何がわかるの同位体？
同位体を使って何がわかるでしょうか？
同位体が教えてくれる○○のひみつを紹介します。

１ 章

何がわかるの同位体？

１章

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

はちみつの測定から、研究へ
中

原聖乃（総合地球環境学研究所）
で、もうひとつリュックサックを購入し、はちみ

私は同位体を専門とする研究者ではなく、文化つを日本に持ち帰りました。

人類学を専門とする研究者です。同位体研究についての体験や測定については書けませんが、私のこれほど素朴なボトルに入ったはちみつは初め趣味にも同位体測定を役立てることができることてだったので、フィリピンの人たちの暮らしを思をお伝えしようと思います。

い描きながら、眺めていたのですが、帰国後一かいまははちみつブームだそうです。私もブーム月たっても一向に固まる気配がないのです。ふつに乗って、旅行や出張の折には、当地のはちみつうはちみつと言ったら、寒い冬には結晶化が進み、を探し回ります。お土産専用のお店よりも、スースプーンでガリガリ削って食べなければいけないパーマーケットや市場で求めます。そこには、現のですが…。もしや「混ざりもの入りのはちみつ」

地の人が日常的に使うものがあり、生活の息遣いが感じられるからです。ブラジルでは、ドイツ系移民でブラジルの文化人類学の父と言われる研究者を輩出した家系の農家を訪れ、はちみつを購入しました。どこの場所のはちみつも、花の種類が違うからでしょうか、独特な香り立つはちみつを楽しんでいます。
フィリピン出張でもいつものようにはちみつを求めました。しかし、これが偽物だったのです。
学会も終わり、トライシクルの中で運転手にはちみつを探していると告げると、ちょうど通りか

図 1．所狭しと雑多なものが並べられた市場の様子

かった市場に、はちみつを売っている店がある、というのです。寄り道してもらうことにしました（図 1）。その市場には、新鮮な野菜や雑貨があり、フィリピンの人の台所、という感じを受けました。
探し始めてほどなくすると、あるお店の奥の棚にはちみつがありましたので、購入することにしました。多少、茶色っぽい気がしたが、ペットボトルに売られているのがまたなんとも庶民らしく、つい買ってしまったのです（図 2）。
ところが今回は、リュック一つで出張に来ていました。はちみつは液体物なので、手荷物ではなく、預け入れ荷物として預けなくてはいけません
が、はちみつを入れるバッグがありません。そこ

図 2．棚の奥にひっそりと売られたはちみつ
9陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

人々が被ばくしただけではなく、放射能に汚染された故郷に戻れない人もいます。現在は被害に対して補償金が支払われているものの、補償金への過度の依存や、生活習慣病の蔓延、アルコールやドラッグ問題など、核実験の間接的影響が続いて
図 3．左から、今回測定した日本産はちみつ（A）乾燥前・乾燥後、ブラジル産はちみつ（B）乾燥前・乾燥後、フィリピン産はちみつ（C）乾燥前・乾燥後います。私はこのような影響を、主に現地の人びか？と思い、手元にあった日本産とブラジル産らよかったのに、という気持ちから、結果的に間のはちみつとともに、地球研の安定同位体分析機違った情報も含まれてしまいます。私は間違った器で同位体分析をしてもらいました（図 3）。

情報は情報としての価値がないとは思っておらとへインタビューを行って得られた「語り」によって明らかにしようとしています。ただ、この語りは、単なる思い違いや、あるいはそうであったな

数日後結果が出ました。結果は「混ざりもの入ず、むしろ間違って記憶しているその理由も含めり」どころか、ほとんど「混ざりもの」のはちみての「人びとの記憶」だと捉えています。しかしつでした（図 4）。

ながら、科学的に認められた方法論に裏付けされ思い返すと、棚への陳列の仕方がかなり不自然たデータによって、そうした「語り」とは違う種でした。おかしいと思っても本当のところはわか類の情報が得られれば、それは人々の現状をよりりません。同位体測定ならば、明確に数値化され、多方面から説明することにつながるのではない真偽が出ます。それが同位体測定なのです。

