地球化学的手法の先進的応用による新たな回遊・代謝・食性履歴指標の開発
| Project Area | Life-history reconstruction in marine animals: Transdisciplinary approach of geochemistry, physical oceanography, and ecology |
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| Project/Area Number |
22H05028
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (II)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
白井 厚太朗 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (70463908)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松林 順 福井県立大学, 海洋生物資源学部, 准教授 (30756052)
坂本 達也 京都大学, 白眉センター, 特定助教 (80869165)
浅沼 尚 京都大学, 人間・環境学研究科, 講師 (90852525)
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| Project Period (FY) |
2022-05-20 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥57,460,000 (Direct Cost: ¥44,200,000、Indirect Cost: ¥13,260,000)
Fiscal Year 2024: ¥15,600,000 (Direct Cost: ¥12,000,000、Indirect Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2023: ¥15,600,000 (Direct Cost: ¥12,000,000、Indirect Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2022: ¥26,260,000 (Direct Cost: ¥20,200,000、Indirect Cost: ¥6,060,000)
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| Keywords | 同位体 / 回遊指標 / 代謝指標 / 食性指標 / 地球化学 |
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| Outline of Research at the Start |
耳石の微量元素や同位体組成は，個体レベルで魚類の回遊経路を推定できる最も優れた手法とされてきた．本研究は，耳石だけで無く，それ以外の付加成長部位について高度な専門性が要求される地球化学的手法を導入し独自性を高めることで，海洋生物が「いつ，どこにいて，どのような状態で，何を食べていたのか」を明らかにする「生物地球化学タグ」による生態履歴推定手法を開発し，「回遊に伴う環境変化との相互作用が成長や生活史戦略にどのように影響を及ぼすか」という海洋生態学の根源的な「問い」の解明に挑む.
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| Outline of Annual Research Achievements |
2022年度はマイワシの資源変動メカニズムの解明と放射性炭素の同位体分布地図の作成方法の検討について実施した．
マイワシの大規模な個体群は，世界の亜熱帯海盆の西側と東側の境界域に生息し，商業漁業と海洋捕食者の個体群の両方を支えている．西と東の境界海流系に生息するマイワシ個体群は，数十年規模の海水温偏差に対して対照的な反応を示すが，その変動メカニズムは不明なままであった．耳石微細構造と高分解能安定同位体分析に基づき，北太平洋西部と東部の2つのマイワシ個体群の間で，生息地温度，初期成長率，エネルギー消費，代謝最適温度，そして最も重要な成長率と温度の関係が顕著に異なることを示した（Sakamoto et al., 2022 Nat Commun.)．環境変化に対する代謝反応の違いによって，対照的な成長応答を部分的に説明できた．南アフリカ周辺の西岸・東岸境界流域においても，北太平洋の東西と整合的な生活史特性の違いが観察された．これらの成長・生存特性によって，気候変動に対するマイワシ個体群の対照的な応答を説明できる可能性がある．
海水中の溶存無機炭素（DIC）の放射性炭素同位体比に基づく全球アイソスケープを作成するための解析手法を確立した．従来までの空間外挿（クリギング）ではなく，時空間統計モデルと欧州委員会のCopernicusが提供する海洋の生物地球化学データを組み合わせた予測により，高精度なアイソスケープ作成を実現することができた．また，実際の14Cの時間変化を再現できているか検証するため，オーストラリア東部で採取されたサンゴの連続分析による14Cの時系列変化と同地点における上記モデルによる予測値の時系列変化を比較したところ，14Cの時間変化をある程度再現できていることが示された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
眼球や耳石を用いた研究について，眼球試料の処理方法や耳石や眼球などの同位体指標の解析手法についてノウハウや知見の蓄積が良いペースで進んでいる．本課題のメンバーで進めていた研究が論文として順調に発表されている．他の班との連携も効果的に機能しており，研究はおおむね順調に進展していると言える．
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| Strategy for Future Research Activity |
マイワシとソデイカにおける事例を参考に，スルメイカの水晶体と平衡石の同位体分析から回遊履歴を推定する方法を検討する．耳石と水晶体の安定同位体比を中心とする化学分析により，日本近海におけるマイワシの個体群構造とその経年変化を観測する．放射性炭素を用いた回遊指標の確立のために，多地点において採取されたサンゴの連続分析による時系列14Cデータを収集し，時間変化に対してもロバストになるようモデルを改良する．
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Report
(1 results)
Research Products
(7 results)
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[Journal Article] Contrasting life-history responses to climate variability in eastern and western North Pacific sardine populations2022
Author(s)
Sakamoto, T., Takahashi, M., Chung, M.T., Rykaczewski, R.R., Komatsu, K., Shirai, K., Ishimura, T., Higuchi, T.
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 13
Issue: 1
Pages: 5298-5298
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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