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Topic 1: 石油の起源生物は何か？

植物プランクトンの遺骸が石油の素になっている...という話は良く聞いたことがあると思う。でも，「どの植物プランクトンが？」と考えたことのある人はいるだろうか。私は植物プランクトンとまとめられてしまうのは，彼ら（彼女ら）に失礼だろうと考える。そこで，白亜紀の海洋無酸素事変の時代に海底で静々と堆積したとされる黒色頁岩（ブラックシェール）にその謎を問いかけてみた。

海洋無酸素事変（通称：OAE）とは海洋の底層が広い範囲で無酸素化した（つまり酸素がなくなった）時代である。白亜紀にはこの海洋無酸素事変が何度も起こったと推測されている。ピンと来ないかもしれないが，実は現在の海洋の底層は酸素が豊富に存在している。これは海洋のベルトコンベアーと呼ばれる循環システムがあるからで，現在ではグリーンランド沖や南極周辺で冷たくて重く酸素に富む表層水が底層に向かって沈み込んでおり，それらが海洋底層を流れることで地球上のほとんどの海の底層は酸素に満ちている。一方で，火山活動が活発で大気中の二酸化炭素量（温室効果ガス）が多かったために非常に温暖な時代であったとされてる白亜紀の海は，どこの海でも水温があまり変わらなかったと考えられており，沈み込む場所が失われて，海洋の大循環が停滞したよどんだ海（成層化した海）であったと考えられている。そうすると，海洋底層に酸素が行き届かなくなって無酸素化が進む。

循環の停滞に加えて，海洋表層での基礎生産（一次生産）の増大も無酸素化の原因とされる。海洋でいえば，植物プランクトンがたくさん増えて，たくさん光合成を行なって，たくさん有機物をつくること ＝ 海洋基礎生産の増大である。つまり，たくさんの有機物が表層から底層に向かって降ってくるわけである。大量に降り積もるマリンスノーを想像してくれればありがたい。ただでさえ酸素が乏しい白亜紀の海では，このようなことが起こるとさらに大変なことになる。というのも，有機物が分解するためにも酸素が使われてしまうからである。そういうわけで，非常に温暖な白亜紀の海洋ではしばしば無酸素化が起きた。そして，この時にたまった大量の有機物（≒ヘドロ）こそ，石油の素なのである。

さて，本題である。じゃあ，その大量の有機物を作った生物は何なのか？と問われて...「植物プランクトン！」と答えるのはイヤな私はガムシャラに研究を進めてきた。目に見えない有機分子や，下の写真のような目に見えてもモヤモヤして分からない何かだったり，顕微鏡でやっと観えるような超小さな化石たちがそれを少しだけ教えてくれた。

私たちの研究（Ando et al., 2017, Organic Geochemistry）において，白亜紀海洋無酸素事変の黒色頁岩を用いて，この渦鞭毛藻に由来するジノステロイドの存在比を検討したところ，いくつかの無酸素事変時には，渦鞭毛藻が主要な基礎生産者であったことが分かってきた。したがって，白亜紀の急激な環境変動（地球温暖化や海洋の成層化）に伴って，渦鞭毛藻が増加し，生産を活発に行ない，大量の有機物を海底に蓄積した可能性がでてきた。特に海洋の成層化と富栄養化が促進されたと考えられる時期（OAE1b）で，ジノステロイドの割合が大きく，そのような環境は現在の沿岸域において赤潮を起こすような渦鞭毛藻が好む環境と一致する。（多少言い過ぎだが）もしかすると，過去の赤潮によって海底で蓄積されたヘドロが我々が用いている石油の起源になっているのかもしれない。

Topic 2: ナゾがナゾをよぶ「アクリターク」の世界

アクリターク（Acritarch）という微化石をご存じの方は，よっぽどの化石マニアかプレカンブリア時代や古生代といった大昔に興味のある方々だろう。かくいう私もそのアクリタークに魅了されたマニアな研究者であるのだが...。

アクリタークを語る前に微化石（Microfossil）の話をしよう。日本の微化石研究の王道といえば，石灰質の有孔虫やココリス（円石藻），ケイ酸質の珪藻や放散虫で，あとは花粉・胞子，コノドントといったところだろう。なかでも有孔虫は同位体測定ができることから，地球化学の研究でも有用な生物群であり，多くの研究者がこれまで対象としてきた。一方，日本は遠洋性堆積物であるチャートが付加体として広く分布しているため，放散虫の研究も盛んだ。もちろん比較的新しい堆積物では，現在の海で隆盛を極めている珪藻の研究は欠かせない。花粉・胞子は特に第四紀以降の植生変化（≒気温変化）を語るうえで重要である。

さて，日本は水産業が盛んな国である。そのため，日本では微古生物学と少し外れて，より解明が急務な水産学の分野で，ここまで話にでてきていない微化石の代表格ともいえる渦鞭毛藻シスト（Dinocyst）が利用されてきた。この渦鞭毛藻シストや花粉・胞子を含む生物に由来する有機質の殻や膜組織をパリノモルフ（Palynomorph）とよぶ。パリノモルフは，抵抗性の有機高分子で構成されるため，酸・塩基そして有機溶媒に不溶であり，堆積岩でも保存されやすい。アクリタークは，このパリノモルフのうち，起源が不明なものの総称である。その定義上，現在の海洋底や湖底の表層堆積物からもみつかる。つまり，アクリタークは今もどこかで何者かによってつくられ，海や湖沼に沈んでたまり続けている。また，アクリタークは，最古の生物化石としても知られ，古生代前半ではメジャーな生物群だったと考えられている。遥か昔からナゾの殻が世界中で海や湖の底に降り注いでいるなんて，ちょっとしたホラーだ。

私は，このアクリタークの起源生物を解き明かす研究をしている。上の文章のせいで若干オカルトじみてしまったが，いたって真面目な研究だ。きっかけは，Topic 1にもある海洋無酸素事変の研究だった。実は過去の海洋無酸素の時代の地層からは，極微小なアクリタークがたくさんみつかる場合がある。例えば，海洋無酸素事変 1a（OAE1a）の堆積岩からは，プラシノ藻ファイコーマと形態的に類似したSphaeromorph acritarchが多く産出することが明らかになった (Ando et al., 2022, Palaeo3)。しかし，これらの起源はいまだに不明であり謎に包まれている。
太古のアクリタークの起源を知る（「アクリターク」を「アクリターク」でなくする）ためには，現在の海や湖沼で降り積もっているアクリタークを1つ1つ調べていく必要がある。なかには固い殻のなかで生きている場合もあるので，DNAを分析する。また，最近は高分子構造を利用した手法も開発されつつある。現在，いろいろな戦略をたててながら研究を進めているところである。

Topic 3につづく