【研究分野】生物資源保全学

【研究領域課題番号】17H01412 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

環境DNA / ニホンウナギ / 河川 / 分布 / 河川構造 / 分布北限 / 海洋保全 / 海洋資源 / 環境調和型農林水産 / 生態系修復・整備 / 海洋生態

【研究成果の概要】

本研究では，環境DNAを用いて，日本全国の河川において，絶滅危惧種に指定されているニホンウナギの分布を確定し，そのバイオマスを推定することを目的としている。

今年度も，昨年度に引き続き，全国の河川下流～河口域において採水を行った。2019年度は，167ヶ所で採水した。環境条件として，水温，電気伝導度，川幅，河口からの距離も同時に測定した。採水サンプルから水中有機物のDNAを抽出し，2017年度に作成したニホンウナギの種特異的プライマーを用いてDNA分析を行った。環境DNAの分布と環境条件との関係を解析したところ，日本国内の河川におけるニホンウナギの分布やバイオマスは，ほぼ仔魚期の輸送環境によって決まることが分かった。そこで産卵場から卵稚仔の輸送をシミュレーションしたところ，地球温暖化に伴って将来日本へのウナギ仔魚の輸送が減少する可能性も示唆された。
また堰が存在する河川においては堰の上流側と下流側で採水とウナギのサンプリングを行い，環境DNAを分析した。その結果，堰がニホンウナギの遡上を妨げており，その分布に影響を及ぼしていることが明らかとなった。特に200mm以下の小型の個体は，堰が増えるにつれその上流側で個体数が有意に少なくなり，小型個体は堰を超えて遡上しづらい状況にあることが分かった。
上記に加えて，環境DNAの分解に関する実験を行った。ウナギを10℃～30℃ の5つの水温区に保った水槽に入れて飼育したのち，水槽から水を取り出し6日間保管した。その間，毎日環境DNA濃度を測定した。その結果，環境DNA濃度の減衰率kと水温Tとの関係はk = 0.02T + 0.18で表され，水温が高いほど分解率が速いことが分かった。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31

【配分額】41,080千円 (直接経費: 31,600千円、間接経費: 9,480千円)

【研究分野】水圏生産科学

【研究領域課題番号】16H04959 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

プランクトン / 浮魚餌環境 / 海洋環境変動 / ゼラチナス動物プランクトン / カイアシ類 / 沈降粒子 / 海洋食物網 / 微細分布 / 摂餌生態 / 浮魚類餌料環境 / 環境変動 / サブメソスケール / 浮遊性被嚢類 / 物質循環 / 浮魚餌料環境 / 水産学 / 生態学 / 海洋科学 / 海洋資源 / 海洋生態 / 水産資源変動

【研究成果の概要】

海況に応答して複雑な出現消長を示す親潮黒潮移行域（混合域）の動物プランクトンの群集遷移を理解することを目的として、従来ネット採集とは異なる手法を導入し、その分布について高解像度観測を実施した。ビデオプランクトンレコーダーによる観測では、親潮域大型カイアシ類群集が珪藻ブルームの遷移に従ってその分布深度を敏感に変化させること、またこの群集遷移に伴って沈降粒子量と組成が大きく変化することが明らかとなった。ニューストンネット長期時系列観測試料の解析からは浮遊性被嚢類サルパ類が混合域に広く出現し、時として1日で生息水塊中の植物プランクトンを食い尽くす可能性があることを明らかにした。

【研究の社会的意義】

・一般的な観測では捉えることの出来なかったカイアシ類やサルパ類などの動物プランクトン分布と海洋環境変動との関係を詳細に明らかにすることができた。

・混合域においてサルパ類の大発生海域が定常的に存在し、これにより表層水中における殆どの有機物粒子が捕食されてしまうことを明らかにし、この海域を加入、生育の場とする浮魚類の生残に深刻な影響を与える可能性を示した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【配分額】16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】16K12578 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

メタンハイドレート / ドロマイト / 化石DNA / 海洋堆積物 / メタゲノム / ゲノム / 海洋生態 / 海洋資源 / 高塩分環境 / 鉱物 / 環境

【研究成果の概要】

本研究の目的は、燃える氷で知られるメタンハイドレート中で過去の生物が長期保存されているかの検証とメタンハイドレートが周囲に作り出す高塩分環境に適応した微生物群集の解明である。
最初に申請者らは、顕微鏡観察とメタゲノム解析によって、メタンハイドレートには微細粒子状の鉱物が封じ込められており、外側から遮断された鉱物内には微生物群集が存在していることが明らかにした。さらにメタンハイドレート周辺の海洋堆積物には、過去の水塊に生息したプランクトン由来の化石DNAが状態良く保存されていることも本研究では明らかにし、過去の環境変動に影響を受けて変化した生態系の復元を復元することに成功した。

