耳石の酸素安定同位体比と海洋同化モデルを用いたマイワシの資源変動機構の解明

• Project/Area Number: 17J00556
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Aquatic life science
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 坂本 達也 東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2017-04-26 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000); Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: マイワシ / 回遊経路 / 耳石 / 酸素安定同位体比 / 数値シミュレーション / カリフォルニアマイワシ / 南アフリカマイワシ / 成長速度 / 海洋同化モデル / 数値計算 / 個体ベースモデル

Outline of Annual Research Achievements

本課題では、耳石の酸素安定同位体比の高解像度分析をマイワシに初めて導入することで、従来得られなかった個体の経験水温という観点から、マイワシの生態および資源量変動機構の解明することを目的とした。まず、日本近海およびカリフォルニア沖に生息するマイワシについて、それぞれの海域から収集した合計250個以上の耳石のd18O分析を実施し、成長段階ごとに水温と成長速度とを比較した。カリフォルニア沖では比較的高水温年代、日本近海は比較的低水温年代にマイワシが増加すると言われてきたが、仔稚魚期の水温と成長速度の関係は両海域で類似していたため、水温は資源変動を直接的に駆動している要因ではなかった可能性が考えられた。また、南アフリカ西、南、東海岸にて採集されたマイワシの耳石についても類似した分析を行ったところ、成長速度および経験水温は、地理的に顕著に異なっており、西側で低水温、低成長速度を、南・東側で高水温・高成長を経験していたことが明らかになった。なお、南アフリカの西岸はカリフォルニア沖と同じく強い湧昇域であり、東～南岸には黒潮と同じく西岸境界流であるアガラス海流が流れている。
したがって本課題では、水温という一要因のみではマイワシ属資源変動を説明することは難しいことが明らかになった。また、海域間の比較から、湧昇域と西岸境界流域ではマイワシの基本的な生息環境が異なっていることが示された。基本的な環境が異なれば、最適な生活史戦略や背負うリスク要因も異なると考えられ、これがカリフォルニア沖と日本近海では、水温変化に対するマイワシ資源の応答が一致しない原因となっている可能性がある。この仮説は今後国際的な比較研究を展開する上での根本的な指針となる可能性を秘めており、耳石の酸素安定同位体比の高解像度分析を導入することで生まれた重要な成果であるといえる。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] ケープタウン大学/南アフリカ農林水産省（DAFF）(南アフリカ)
• [Int'l Joint Research] CalCOFI(米国)
• [Int'l Joint Research] ケープタウン大学(南アフリカ)
• [Journal Article] Combining microvolume isotope analysis and numerical simulation to reproduce fish migration history (2018)
  • Author(s): Sakamoto Tatsuya、Komatsu Kosei、Shirai Kotaro、Higuchi Tomihiko、Ishimura Toyoho、Setou Takashi、Kamimura Yasuhiro、Watanabe Chikako、Kawabata Atsushi
  • Journal Title: Methods in Ecology and Evolution Volume: 10 Issue: 1 Pages: 59-69
  • DOI: 10.1111/2041-210x.13098
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Temperature dependence of δ 18 O in otolith of juvenile Japanese sardine: Laboratory rearing experiment with micro-scale analysis (2017)
  • Author(s): Sakamoto Tatsuya、Komatsu Kosei、Yoneda Michio、Ishimura Toyoho、Higuchi Tomihiko、Shirai Kotaro、Kamimura Yasuhiro、Watanabe Chikako、Kawabata Atsushi
  • Journal Title: Fisheries Research Volume: 194 Pages: 55-59
  • DOI: 10.1016/j.fishres.2017.05.004
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Reproducing migration history of Japanese sardine using otolith δ18O and a data assimilation model (2018)
  • Author(s): Tatsuya Sakamoto, Kosei Komatsu, Kotaro Shirai, Yasuhiro Kamimura, Chikako Watanabe, Atsushi Kawabata, Michio Yoneda, Toyoho Ishimura, Tomihiko Higuchi, Takashi Setou, Manabu Shimizu
  • Organizer: 6th International Otolith Symposium in Taiwan 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Reproducing migration history of Japanese sardine using otolith δ18O and a data assimilation model (2018)
  • Author(s): Tatsuya Sakamoto, Kosei Komatsu, Kotaro Shirai, Yasuhiro Kamimura, Chikako Watanabe, Atsushi Kawabata, Michio Yoneda, Toyoho Ishimura, Tomihiko Higuchi, Takashi Setou, Manabu Shimizu
  • Organizer: 2018 Pacific Transitional Areas Symposium
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A scheme to reproduce migration history of the Japanese sardine; combination use of otolith d18O and an individual-based migration model (2018)
  • Author(s): Tatsuya Sakamoto, Kosei Komatsu, Kotaro Shirai, Toyoho Ishimura, Tomihiko Higuchi, Takashi Setou, Yasuhiro Kamimura, Chikako Watanabe, Atsushi Kawabata
  • Organizer: Japan Geoscience Union Meeting 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Combining otolith isotope data and individual based migration model to reproduce fish migration (2018)
  • Author(s): Tatsuya Sakamoto, Kosei Komatsu, Kotaro Shirai, Yasuhiro Kamimura, Chikako Watanabe, Atsushi Kawabata, Michio Yoneda, Toyoho Ishimura, Tomihiko Higuchi, Takashi Setou
  • Organizer: 1st International Telemetry Group (InTel) Workshop
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 耳石の酸素安定同位体比が、マイワシの回遊、成長について語ること (2018)
  • Author(s): 坂本達也
  • Organizer: 東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会「変化拡大するマイワシ資源」
• [Presentation] Reproducing migration history of Japanese sardine using otolith d18O and a data assimilation model (2018)
  • Author(s): Tatsuya Sakamoto, Kosei Komatsu, Kotaro Shirai, Yasuhiro Kamimura, Chikako Watanabe, Atsushi Kawabata, Michio Yoneda, Toyoho Ishimura, Tomihiko Higuchi, Takashi Setou, Manabu Shimizu
  • Organizer: 6th International Otolith Symposium in Taiwan 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Reproducing migration history of Japanese sardine using otolith d18O and a data assimilation model (2017)
  • Author(s): Tatsuya Sakamoto, Kosei Komatsu, Kotaro Shirai, Yasuhiro Kamimura, Chikako Watanabe, Atsushi Kawabata, Michio Yoneda, Toyoho Ishimura, Tomihiko Higuchi, Takashi Setou, Manabu Shimizu
  • Organizer: JpGU and AGU to Collaborate in JpGU Annual Meetings in 2016 and 2017
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] カリフォルニアマイワシの仔稚魚期の回遊と水温－成長関係 (2017)
  • Author(s): 坂本達也, 小松幸生, 髙橋素光、樋口富彦、白井厚太朗、石村豊穂
  • Organizer: 2017年度水産海洋学会研究発表大会