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海洋南極のエコロジー氷河における氷晶石穴生態系のビオトープとバイオセノシス
Biotope and biocenosis of cryoconite hole ecosystems on Ecology Glacier in the maritime Antarctic.
PMID: 32408434 DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.138112.
抄録
南極大陸の氷河生態系は、近年大きな関心を集めているにもかかわらず、その海洋生態系についてはほとんど知られていない。本研究では、エコロジー氷河（キングジョージ島）の氷晶石堆積物と氷晶石孔に関する記述的データを提示し、3つの主要な目的を達成することを目的としている。(a) 微生物群集の主な真核生物（藻類、無脊椎動物）と原核生物（シアノバクテリア）の構成要素を特定すること、(b) 群集の構成、有機物、人工的汚染の「ベースライン」を提供すること、(c) 群集の形成に重要と思われる主要な生物学的要因を特定することである。クライオコナイト穴は、2017年1月、オーストラル夏の中期にエコロジー氷河の高度勾配に沿ってサンプリングされました。標高の低い場所に位置する氷晶石の穴は、中・高地に位置する穴よりも深さがあった。堆積物中には、0.79～5.37μg/cmのバイオマスを持つ藻類と藍藻類の17種が確認された。藻類のバイオマスは、葉緑藻類や藍藻類に比べてBacillariophyceae Microcostaus sp.の方が有意に高かった。また、3種のロティファー（潜在的には2種の新種）と、初めて氷河に生息するアカリ（懸濁液フィーダー、Nanorchestes nivalis）を発見した。有機物含有率は5.4%から7.6%であった。調査した人工放射性核種はCs, Pu, Pu, Amであった。Pbは有機物含有量と関連していると考えられる。全体として、エコロジー氷河の氷晶石の穴は、生物多様性のホットスポット、有機物の供給源、放射能追跡のためのマトリックス、海洋南極の超氷河生態系の変化を観測するモデルとしての役割を果たすユニークな生息地を提供している。
Despite recent great interest in glacier ecosystems in the continental Antarctic, little is known about their maritime counterparts. Our study presents descriptive data on cryoconite sediments and cryoconite holes on Ecology Glacier (King George Island) to accomplish three main objectives: (a) to identify main eukaryotic (algae, invertebrates) and prokaryotic (cyanobacteria) components of microbial communities; (b) to provide a "baseline" of community composition, organic matter and artificial contamination; and (c) to identify key abiotic factors that might be important in community assembly. Cryoconite holes were sampled along an altitudinal gradient of Ecology Glacier in January, mid Austral Summer 2017. Cryoconite holes located in lower altitude were deeper than those located in the middle and the highest altitude. Seventeen species of algae and cyanobacteria with biomass of 0.79 to 5.37 μg/cm have been found in sediments. Dominant species were cyanobacterial Pseudanabaena frigida and Bacillariophyceae Microcostaus sp. Biomass of Bacillariophyceae was significantly higher than that of Chlorophyta and Cyanobacteria. We found three species of rotifers (potentially two new to science) and for the first time a glacier dwelling Acari (suspension feeder, Nanorchestes nivalis). Organic matter content ranged from 5.4% to 7.6%. Investigated artificial radionuclides included Cs, Pu, Pu and Am. Pb seems to be related to organic matter content. Overall, cryoconite holes on Ecology Glacier present unique habitats that serve as biodiversity hotspots of psychrophiles, source of organic matter, matrices for radioactivity tracking and model for observing changes in supraglacial ecosystems in the maritime Antarctic.
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