オゾンホールと生物 - ees.hokudai.ac.jp

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1、南極オゾンホールの発見忠鉢　繁（1984）高緯度で紫外線を増加させる南極海に異変オゾン層破壊による生物への影響東　正剛オゾン層破壊をくい止めるための世界的な取り組み1974　ﾌﾛﾝによるｵｿﾞﾝ層破壊説1984　国際ｼﾝﾎﾟで忠鉢の論文1985３月　ｳｨｰﾝ条約採択５月　ｵｿﾞﾝﾎｰﾙNature誌に1987　ﾓﾝﾄﾘｵｰﾙ議定書1990　ﾛﾝﾄﾞﾝ改正議定書1992　ｺﾍﾟﾝﾊｰｹﾞﾝ改正議定書1997　ﾓﾝﾄﾘｵｰﾙ改正議定書1999　北京改正議定書50ｰ100年後の問題と予測あまり注目されず国際的取組みを確認急速に、緊急性を認識科学ｱｾｽﾒﾝﾄに合わせて、次々

2、と改正オゾン層破壊の科学ｱｾｽﾒﾝﾄ：1998国連環境計画、世界気象機関、米国海洋大気庁、米国航空宇宙局、欧州連合南極のｵｿﾞﾝﾎｰﾙは衰退しないで拡大中。北極の晩冬から春にかけてのｵｿﾞﾝ量も異常に少ない年が増えている。中緯度成層圏のｵｿﾞﾝ減少も顕著成層圏の塩素と臭素の総量は、2000年以前にピークを迎える筈だが、現在も増加中。ﾓﾝﾄﾘｵｰﾙ議定書が完全に実行されれば、最大のｵｿﾞﾝ層破壊は10-20年のうちに起こる筈。しかし、ｵｿﾞﾝ層の回復は、さらにその先。ナンキョクオキアミの激減南極海の食物連鎖第三次消費者シャチ、ヒョウアザラシ、その他第二次消費者クジラ、ペンギ

3、ン、魚類、その他top-downeffect第一次消費者オキアミ、かいあし類、その他bottom-upeffect生産者　　　　　　植物プランクトン光の分類と作用波長<200nm<<280nm<<315nm<<380nm<<720nm<真空紫外線　　　　紫外線C　　　　紫外線B　　　　紫外線A　　　　可視光線　　　　赤外線大　　　　　　　　　　　　　　　　　エネルギー　　　　　　　　　　　　　　　　小光分解作用　　　　　　光回復酵素の活性化　　光合成DNA損傷蛋白質損傷無機物分解UV-Bが有機物と無機物に及ぼす影響高分子　→光分解→　低分子有機物の分解速度が上がる。プラン

4、クトンが利用しやすい物質が増加。生物に有害な活性酸素や過酸化水素が増加。Fe３＋→Fe２＋植物プランクトンが吸収しやすい。紫外線が生物に与える影響個体に与える影響：　研究例多い動物：皮膚病、眼病、免疫力低下植物：光合成阻害単細胞生物：細胞分裂阻害生態系に与える影響：　これからの課題水界における微生物ループ植物と昆虫の相互作用外洋における食物連鎖植物プランクトン動物プランクトン高次消費者溶存有機物粒状有機物無機物ＣＯ２，Ｎ，Ｐ，ｅｔｃ．沈降分解バクテリア紫外線分解原核生物微小鞭毛虫繊毛虫微生物ループUV-Bが植物プランクトンに及ぼす影響DNAやﾀﾝﾊﾟｸ質損傷：光合成阻害色

5、素の漂白細胞の運動力や方向感覚阻害細胞分裂阻害藍藻類の窒素固定阻害東南アジアの稲作地帯でも深刻約1億ｔ／年の窒素固定しかし、UV耐性は種間差が大きい群集は、種構成の変化で対応可能？光の波長と光合成阻害(藍藻Nodulariaspumigena）太陽光による細胞分裂阻害(無殻珪藻Phaeodachylumtricornutum)予　測16%のｵｿﾞﾝ減少植物プランクトンの光合成量5%減年間漁獲量700万トン減藍藻類の窒素固定量10%減稲作地帯だけで、約1000万ｔの窒素肥料に相当紫外線が動物プランクトンに及ぼす影響成体の感受性は種によって大きく異なる。卵期や色素蓄積の不十分

6、な幼生期は、多くの種でUV-B感受性が高い。親への照射が幼生の孵化率や生存率にも影響する。運動能力が高く、UV-Aや可視光線には対応できるが、UV-Bは感知できない。UV-Bが細菌プランクトンに及ぼす影響細菌プランクトン：0.2～２μm色素を生産・蓄積するには小さすぎる。DNAが直接UV-Bに暴露微生物ループへの影響大きい？海洋における補償深度真光層有光層(６００～１，０００ｍ）無光層真光層補償深度までの層光合成　＝　呼吸沿岸海洋：20～３０ｍ遠洋：数十ｍ～１００ｍ光量：海表面の0.1%までUV-Bが0.1%になるのは、補償深度の約4分の１深度陸上生態系への影響評価これ

7、からの課題可視光によって見える様子紫外線によって見える様子オゾン層破壊と温暖化の相互作用オゾン層破壊温暖化陸域：　植物遺体二酸化炭素の増加低温化成層圏海洋・湖沼：　微生物ループ対流圏UV-Bの増加UV-Bの増加