表 層堆積物に含まれる渦鞭毛藻シストの種多様性,とくにα値(Fisher's species diversityindex:
Williams 1947)がその海域の表層水温と強い相関のあることを兄いだした.これは群集組成の 多様性を環境変遷の復元に利用することができる可能性を示唆している.
ところで従来の研究(松岡1985 ; Matsuoka 1992)では対馬沿岸の表層堆積物は検討の対象 とされていなかった・今回の共同研究を通して対馬西部の浅茅湾および三根湾の表層堆積物中の 渦鞭毛藻シストを研究する機会をえた・その結果,対馬における現世の渦鞭毛藻シスト群集の特 徴を明らかにすることができた・さらにその資料を用い,従来の研究でえた表層部の水温と渦鞭 毛藻シストの種多様性の関係を示す式の妥当性を検討することができた.
試料採取域と分析方法
浅茅湾は東シナ海から東方に向かって対馬に侵入し,それを南北に分ける.またリアス式の海 岸線を備え,支湾の多い湾である・試料(AS)はそれらの支湾のひとつ,黒崎湾の水深20mの 海底から採取された.三根湾は上対馬西
岸から北東方向に細長く入り込んだ内湾 である.試料(TM)はその湾奥部の水 深7mの海底から採取された(Fig. 1 ).
表層堆積物の採取には,長さ32C皿,内径1.
1cmのアクリルパイプを着装した投げ込 み式のTFO式コアラーをもちいた.
採取した堆積物の上部2 cmを分析用試 料とし,渦鞭毛藻シストを含む有機質徴 化石の抽出には現世パリノモルフの分析 方法(Matsuoka et at 1989)を適用した.
精製試料の1!10を検鏡の対象とし,そ れに含まれる渦鞭毛藻シストの種とその 個体数を求めた.観察にはオリンパスB H 2型顕微鏡にノマルスキー型微分干渉 や位相差光学系を着装し, 200倍から400 倍の倍率で行った.
Fig. 1 Sampling locations and the current
system around the Japanese Island.
松岡教充・李竣栢
莱
123
1 )渦鞭毛藻シスト群集の概要
渦鞭毛藻シストは三根湾では堆積物1 mlあたり720から1000個体が,浅茅湾では3180から3390 個体が検出された.渦鞭毛藻シスト群集の内容は三根湾ではゴニオラコイドグループが51%か
ら32%,ペリディニオイドグループが41%
から58%,ギムノディニュウムグループが 8%から10%を占めている.浅茅湾ではゴ ニオラコイドグループが56%から45.2%, ペリディニオイドグループが34.3%から 46.3%,ギムノディニオイドグループが 8.2%から9.4%を占めている.またチュバ クロディニオイドグル‑プも0.3%ほど含 まれている. AS‑3ではさらに少量では あるが,ギムノディニオイドグループに属 し麻弾性貝毒(PSP)を生産するGym‑
nodinium catenatum Grahamも全体の1%
はどの割合で検出された.またAS‑1で は楕円形で透明のシスト壁をそなえ,新 鮮な原形質で充填されかつ赤燈色頼粒 を含むシストが堆積物lmlあたり8900個 体検出された.形態からはAlexandnum catenella (Whedon et Kofoid) BalechかA.
Gonyaulacoid車Tuberculodinioid 醜Peridinioid国Gymnodinioid
Fig. 2 Relative frequency of major dinoflagellate cyst groups.
tamarense (Lebour) Balechのシストと考
ぇられるが,そのいずれかは今回の資料からは判断できない・なおこれらのシストは発芽後には 堆積物に保存されることはないので,先に述べた渦鞭毛藻シスト群集の相対頻度を算出する母数 からは除外した.
2)得られたα値
渦鞭毛藻シストの種多様性を明らかにする目的でFisher's αを求めた・ α値は各試料からえた 個体数(N)と種数(S)から次式によって算出される(Williams 1947).
S‑αln[̲ 1 +(N!α)]
得られたα値は三根湾では7.0から7.05,浅茅湾では5.25から6・7である(Table 1).
