Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

海溝 / 海山沈み込み / 底生生物 / 遺伝的分化 / 種分化

７月に実施された学術研究船「新青丸」の研究航海で東京大学大気海洋研究所に新たに導入された深海用ビデオカメラを用いて、13回の３ｍビームトロールによる深海底生生物採集状況を撮影した。ビデオ映像を確認したところ、これまで考えていたより早いタイミングでトロールが着底しており、ケーブルワイヤーの最終繰り出し線長を短くすることで作業時間を短縮できることが判明した。3月に実施された学術研究船「白鳳丸」の大規模改造後の生物系完熟（試験）航海で、令和4年度の航海で用いる予定の４ｍビームトロール、３ｍAgassiz型トロール、深海用そりネットの動作確認をおこなうとともに、新しい曳網方法が有効であることをピンガーおよびトランスポンダーを用いた海中でのトロール位置のリアルタイムモニタリングおよび深海用ビデオカメラ映像により確認した。マルチプルコアラー採泥器については、別の試験航海で動作に問題ないことが確認されている。
東京大学大気海洋研究所や国立科学博物館に保管されている過去の航海の底生生物標本から、日本海溝・千島海溝および周辺海域の標本を選別・整理し、情報をデータベース化する作業を継続した。そうした標本を用いて主要動物群の新種記載、ミトコンドリアDNAの全長塩基配列決定、分子系統解析をおこなった。ドイツの研究船「SONNE」による千島・カムチャッカ海溝航海で採集された標本を用いたカイコウツムバイ類の形態と分子系統解析から多くの未記載種の存在と超深海への進出過程が明らかになった。
令和４年秋に予定されている「白鳳丸」による千島海溝・日本海溝研究航海に関するメールでの議論やオンライン会議をおこない、航海計画を作成した。また、令和4年夏に予定されている「SONNE」のアリューシャン海溝調査航海に研究員を派遣することが決まり、オンライン会議でサンプル配分や共同研究に関する協議に参加し、準備を進めた。

日本列島 / 琉球列島 / 干潟 / 巻貝類 / 分子系統学 / 系統地理学 / 保全生物学 / ミトコンドリアDNA / イボウミニナ / フトヘナタリ科 / 遺伝的分化 / 奄美諸島 / リュウキュウウミニナ / ウミニナ / 種分化 / 朝鮮半島 / ホソウミニナ

日本列島、琉球列島およびアジア大陸の干潟に生息するBatillaria属(ウミニナ類)およびCerithidea属(ヘナタリ類)の巻貝全種を対象に、その系統関係とれぞれの種の集囲構造をミトコンドリアDNAの塩基配列に基づいて解析した。
Batillaria属では、唯一プランクトン幼生期を持たない直達発生種であるホソウミニナについて、韓国の集団と日本列島の集団との遺伝的関係を解析したところ、少なくとも比較的最近(最終氷期末)まで交流があった事が示された。またウミニナとリュウキュウウミニナの共通先祖が日本列島へ侵入して、ウミニナに分化した事が示唆された。同属で唯一、日本列島と琉球列島に生息するイボウミニナでは、両列島間に有意な遺伝的階層構造は検出されなかったものの、南琉球、中琉球、日本列島の黒潮流域および対馬暖流流域の4集団間に遺伝的分化が進みつつある事が示された。
Cerithidea属巻貝類366個体についてCOI遺伝子の塩基配列を決定し、分子系統学および系統地理学的解析をおこなった。揚子江河口と大分県のクロヘナタリ集団の間には遺伝的な分化が見られない事、これまで形態に基づき単一種と考えられていたヘナタリのうち、南琉球に生息する個体群が既に別の種に分化している可能性がある事、日本列島のフトヘナタリとその亜種とされる琉球列島のイトカケヘナタリとの間の遺伝的差異は種内変異のレベルである事などが示された。
琉球列島に分布するCerithidea属3種とBatillaria属2種を比較すると、いずれの種でも慶良間海裂で隔てられる中琉球と南琉球の集団間に遺伝的分化がみられたが、その程度は種によって異なっていた。また、沖縄諸島の集団が種内で遺伝的に最も分化するパターンが、広く認められ、琉球列島形成史上の共通の要因によるものである可能性が考えられた。

日本海 / 最終氷期 / ミトコンドリアDNA / 遺伝的分化 / 分子系統学 / 海流 / ウミニナ類 / 黒潮 / 対馬暖流 / 幼生型 / 海洋生物 / 種分化 / バテイラ / 亜種 / ノロゲンゲ / 集団構造 / 太平洋 / イシダタミ類

過去の日本海に起こった大きな環境変動が、様々な生物学的特性を持つ海洋動物に、どの様な影響を与えたかを明らかにする事を目的に、深海性底魚と浅海の巻貝類を主な対象として、太平洋集団との比較を通じて分子系統学的手法により解析した。
日本海の最も優占する底魚種であるノロゲンゲでは、遺伝的多様性の異なる2つのグループの存在が明らかにされ、最終氷期の日本海でも、対馬海峡の近傍では、顕著な環境悪化はなかったことが示唆された。
短期間のプランクトン幼生期を持つサザエでは、黒潮と対馬暖流に対応して分布する遺伝的に異なる2つのグループが最終氷期をはるかに先立つ時期に分岐したことが推定された。一方、貝殻形態に基づき亜種とされる太平洋岸産のバテイラと日本海岸産のオオコシダカガンガラの間には統計的に有意な遺伝的差異が存在するが分化は不完全である事が示された。分岐年代の推定の結果、最終氷期後の日本海に侵入したバテイラ集団が地理的に隔離され、太平洋集団との間に遺伝的差異を蓄積したものがオオコシダカガンガラであり、自然選択又は創始者効果による形態分化が先行していると考えられた。
同じBatillaria属に属する直達発生性のホソウミニナとプランクトン幼生期を持つウミニナについて、集団構造を比較した。どちらの種も遺伝的に大きく異なる2つのグループからなるが、ウミニナではホソウミニナ両グループの地理的分布には明瞭な差異はみられなかったのに対し、ホソウミニナでは、その分布はほぼ2つの暖流の流域に対応し、各グループ内に、さらに独自の地理分布を呈する計9個のサブグループが認識された。潮間帯の巻貝類トコブシ、ウラウズガイ、クボガイ、イシダタミについても同じ遺伝子領域の塩基配列に基づき、日本海集団と太平洋集団の間の遺伝的差異を検証したが、明瞭な差異は認識されなかった。以上の結果から、海産無脊椎動物の遺伝的分化における幼生分散能力の重要性が示唆された。

【研究分担者】
藤尾伸三	東京大学	大気海洋研究所	准教授	(Kakenデータベース)
大越和加	東北大学	農学研究科	教授	(Kakenデータベース)
狩野泰則	東京大学	大気海洋研究所	准教授	(Kakenデータベース)
下村通誉	京都大学	フィールド科学教育研究センター	准教授	(Kakenデータベース)
藤田敏彦	独立行政法人国立科学博物館	動物研究部	部長	(Kakenデータベース)