か、とも考えます。補償金の額によって、あるい先ほど、私は文化人類学を専門とする研究者だ

は、核実験の影響を受けた人とそうでない人とのと書きました。いま私は、マーシャル諸島におけ違いによって、食生活や体に取り込まれた化学物

る米国による核実験の被害にあったコミュニティ質は違うのかもしれません。人びとの体にはそのの生活再建について研究しています。核実験で痕跡が残ってはいないのでしょうか。
「昔は、捕っても捕っても魚がいなくならなかった」このような語りを単なるノスタルジーと片付けず、科学的なデータで裏付けることはできないのでしょうか。
趣味から始まった同位体測定への興味。いまは、自身の研究に生かす方法を模索しています。
著者情報
中原聖乃

図 4．はちみつを生産する植物は「C3 植物」と呼ばれ、炭素同位体比（δ13C 値）が低い（図の左の方）のに比べ、混ぜ物に使われるトウモロコシやサトウキビは「C4 植物」と呼ばれ、それら由来の糖の炭素同位体比（δ13C 値）は高い（図の右の方）という特徴があります。今回の分析結果では、80％以上が「混ぜ物」だと考えられました（正式には AOAC 国際規格 Method Number, 998.12に基づく測定法が必要です。今回は簡易的な分析によりました）。

総合地球環境学研究所

オープンチームサイエンスプロ
ジェクト研究員。専門は文化人類学。

 （2020 年 3 月 31 日掲載）
 （2020 年 4 月 7 日改版）

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陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

物質に含まれる時間軸― 生まれ年のワイン ―
石川

尚

人

（海洋研究開発機構）「古いものには価値がある」というのは本当でているかが分かるはずです。

しょうか？ 「もの」によって、あるいは価値を見出す「ひと」によって、答え方は様々かもしれ著者は「1969 年フランス・ボルドー産」といません。ワインはその代表例と言えるでしょう。

うラベルのついたワインの 14C 濃度を測定しましいわゆる「ヴィンテージワイン」のラベルには、た。このワインは、著者の恩師である陀安一郎先原材料となるブドウの収穫年が書かれています。

生が地球研の教授に就任した際に「生まれ年ワイ良質なブドウが収穫された年のワインほど、あるン」として、弟子を含む関係者一同から贈られた

いはじっくり時間をかけて熟成されたワインほものです。お祝い会で参加者がテイスティングをど、高い価値がつくことが多いようです。そして、楽しんだのち、空になったボトルの底に沈んでいそれを逆手に取った様々な偽造ワインが、残念なた残渣をかき集め、乾燥させ、加速器質量分析計がら市場に多く流通しているようです。という機械で試料の 14C 濃度を測定しました。

それでは、ワインの作られた年を科学的に推定

その結果を図 1 に示します。横軸に西暦年、縦し、ヴィンテージワインが本物かどうかを鑑定す

軸に 14C 濃度（Δ14C）をとっています。白と黒のる方法はあるのでしょうか？

プロットで示したのは、1950 年から現在まで、答えは「イエス」
14です。ワインの成分に含まれる放射性炭素（ C）世界中のいろいろな場所で測定された、大気 CO2濃度を測定する、というものです。 C は、米ソの Δ14C 値です（Hyodo et al. 2006）。1950 年代か冷戦時代の 1950~60 年代に、大気核実験を通じら 60 年代半ばにかけて急激に上昇し、その後ゆ14て大気中へ大量に放出されました。1963 年によ   

うやく大気核実験が禁止される頃には、大気中の二酸化炭素（CO2）に含まれる 14C 濃度は、自然状態のおよそ 2 倍まで増えていました。その後、植物や海による吸収などを通じて、大気 CO2 の14C 濃度は減り続けています。
ブドウは、光合成を行って大気 CO2 を吸収しています。そして、大気 CO2 の 14C 濃度は、そのままブドウ（ワイン）の 14C 濃度に反映されます。

図 １．西暦年と大気 CO2 の C 濃度（Δ14C）との関係（白と黒のプロット）。Hyodo et al. (2006) Functional
Ecology より。赤い丸プロットが「生まれ年ワイン」の測定結果。
14

