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Development of autonomous in situ biopsy system for deep-sea top predators

Research Project

Project/Area Number 16H04611
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Naval and maritime engineering
Research InstitutionJapan Agency for Marine-Earth Science and Technology

Principal Investigator

FUJIWARA Yoshihiro  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋生物多様性研究分野, 分野長代理 (20344294)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 土田 真二  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋生物多様性研究分野, 技術主幹 (30344295)
巻 俊宏  東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (50505451)
河戸 勝  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋生物多様性研究分野, 技術主任 (50533866)
福場 辰洋  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋工学センター, 技術研究員 (80401272)
後藤 慎平  東京海洋大学, 学術研究院, 助教 (90772939)
Research Collaborator MASUDA Kotohiro  
YAMAKI Ayuta  
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2017: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2016: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000)
Keywords環境低負荷 / 脆弱性 / バイオプシー / 深海 / トップ・プレデター / 自律的 / 非致死的 / 希少生物の保全 / 深海生物 / 上位捕食者 / 環境フレンドリー / 射出 / 自動認識
Outline of Final Research Achievements

Deep-sea top predators are thought to be vulnerable to anthropogenic impacts, but most studies were conducted using sampled individuals. An in situ biopsy system was developed for collecting small amount of muscle tissues from deep-sea top predators non-lethally for accommodation of scientific researches with lower environmental impacts. Some deep-sea sharks have very hard skin. We tested several types of needles (different shapes, angles, and thickness) and the best combination was the trigonal pyramid with the tip angle of 20 to 30 degrees, which required the shooting force larger than 95.3 N for collecting tissues from hard-skin sharks. A newly developed biopsy head was tested to collect muscle tissues from deep-sea sharks. About 100 mg of tissues were collected without fail, which was enough volume for molecular genetic studies. The structured light method was applied for species discrimination. Sharks and teleosts were clearly discriminated during laboratory tests.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生態系を保全し,持続的に資源を利用可能とするためには,生態系の構造や機能を正しく理解することが必要不可欠である.しかし,深海生態系においては調査研究の難しさから,最も重要な構成要素の一つであるトップ・プレデターの存在すら正しく認識されていない現状がある.そこで本研究では個体数が少なく,脆弱性が高いことが推定される深海のトップ・プレデターについて,可能な限り低負荷で生体試料を取得するための道筋を示した.本研究の成果を利用することで,これまで致死的に採集するしか方法のなかった深海のトップ・プレデター研究を,より安全で効率的に実施できるようになり,正しい深海生態系の姿を明らかにできるものと期待する.

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Static penetration test on deep-sea shark skins - reports on needle types and penetration forces for developing an autonomous <i>in situ</i> biopsy equipment2019

    • Author(s)
      Tsuchida Shinji、Kawato Masaru、Gotoh Shinpei、Takahashi Yoshimi、Kasai Ayaka、Fujikura Katsunori、Fujiwara Yoshihiro
    • Journal Title

      JAMSTEC Report of Research and Development

      Volume: 28 Issue: 0 Pages: 35-42

    • DOI

      10.5918/jamstecr.28.35

    • NAID

      130007623466

    • ISSN
      1880-1153, 2186-358X
    • Year and Date
      2019-04-01
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 駿河湾深海域におけるベイトカメラ調査の条件検討と上位捕食者の個体数密度推定2018

    • Author(s)
      佐藤匠・土田真二・河戸勝・小磯桃子・ 結城仁夫・岩崎弘倫・藤倉克則・藤原義弘
    • Organizer
      板鰓類シンポジウム2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ベーリング海南東部における「アリューシャン・マジック」観測2018

    • Author(s)
      藤原義弘,土田真二,野牧秀隆,D. Langlet,A. Weiner,藤木徹一,原田尚美,藤倉克則,山口篤,角井敬知,自見直人,J. C. Hunt,L. Bergman,小川晟人,中藤千晶,小磯桃子,渡辺茂樹,ほかMR17-04LEG2関係者一同
    • Organizer
      ブルーアースサイエンス・テク2018
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 深海生態系におけるトップ・プレデターの機能に関する研究~生息密度の推定方法~2017

    • Author(s)
      藤原義弘,土田真二,河戸勝,佐藤匠,小栗一将,松本恭幸,笠井彩香,高橋幸愛,藤倉克則,小磯桃子,後藤慎平,田中彰
    • Organizer
      Blue Earth 2017
    • Place of Presentation
      日本大学理工学部(東京都千代田区)
    • Year and Date
      2017-03-02
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 駿河湾深海域における上位捕食者の役割に関する研究2016

    • Author(s)
      藤原義弘,土田真二,河戸勝,佐藤匠,松本恭幸,笠井彩香,高橋幸愛,力石嘉人,大河内直彦,藤倉克則,山中寿朗,大西雄二,田中彰
    • Organizer
      板鰓類シンポジウム2016
    • Place of Presentation
      ホテルシーサイド江戸川(東京都江戸川区)
    • Year and Date
      2016-12-03
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] バイオプシーデバイス、該バイオプシーデバイスを射出するための射出装置、及び、これらを備えたバイオプシー装置2018

    • Inventor(s)
      藤原義弘、土田真二、河戸勝、増田殊大、巻俊宏
    • Industrial Property Rights Holder
      海洋研究開発機構
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2018-107507
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-04-21   Modified: 2021-12-27  

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