考 察
1)渦鞭毛藻シスト群集
対馬より南方の大村湾や長崎湾の渦鞭毛藻シスト群集ではゴニオラコイドグループが優占し, 比較的多くのTuberculodinium vancampoae (Rossignol) Wall (0. 7%‑10. 5%)やPolyknkos
124
対馬・浅茅湾および三根湾表層堆積物中の渦鞭毛藻シスト群集shcwartzii Butschli (0. 1%‑12. ¥%)が伴われている(松岡1985).三根湾と浅茅湾の表層堆積 物中の渦鞭毛藻シスト群集ではゴニオラコイドグル‑プとペリディニオイドグループが優占し, それらがほぼ同じ割合で産することが特徴的である.ペリディニオイドグループでは種まで決定 できないが,少なくとも4種を含むBrigantedinium属(B. aulanteum, B. cariacoense, B. grande, B. simplex)が多産し, Selenopemphix quanta (Bradford) Matsuoka, Trinovantedinium capitatum Reid, lfotadinium carvum Reidがこれに次ぐ.類似の群集組成は過去約3000年以前から継続した 債向であることが三根湾海底下のボーリング試料の分析結果(松岡1992)と比較することから 知ることができる.
2)有毒種のシスト
G. catenatumのシストは対馬周辺海域から始めて確認された(AS‑3).全渦鞭毛藻シスト数 に対する相対頻度は1%程度と少ないが,これがそのまま逆泳細胞の存在比率を示しているので はない. Dale etal.(1993)はG. catenatumのシストが遊泳細胞数に比較して極めて少量しか堆 積物中に保存されないと推察し, Matsuoka and Fukuyo (in press)も西日本沿岸の表層堆積物 の分析結果からG. catenatumシストにこのような債向が認められることを明らかにした.した がって浅茅湾でG. catenatumシストが検出されたことは,将来この海域に本種が異常増殖(赤 潮)し,それに伴う貝毒(PSP)発生の可能性を考えておく必要がある.
Alexandriumシストの出現数も極めて異常である.計数には新鮮な原形質を保有していたシ ストのみを対象としたので,実際にはここに示す個体数以上のシストが堆礫物中に存在していた ことは確実である.和歌山県田辺湾や茨城県鹿島沖では堆積物1ml中に2 × 104のAlexandrium 属のシストが検出された記録(和歌山県1985;松岡未公表)があるが,これらはいずれもA catenellaもしくはA. tamarenseの異常増殖(赤潮)後である.異常増殖が起きていない時期の 表層堆積物には通常102‑のシストが検出されている(Fukuyo 1985,竹内他1990).このような 観察記録を基にすると, AS‑ 1のAlexandriumシスト数は比較的最近にこの海域にA.
catenellaもしくはA. tamarenseの異常増殖(赤潮)があり,さらに貝毒が発生していたことも 考えられる.しかしシストの形態からはいずれの種であるかは断定することができないので,種
の決定には生シストの培養から得た遊泳体の詳細な観察が必要である.
3 )種多様性と表層部の海水温度
Matsuoka(1992)は対馬暖流の流域にある閉鎖系内湾域から得たα値と表層部の水温とに強い 相関関係を兄いだし,その関係式を示した.夏季ではY‑‑7.74551+0.566065X(X:水温, Y:α 値),冬季ではY‑2.48013+0.241523Xである.これらの式と今回えたα値から対馬での夏季と 冬季の表層部の水温を推定した(Table 1). AS‑ 1は他の3点と比較して各時期の水温がや や低くでているが, 4点を単純に平均すると夏季では25.2℃を,冬季では16.7℃となる.潅洋環 境図(海洋資料センター1975)から対馬周辺の夏季および冬季の水温を読み取ると,それぞれ25.5
℃と14℃である.また井上他(1985)によると,それぞれ27‑26℃と14‑13℃である. α値を基
に得た水温とこれまでの記録とを比較してみると,夏季の値ははは適切な値と見なしうるが,冬
季の値がやや高く算出されていることになる.
6
B q d j B s . j a q s i h
65
B U d T B S J 9 貞 S T h
Fig. 3 The correlation between the Fisher s species diversity(α)and the
water temperature in the Aso Bay and Mine Bay, Tsushima Island.
The regression equations are after Matsuoka (1 992).
126
対馬・浅茅湾および三根湾表層堆漬物中の渦鞭毛藻シスト群集この違いを評価するため にMatsuoka(1992)の回 帰式を得るのに使われた長 崎湾と大村湾の資料に基づ いて,それらの湾の実際の 水温どこの回帰式から得ら れた水温との比較を試み た.長崎湾では回帰式から 得られた水温は夏季が23. 4
℃,冬季が12.4℃であるが, 実際にはそれぞれ24.75℃
と15.25℃である.その差 は夏季で1.35℃低く,冬季
Table 1 Fisher's species diversity (α) and the surface
water temperatures of summer(ST) and winter(WT) in the Aso Bay and Mine Bay, Tsushima Island.