先に述べたように、大気 CO2 の 14C 濃度は年ごとに決まっているので、ワインの 14C 濃度が分かれば、そのワインがいつ収穫されたブドウからでき11陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

るやかに減少する傾向が見てとれます。そして、

文献

気になる試料の Δ C 値は 540±16‰（N＝3）とHyodo F, Tayasu I, Wada E (2006) Estimation of測定されました。これは、図 1 では赤い丸のプロッthe longevity of C in terrestrial detrital foodトの場所に位置しています。この値を、年代測定

webs using radiocarbon (14C): how old areのモデルにあてはめてみると「1968 年 9 月からdiets in termites?. Functional Ecology

1970 年 9 月である確率が 97％以上」という結果

20:385-393.

が弾き出されました。すなわち、贈られたワイン

https://doi.org/10.1111/j.1365-2435.2006.01081.x

14の生産年は 1969±1 年と推定され、ワインのラベ
著者情報

ルに書かれた年の信憑性はかなり高い、と結論づ
14

けられました。大気 C 濃度の年ごとの変化率が石川尚人（海洋研究開発機構生物

大きい 1960 年代のワインだったからこそ、ここ地球化学プログラム研究員）2011年京都大学大学院理学研究科修まで正確に推定できたと考えられます。

了、博士（理学）。2011 年京都大学生態学研究センター博士研究員、2013 年日本学術振興会特別

さて、冒頭の問い「古いものには価値がある研 究 員（ 海 洋 研 究 開 発 機 構 ）、か？」について、ワインが本当に古いかどうかは、2016 年日本学術振興会海外特別14

C で分かると言えそうです。しかし、古いワイ研究員（スイス連邦工科大学チューリッヒ校）などをンには本当に価値があるのでしょうか？

経て 2017 年より現職。

その答

14

えは、残念ながら C では分かりません。自分でワインを飲んで、自分で確かめるしかないのでしょう。はたして、陀安教授にとって「生まれ年ワイン」はおいしかったのでしょうか？

答えが気になる方は、地球研に行ってぜひ聞いてみてください。

12（2020 年 3 月 31 日掲載）

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

髪の毛の安定同位体比からわかる食生活
陀安一郎（総合地球環境学研究所）

1．はじめにす。私たちは、食事からこれらの元素を取り入れ私たち人間が生きていくためには、食べ物を食ているので、私たちも生態系の「食物網」のつなべなければいけません。言うまでもないことです

がりのなかに位置づけられます。特に、「軽元素が、私たちの体は食べ物によって作られています。

同位体」の項で述べる、炭素・窒素同位体比の図

私たちの食べ物は、野菜や果実などの植物、キノを使いますと、食べ物の傾向がわかります。

コなどの菌類、肉や魚などの動物といったように2．日本人の髪の毛の同位体比いろいろあります。しかし、これらはすべて植物が太陽エネルギーを用いて光合成した産物を出発

私たちの体の同位体比を測定するにあたって、点としています。つまり、私たちの体はもとをたよく使われるのが、髪の毛や爪です。これらは、だせば、ケラチンというタンパク質を主成分とし、刻々と二酸化炭素→植物→（動物）→人間成長することからサンプリングもしやすい組織でという経路をたどっています。生物の体を構成す

す。 少 し 前 の こ と に な り ま す が、2007 年 か らる元素は、バクテリアからカビ・キノコ、植物、2010 年に地球研のプロジェクト「日本列島にお動物、もちろん私たち人間も含めてほぼ共通であける人間 ― 自然相互関係の歴史的・文化的検討り、水素（H）、炭素（C）、窒素（N）、酸素（O）、（プロジェクトリーダー湯本貴和教授）」の一環でリン（P）、イオウ（S）といった元素に加え、カ日本の 47 都道府県から 1305 名の方の髪の毛をいルシウムやマグネシウムといったミネラル類でただいて分析しました。その髪の毛の炭素・窒素
髪の⽑
⽜⾁
豚⾁

