| 1生物地球化学とはどんな学問か 1 |
| 1.0その背景 1 |
| 1.1初期生命の証拠 3 |
| 1.1.1化石と堆積岩 4 |
| 1.1.2現在の生物の遺伝子解析 6 |
| 1.2生命誕生のシナリオ 7 |
| 1.2.1生命の起源 9 |
| 1.2.2異なる考え(宇宙起源説) 10 |
| 1.3地球の変遷史と生物の進化 12 |
| 1.3.1原始バイオームの時代 14 |
| 1.3.2真核生物の出現(共生) 16 |
| 1.3.3生物界のビッグバン(食物網の登場) 18 |
| 1.3.4生物多様性発展の時代(生態系の分化) 19 |
| 1.3.5脳の時代(ヒトの出現から現在まで) 21 |
| 1.3.6これからヒトの進化の道への回帰 22 |
| 1.4生態学,有機地球化学との接点 23 |
| 1.5生物地球化学の成り立ち 26 |
| 1.5.1研究課題 27 |
| 1.5.2研究の現状 28 |
| 参考文献 30 |
| 2生物の元素組成 32 |
| 2.1化学元素の生物地球化学 32 |
| 2.2生物体における元素の役割 33 |
| 2.3代表的生物種における多元素組成 38 |
| 2.4生物体の元素組成の指標性 54 |
| 2.5生物体の元素組成の規則性 60 |
| 参考文献 66 |
| 3物質循環に果たす生物の役割 68 |
| 3.1生物圏 68 |
| 3.2生物圏の領域 69 |
| 3.2.1大気圏 70 |
| 3.2.2海洋圏 71 |
| 3.2.3陸圏 74 |
| 3.3生物圏を構成する生物と栄養塩 77 |
| 3.3.1独立栄養生物の発生 79 |
| 3.3.2高等植物 80 |
| 3.3.3動物 82 |
| 3.3.4細菌類(バクテリア) 83 |
| 3.3.5窒素固定性微生物 84 |
| 3.4一次生産,純一次生産,新生産,輸出生産 85 |
| 3.5食物連鎖 86 |
| 3.6分解再生と微生物活動 88 |
| 3.7生物ポンプと微生物ループ 89 |
| 3.8生物地球化学的物質循環 91 |
| 参考文献 91 |
| 4生物圏における安定同位体の挙動 93 |
| 4.1同位体組成の測定方法 94 |
| 4.2軽元素安定同位体の分布 96 |
| 4.3生物圏における同位体効果,同位体分別 100 |
| 4.3.1同位体効果 100 |
| 4.3.2動的同位体効果,レイリーの蒸留式 100 |
| 4.3.3連続する反応系での見かけ上の同位体効果 104 |
| 4.4光合成による炭素同位体分別 105 |
| 4.4.1光合成経路 105 |
| 4.4.2C3植物による炭素同位体分別 107 |
| 4.4.3C4植物による炭素同位体分別 108 |
| 4.4.4CAM植物による炭素同位体分別 109 |
| 4.4.5植物プランクトンによる炭素同位体分別 110 |
| 4.4.6植物の炭素同位体分別からわかること 112 |
| 4.5同化過程における窒素同位体分別 115 |
| 4.6生体構成成分の同位体組成 119 |
| 4.6.1有機物の炭素・窒素同位体組成 119 |
| 4.6.2植物の水素同位体組成 123 |
| 4.7分解・無機化過程における同位体分別 128 |
| 4.8温室効果ガス(メタン,一酸化二窒素) 131 |
| 4.9食物連鎖に伴う安定同位体組成の変化 138 |
| 参考文献 140 |
| 5安定同位体による生物環境の理解 144 |
| 5.1生物遺骸炭酸塩の酸素同位体による環境温度の復元 144 |
| 5.1.1同位体交換における同位体効果を利用した水温の復元 144 |
| 5.1.2酸素同位体による氷床量変化の編年 147 |
| 5.2海底堆積物中の陸上有機物の寄与率推定:起源の異なる2種類の有機物の混合 149 |
| 5.3海洋窒素のδ15Nから窒素固定と脱窒のバランスを評価する 153 |
| 5.4アイソトープバロメトリー(同位体による大気CO2分圧の計測) 159 |
| 5.4.1海底堆積物から大気CO2分圧を復元する 159 |
| 5.4.2海洋有機炭素のδ13CとCO 2160 |
| 5.4.3古海洋における二酸化炭素分圧の復元(paleobarometry) 163 |
| 5.4.4まとめ 168 |
| 5.5安定同位体比による生態系の構造解析 169 |
| 5.5.1研究手法の背景 169 |
| 5.5.2動物の摂餌と同位体分別 170 |
| 5.5.3食物資源の系統分析 173 |
| 5.5.4栄養段階分析 173 |
| 5.5.5食資源の利用率推定 175 |
| 5.5.6雑食度(食物網の複雑度)の推定 179 |
| 5.5.7問題点と課題 180 |
| 5.6炭素・窒素同位体による古代人の食性分析 181 |
| 5.6.1食性分析の目的 182 |
| 5.6.2原理と同位体化学 182 |
| 5.6.3試料と分析方法 183 |
| 5.6.4同位体組成の評価法 185 |
| 5.6.5日本先史人の食性復元の結果 190 |
| 5.6.6課題と展望 197 |
| 参考文献 198 |
| 6生物地球化学の今後に向けて 201 |
| 6.1フィールド科学としての生物地球化学 202 |
| 6.2手法としての安定同位体分析 206 |
| 6.3総合研究へ 207 |
| 参考文献 208 |
| 和文索引 209 |
| 欧文索引 215 |