N S α W T (℃) S T (℃)
三 根湾 (T M 1 ) 10 0 1 9 7 .0 18 .7 2 6 .0
(T M 3 72 1 7 7 .05 18 .9 2 6 .1
浅 茅 湾 A S 1 33 9 2 2 5 .2 5 ll .5 2 3 .0
A S 3 ) 3 18 26 6 .7 17 .5 2 5 .5
平 均＼ ＼ 16.7 25.2 海洋環境図＼ ＼ ＼ 14.0 25.5
沿 岸 海 洋 誌 13 ‑ 14 26 ‑ 27
で2.85℃低くなる.大村湾
では回帰式から得られた水温は夏季が24.8℃冬季が15.8℃であるが,実際にはそれぞれ24.0℃と 13.8℃であり,その差はそれぞれ0.8℃高く, 2.0℃高い.このように計算の基礎になった回帰式 を用いても,最大で約3℃の差が認められる.対馬では夏季よりも冬季にその差が著しいが,長 崎湾や大村湾で認められる差の範囲内にあるといえる.これはα値と表層部の海水温が対馬の 資料を入れてもやはり強い相関のあることを示しており,この回帰式は表層部の水温の推定に有 効であることが示唆される.但しこの回帰式をより有効なものするためには,対馬暖流沿岸のさ
らに多くの地点で分析を行うことが必要である.
文献
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対馬・浅茅湾および三根湾表層堆積物中の渦鞭毛藻シスト群集
醸fI
,''I"二書覇‑十二T
Explanation of Plates Plate 1
Figs. 1 ‑ 3 Spiniferites bulloideus (Deflandre et Cookson) Sarjenatsensu Wall. 1, Loc. AS‑1, a; dorsal surface, b ; optical corss section, c; ventral surface. 2, Loc. AS‑ 1, a; dorsal surfce, b; optical cross sec‑
tion. 3, Loc. AS‑1, optical cross section.
Fig. 4 Spiniferites hyperacanthus (Rossignol) Sarjeant, Loc. AS‑ 1, optical cross section.
Fig. 5 Sptniferites cf. bentori (Rossignol) Wall et Dale, Loc. AS‑3, a; optical cross section, b; ventral sur‑
face.
Fig. 6 Spiniferites ramosus (Ehrenberg) Loeblich et Loeblich sensu Wall, Loc. AS‑3, a; ventral surfcae,
b; optical cross section, c; dorsal surface.
All figs. × ca. 760.
松岡教充・李
Plate 2
Fig. 1 Cyst of Protoperidinium subgen. Archeperidinium sp., Loc. ASニ 1, dorsal surface showing com‑
pound intercalary archeopyle.
Figs. 2 ‑ 3 Brigantedinium cariacoense (Wall) Reid, 2 ; Loc. AS‑1, dorsal surface, 3 ; Loc. AS‑1, dorsal surface showing an attached operculum.
Fig. 4 Selenopemphix nephroides Benedek, Loc. AS‑1, a; oblique antapical view, b; showing intercalary archeopyle, c ; oblique apical view.
Fig. 5 Selenopemphix quanta (Bradford) Matsuoka, Loc. AS‑ 1, a; antapical surface, b; optical cross sec‑
tion.
Figs. 6 ‑ 8 Votadinium carvum Reid. 6 ; Loc. AS‑1, dorsal surface showing enlarged intercalary ar‑
cheopyle, 7 ; Loc. AS‑3, living cyst filled with protoplasm, 8 ; Loc. AS‑3, optical cross section.
All figs. × ca. 760.
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対馬・浅茅湾および三根湾表層堆積物中の渦鞭毛藻シスト群集Plate 3
Figs. 1 ‑ 2 Trinovantedinium capitatum Reid, 1 ; Loc. AS‑1, a; optical cross section, b; ventral surface showing flagellar scars, c; dorsal surface showing an intercalary archeopyle. 2 ; Loc. AS‑3, a; ventral surface, b; optical cross section, c; dorsal surface.
All figs x ca. 760.
松岡教充・李竣栢
Plate 4
Figs. 1 ‑ 2 CystofCochlodiniumsp. sensuFukuyo, 1 ; Loc. AS‑1, orientationunknown, 2 ; Loc. AS‑
3, orientation unknown.
Figs. 3‑4 Cyst ofPolykrikosschwartziiButschli, 3 ; Loc. AS‑1, 4 ; Loc. AS‑1, a; optical cross section, b ; showing surface ornaments.
All figs x ca. 760.
対馬・浅茅湾および三根湾表層堆積物中の渦鞭毛藻シスト群集