窒素同位体比（δ15N/‰）

鶏⾁
卵
海産⿂
淡⽔⿂
⾖腐
納⾖
⽜乳
チーズ
⽶
野菜（C3植物）
雑穀（C4植物）
⽜⾁（⽇本）
⽜⾁（⽶国）

⽜⾁（オーストラリア）

炭素同位体比（δ13C/‰）
図 1．1,305 名の日本人の髪の毛および食べ物の同位体比。食べ物の同位体比には髪の毛に対する栄養濃縮係数（「軽元素同位体」の項目参照：髪の毛の場合は、δ13C については 2.5‰、δ15N については 4.1‰）を加えてあるため、単純に比較することができます（Kusaka et al. 2016 を改変）。
13

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

同位体比を測定したところ、全体としてはの方向に行くほど「トウモロコシなどの C4 植物13飼料を餌に育てられた肉類」の影響を受けている15といえます。日本人全体としては流通が発達した

炭素同位体比（δ C）＝−19.4 ± 0.6‰
窒素同位体比（δ N）＝−9.4 ± 0.6‰となりました。

社会で暮らしているので、非常に均一な分布をし次に、いくつかの食べ物の同位体比と比較しまていると見ることができますが、個人としてはどしょう。実際にどのような同位体比を示すかは、ちらよりの傾向があることがわかります。この調同じ食材でも採集された産地、植物では肥料の与査に参加していただいた方には、それぞれ「ご自え方、動物では餌や飼育方法によっても異なりま身の髪の毛の炭素・窒素同位体比」の値をお伝えすので、必ずしもこれが一般的とは言えません。

しましたので、ご自身の傾向がわかったと思いま

ここでは、滋賀県在住の私（陀安）の食卓にのぼす。

る食材、および近辺で購入出来る食材に加え、文次に、年齢・性別を見てみましょう（図 2）。

献値も併せて記載しました。図 1 では、各自の髪女性においては年齢が高くなるほど炭素同位体比の毛の同位体比（青い点）に対して、それぞれの（δ13C）が低くなる傾向がありました。炭素同位「食べ物候補」のうち、より近い方に位置するも体比が低い食べ物は植物性タンパク（C3 植物）のの影響を、より強く受けていると言えます。

ですので（図 1）、女性は年齢が高い方ほど植物性タンパクの影響をより受けているといえます。

ませんが、一般的に「左下」（窒素同位体比と炭一方、男性については、年齢の高い方で窒素同位素同位体比が低い）の方向にいくほど「植物性タ体比（δ15N）に幾分高い方が多くなっていました。

ンパク（C3 植物）」の影響を受けており、「上」（窒

窒素同位体比が高い食べ物は海産魚ですので（図素同位体比が高い）の方向に行くほど「海産魚」

1）、男性については年齢の高い方が、よりたくさの影響を受けており、「右」（炭素同位体比が高い）んの魚を食べておられるのでしょうか。また、男窒素同位体比（δ15N/‰）

炭素同位体比（δ13C/‰）

この図 1 では限られた食べ物のデータしかあり

男性

女性

男性

女性

年齢

年齢

図 2．1,305 名の日本人の髪の毛の年齢・性別の炭素・窒素同位体比（Kusaka et al. 2016 を改変）。年齢に沿って有意な関係があるもののみ線が引いてあります。
14

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

性・女性に関わらず、乳児の方（年齢 =0 の線上et al. 2016）。この中でも海産魚の食事の頻度が窒の点）は、それより年齢の高い子どもさんに比べ素同位体比（δ15N）を高くする効果が一番高いとて高い値を示していました。これは「母乳」の影いう結果が出ました。

響だと考えられます。つまり、お母さんの体の窒
3．国別・時代別比較

素同位体比を反映している「母乳」を消化して体を作ると、栄養濃縮係数のために、乳児の髪の毛最後になりましたが、これら 2007-2010 年の日はお母さんの窒素同位体比よりも高い窒素同位体本人の髪の毛の炭素・窒素同位体比の値は世界的比になります。「軽元素同位体」の項目の図 2 をに見てどのあたりに位置するでしょうか？

参考にすれば、「お母さんの体を食べている」の2007-2010 年の調査では、数は少ないですが、と同じ意味になり、窒素同位体比は仮想的な栄養韓国・モンゴル・インドの方々についても分析し段階につれて高くなっているといえます。

