Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

地球温暖化 / 感染症 / 感染症媒介蚊 / 個体群動態 / 個体群動態モデル / 降水量変化 / 生態系影響評価

現在進行中でかつ将来にわたっても継続すると予測されている気候変化は、感染症を媒介する生物の活動期間や分布域を変えるので、いままで感染症の流行が少なかった温帯域でもその拡大が懸念される。ゆえに、従来からの熱帯域を対象とした疫学的研究に限らず、温帯域の生物種の特性を踏まえた生態学的研究が必要である。また、有効な感染症対策のためには、媒介生物の国・地域単位などの広域分布に加えて、都市域内の不均一な微気象環境を反映させた局地的分布を明らかにしなければならない。
初年度は、本研究課題代表者がこれまでに作成してきた、感染症媒介蚊の生理にもとづいた気象データ駆動型の個体群動態モデル（Physiology-based Climate-driven Mosquito Population: PCMP）の修正に焦点を当てた。将来気候下での動態予測の精度を上げるため、文献調査を精力的に行った。また、降水量変化時の感染症媒介蚊の動態の重要性は、2018年度から2020年度にかけて行なった科研費課題のなかですでに明らかになっているため、このことを定量的に示す研究に着手した。とくに、降水パターンは局地的であることが多く、微気象データのなかでも取り扱いが極めて難しい。そこで、降水量を数値モデル内で明瞭に変更させる実験を行うことを検討し、いくつかの予備的な試験を繰り返し行ってきた。得られた実験結果の分析を踏まえ、本実験を実施できるよう現在調整している段階である。他に、都市域の土壌条件を考慮した土壌水分量変化の数値実験を行えるよう、現実的な条件の組み合わせを検討した。
これ以外に、PCMPモデルに関する論文をPloS ONE誌に投稿した。2回のやり取りののち、受理の一歩手前まで来ている。

地球温暖化 / 感染症 / 感染症媒介生物 / 個体群動態 / 個体群動態モデル / 降水量影響評価 / 生態系影響評価 / 降水影響評価 / 気候変化

新型コロナウイルス蔓延等の影響により、2021年度は2020年度に引き続き、遅れている研究発表を進めることに主眼をおき、研究活動を展開した。主として、本課題の最終成果が国際学術雑誌に掲載されるよう、執筆、修正に努め、掲載の手前まで来ている。新型コロナウイルスに翻弄された時期に展開された研究課題であるものの、当初予定のヒトスジシマカの個体群動態モデルが完成し、達成目標としていた将来気候下での動態も予測することができた。研究課題名とした「個体数と活性期間の変化」を定量的に示すこともできた。
現在気候下での個体群動態の再現ならびに将来予測を行うため、降雨がヒトスジシマカの個体群維持に及ぼす影響を組み込んだ気候データ駆動型の個体群動態モデルを修正した。キャリブレーションには東京で観測された温帯性蚊の個体数データを用い、実験等でも不明な蚊の休眠機構を数量的表現するため、尤度を指標としてモデル内のパラメータ推定を行っていることに特徴がある。温帯域の日本を代表する蚊にはアカイエカとヒトスジシマカがおり、前回の課題と併せて両種の季節的な個体群動態を再現することが可能となった。温帯性の蚊に特化した個体群動態モデルの骨子が形成されたことにより、将来気候下の動態予測にも役立つことも示すこともできた。とくに、気候値を入力することで動く時間発展型のモデルであるため、気候変化の影響を見極める際に活用しやすいという利点がある。
一方で、降水量の変化が蚊の環境収容力に影響を与えると仮定した場合とそうでない場合で、前者は後者に比べてピーク時の個体数が1.35倍に達することがわかった。このことは蚊の個体数の将来予測をする際に、降水パターンの変化を重視する必要性が高いことを示唆している。

地球温暖化 / 感染症 / 感染症媒介生物 / 個体群 / 生態系影響評価 / 降水影響評価 / 微気象 / 水温モデル / 個体群動態 / 個体群動態モデル / 水温評価モデル

温帯性蚊の生活史にもとづく季節的消長を表現するため、冬季に成虫休眠の生活史特性をもつイエカ(Culex pipiens)と卵休眠をするヒトスジシマカ(Aedes albopictus)について、東京・新宿区で10年以上にわたって採取されたデータを活用し、それぞれの個体群動態モデルを開発した。ヒトスジシマカは、温室効果化ガス排出が多いシナリオにおいて活動期の個体数増加の傾向が見られた一方で、排出が少ない場合には1991年から2009年までの個体群動態の推定結果と大きな差はなかった。イエカは排出シナリオにかかわらず、活動期の個体数が減少し、排出が多いとより個体数減少が顕著になった。

環境変動 / 生物・環境モデル / 地球温暖化 / 生態系影響評価 / 健康影響評価 / 熱収支気候学 / 水温評価モデル / 個体群動態モデル / 感染症媒介生物 / 感染症 / 熱収支 / 水収支 / 気候条件 / 灌漑 / 半乾燥域 / 生理生態的特性 / ハマダラカ

マラリアを媒介するハマダラカの時空間分布を推定するため、一般気象要素を入力値とする、生理生態学－気候学的結合モデルを開発した。次に、アジア地域でもっとも多くのマラリア罹患者を抱えるインドにおいて、モデルによる潜在的な媒介蚊の分布とマラリア罹患者の関係を調べた。（1）マラリア罹患者は媒介蚊の年間世代数が増加すればするほど指数関数的に増加していた。（2）報告されたマラリアの季節的なピークはシミュレーションされた媒介蚊の出現期間とよく対応していた。（3）しかしながら、集約的な農業が行なわれている地域では再現性が低かったため、灌漑水をモデルに組み込んだところ、媒介蚊の活動期を正確に表現できた。

【研究分担者】
福井眞	国立研究開発法人水産研究・教育機構	水産資源研究所(横浜)	主任研究員	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
福井眞	早稲田大学	人間科学学術院	講師(任期付)	(Kakenデータベース)