【研究の社会的意義】

本研究では、地質学・地球化学・微生物学・分子生物学を専門分野とする研究者が協力することにより、メタンハイドレートに封じ込められた微粒子状の鉱物内に微生物生態系が存在することを明らかにした。研究者らは、メタンハイドレート付近の海洋堆積物から過去の水塊に生息した生物由来の化石DNAを取得し、環境変動の影響によって変化した生態系を明らかすることにも成功した。メタンハイドレートに着目することによって、古生物学や古環境学を調べる新たなツールとして化石DNAを提案できる状態にした。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)

【研究分野】水圏生産科学

【研究領域課題番号】15H06150 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

海洋生態 / 海洋生物資源 / 水産学 / 繁殖生態 / イカ / 海洋資源 / 生物資源

【研究成果の概要】

海洋環境は生物の成熟サイズや生殖腺重量などの生活史パラメターに質的に影響することによって、個体群動態という量的変動につながる可能性が考えられる。そこで沿岸性水産重要種であり、雄に大型ペア雄・小型スニーカー雄という二型が見られるヤリイカを用いて、海洋環境変動が繁殖特性にどのように影響しているかを検討した。その結果、雄の成熟サイズや二型の割合は年や季節により大きく変動した一方、雌の成熟サイズはほぼ一定であった。しかし雌の生殖腺重量は変動したことから、海洋環境変動は産卵数を通じて個体群動態に影響する可能性が考えられた。

【研究種目】研究活動スタート支援

【研究期間】2015-08-28 - 2017-03-31

【配分額】2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)

【研究分野】水産学一般

【研究領域課題番号】22688017 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

海洋生態 / 海洋資源 / 水産学 / 生態学 / 国際研究者交流 / 国際情報交換 / ペルー / カナダ / 米国:ペルー:カナダ / 国際研究者交流(米国・ペルー・カナダ)

【研究成果の概要】

本研究課題では、気候変動に伴ってカタクチイワシとマイワシの間で優占魚種が入れ替わる魚種交替現象の生物学的メカニズムの解明を進めるため、産卵場解析を中心に生物特性を明らかにした。(1) 大時空間スケールでの産卵場環境の歴史的変遷を記述した。(2) 小規模スケールでの産卵場形成機構を明らかにした。(3) 黒潮海流域、カリフォルニア海流域、フンボルト海流域間で物理・生物要因に対する産卵応答特性を比較した。産卵応答特性は、太平洋の東西間で劇的に異なっており、属特有ではなく種特有であった。(4) 将来的に本研究成果を数理モデルに取り込むため、魚類の初期成長-生残研究に関する知見を統合した。

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2010-04-01 - 2014-03-31

【配分額】15,080千円 (直接経費: 11,600千円、間接経費: 3,480千円)

【研究分野】船舶海洋工学

【研究領域課題番号】20360389 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

海洋環境 / 海洋工学 / 海洋利用 / 海洋資源 / 海洋生態 / 環境経済 / 海域肥沃化 / 生態系モデル / 食料経済モデル / 食料経済

【研究成果の概要】

気候変動、食料危機などに対する解決策のオプションである深層水利用や海洋滋養(施肥)などの海域肥沃化技術の評価ツールを開発した。海域肥沃化の効果や環境影響を評価するために、マルチスケール解析手法や生物・生態系モデルの開発を行い具体的事例に適用した。また、技術導入の社会経済的影響を検討するために、肥沃化技術のポテンシャル評価、水産物を考慮した食料経済モデルの開発、環境・経済指標による技術の評価を行った。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2008 - 2011

【配分額】13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円)

【研究分野】水産学一般

【研究領域課題番号】16108002 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

水産海洋学 / 海洋生態系 / モデル / 黒潮 / 親潮 / 環境変動 / 水産学 / 海洋生態 / 海洋資源 / 多獲性魚類 / サンマ / ニホンウナギ / ウトウ / 生態系モデル / 数理モデル / OPL

【研究成果の概要】

日本周辺の黒潮・親潮・対馬暖流の各生態系を対象として, (1) 気候変化に伴う海洋環境と生産力の歴史的変化が生態系構造と機能, 特に低次栄養段階生物の生産, 種多様性, 卓越種交替にどのような影響を与えてきたか(ボトムアップコントロール), (2) 高次生物と漁業活動が各生態系の構造と機能にどのように影響してきたか(トップダウンコントロール), (3) 物理-低次生産-高次生産-資源利用に関する多様なモデルを作成して20世紀以降の海洋生態系の歴史的変遷を評価し, (4) 将来の気候変化と人間活動に応答する生態系変化を予測するための生態系モデルを構築して, 日本周辺の海洋生態系の多様性保全と生物資源の最適な資源利用方策を策定することを目標とする。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2004 - 2008

【配分額】105,430千円 (直接経費: 81,100千円、間接経費: 24,330千円)