ましたので、図 3 に加筆しました。図 1 のままでこの研究では、髪の毛の同位体分析と同時に、重ねると見にくいので、平均値と標準偏差で簡略「牛肉、豚肉、鳥肉、卵、海産魚、淡水魚、豆腐、化して示しています。

納豆、牛乳、チーズ」の 10 種類の食事を 1 週間に何度食べるか？

インドは「左下」（窒素同位体比と炭素同位体というアンケート調査を行い比が低い）に位置します。これは、先ほど図 1 でました。アンケート結果と、髪の毛の窒素・炭素も説明しましたように、「植物性タンパク（C3 植の安定同位体比の関係を調べたところ、「統計的物）」の影響が多い傾向を示します。一方、モンに有意（p<0.05）」であるものは以下のようにな

ゴルは「左上」（窒素同位体比は高く、炭素同位りました。

体比は低い）という、先ほどは説明しなかった位
13

炭素同位体比（δ C）を高くする方向の食べ物置にあります。これはおそらく、内陸に位置してが牛肉、卵、海産魚で、低くする方向の食べ物が海産物も C4 植物の影響も受けず、ほぼ C3 植物

15

豆腐、納豆でした。また、窒素同位体比（δ N）由来の家畜の影響を受けているからだと考えられを高くする方向の食べ物が牛肉、海産魚で、低くます。韓国は、ほぼ日本と同じ位置にあります。

する方向の食べ物が豆腐、納豆でした（Kusaka

文献データを見ると、米国が先ほど説明した⽇本（2007-2010）
⽇本（1984-1985）

窒素同位体比（δ15N/‰）

⽇本（1930-1950年代）
⽶国
ヨーロッパ
中国
インド
モンゴル
パキスタン
韓国（2007-2010）
インド（2007-2010）
モンゴル（2007-2010）

炭素同位体比（δ13C/‰）
図 3．日本・韓国・インド・モンゴルの 2007-2010 年に採取された髪の毛のデータ（平均値と標準偏差）と、その他の文献値の比較（Kusaka et al. 2016 を改変）。
15

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版「右」（炭素同位体比が高い）の位置にあり、「トof hair. Scientific Reports 6:33122.

ウモロコシなどの C4 植物飼料を餌に育てられた

https://doi.org/ 10.1038/srep33122

肉類」の影響が強いことがわかります。また、歴Minagawa, M. (1992) Reconstruction of human

史的なデータと比較すると、1984-1985 年当時のdiet from δ 13C and δ 15N in contemporary

日本人のデータ（Minagawa 1992）は、より「上」

Japanese hair: a stochastic method for（窒素同位体比が高い）の方にあり、「海産魚」のestimating multi-contribution by double

影響をより強く受けていたことがわかります。ほisotopic tracers. Applied Geochemistry 7:

んの数十年でも人の食べ物の傾向は変わるもの

145-158.

で、これは政府の統計にも出ています。

https://doi.org/10.1016/0883-2927(92)90033-Y「人の髪の毛」の炭素・窒素同位体比は、健康著者情報

診断のように健康状態を表すものではありません
が、個人がどのような食生活を送っているのかを陀安一郎（総合地球環境学研究所

大まかに判断する材料になります。それは、地球研究基盤国際センター教授）1997
年京都大学大学院理学研究科修の物質循環の中で、個人として「どの位置」を占了、博士（理学）。日本学術振興めているかを表すもので、地球の中の「私」を考会特別研究員・日本学術振興会海外特別研究員を経て 2002 年総合える材料になるのではないでしょうか。

地球環境学研究所助手、2003 年
京都大学生態学研究センター助教

文献授・准教授、2014 年より現職。

Kusaka, S., Ishimaru, E., Hyodo, F., Gakuhari, T.,Yoneda, M., Yumoto, T. and Tayasu, I. (2016)

（2020 年 3 月 31 日掲載）

Homogeneous diet of contemporary（2020 年 4 月 7 日改版）

Japanese inferred from stable isotope ratios

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