表層海洋における粒子状有機炭素と窒素の比率の地域的変動

要旨 プランクトン群集における定常元素比率の概念—レッドフィールド比—は、海洋生物地球化学において中心的な重要性を持っています。最近、いくつかの研究がプランクトンのC:PおよびN:P比率における地域の違いを示しています。しかし、C:N比率に関する潜在的な系統的変動についてはあまり知られていません。本研究では、海洋水柱の上部200メートルから取得された40,482の全球分布サンプルの粒子状有機炭素と窒素の比率の分析を示します。粒子状有機炭素と窒素の濃度は非常に高い相関関係 (R² = 0.86) にあり、中央値は6.5です。人工ニューラルネットワーク分析を用いて、環境条件の違いに関連するC:N比率の地域的変動を見出しました。この比率は、温暖なオリゴトロフィック渦と比較して、上緯度の冷水や湧昇地域で低くなっています。栄養供給比率の違いに関連する可能性のある大洋渦間の重要な違いを見つけました。細胞ソーティングを用いて、Prochlorococcus、Synechococcus、およびピコ真核生物の野生集団のC:N比率も定量化しました。この分析は、ピコ植物プランクトン系統がバルク粒子状材料よりも有意に高い比率を示すが、互いにはわずかに有意に異なることを示しています。したがって、海洋渦におけるピコ植物プランクトンの優位性は、これらの地域で観察される比率の上昇に寄与している可能性があります。全体として、40,482のサンプルから導かれた中央値のC:N比は、古典的なレッドフィールド比に近いですが、この値からの有意な地域的偏差が観察されています。これらの違いは、海洋生物地球化学および海洋の炭素と窒素のサイクル間の地域的結合にとって重要である可能性があります。