骨の成長層ごとの安定同位体分析による、魚類・哺乳類の移動履歴解読手法の開発

• Project/Area Number: 17J04991
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Environmental dynamic analysis
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• Principal Investigator: 松林 順 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(生物地球化学プログラム), 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2017-04-26 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: アイソスケープ / サケ / 回遊 / 同位体 / ベーリング海 / 履歴 / 魚類 / 哺乳類 / 骨 / ヒグマ / 放射性炭素同位体比 / イオウ安定同位体比

Outline of Annual Research Achievements

2018年度までの研究成果から、北太平洋における窒素安定同位体比の同位体地図（アイソスケープ）が完了した。北太平洋では、海域ごとに顕著なアイソスケープの異質性があり、特にベーリング海東部大陸棚において、ほかの海域と比べて極めて高い窒素同位体比を示す海域が分布していることが明らかになった。
また、北日本の複数河川からサケ８個体の脊椎骨サンプルを入手し、脊椎骨切片の精密分析から、成長段階ごとの窒素安定同位体比の時系列変化を個体ごとに復元した。サケの同位体比はすべての個体で一定の傾向を示しており、成長段階の最後に形成された骨切片において極めて高い同位体比を示すという特徴があった。
2019年度は、これらのデータを組み合わせて回遊経路を個体ごとに推定するモデルを構築し、サケの海での回遊を個体ごとに推定した。サケは、日本周辺海域から成長に伴って北東に移動し、最終的にベーリング海東部の大陸棚に到達することが示唆された。この海域に移動する時期は、サケが性成熟する時期と一致していると考えられる。したがって、ベーリング海東部の大陸棚はサケの海での回遊のゴールとなっていると考えられ、生物生産が盛んなこの海域で甲殻類などの餌を捕食することで、サケは性成熟していることが考えられる。
当該成果は、生態学分野におけるトップジャーナルの一つに論文として掲載され、プレスリリースを通して多数のメディアに取り上げられるなど、国内外で注目を集めた。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Tracking long-distance migration of marine fishes using compound-specific stable isotope analysis of amino acids (2020)
  • Author(s): Matsubayashi J., Osada Y., Tadokoro K., Abe Y., Yamaguchi A., Shirai K., Honda K., Yoshikawa C., Ogawa N. O., Ohkouchi N., Ishikawa N. F., Nagata T., Miyamoto H., Nishino S., Tayasu I.
  • Journal Title: Ecology Letters Volume: なし Issue: 5 Pages: 881-890
  • DOI: 10.1111/ele.13496
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Isotopic evidence of arbuscular mycorrhizal cheating in a grassland gentian species (2020)
  • Author(s): Suetsugu Kenji、 Matsubayashi Jun、 Ogawa O. Nanako、 Satoe Murata、 Sato Risa、 Hiroshi Tomimatsu
  • Journal Title: Oecologia Volume: 192 Issue: 4 Pages: 929-937
  • DOI: 10.1007/s00442-020-04631-x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Collagen turnover and isotopic records in cortical bone (2019)
  • Author(s): Matsubayashi Jun、Tayasu Ichiro
  • Journal Title: Journal of Archaeological Science Volume: 106 Pages: 37-44
  • DOI: 10.1016/j.jas.2019.03.010
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Using segmental isotope analysis of teleost fish vertebrae to estimate trophic discrimination factors of bone collagen (2018)
  • Author(s): Matsubayashi Jun、Umezawa Yu、Matsuyama Michiya、Kawabe Ryo、Mei Weiping、Wan Xin、Shimomae Atsushi、Tayasu Ichiro
  • Journal Title: Limnology and Oceanography: Methods Volume: 17 Issue: 2 Pages: 87-96
  • DOI: 10.1002/lom3.10298
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Incremental analysis of vertebral centra can reconstruct the stable isotope chronology of teleost fishes (2017)
  • Author(s): Matsubayashi Jun、Saitoh Yu、Osada Yutaka、Uehara Yoshitoshi、Habu Junko、Sasaki Tsuyoshi、Tayasu Ichiro
  • Journal Title: Methods in Ecology and Evolution Volume: 8 Issue: 12 Pages: 1755-1763
  • DOI: 10.1111/2041-210x.12834
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] アイソスケープを用いたサケおよびカツオの回遊履歴推定 (2020)
  • Author(s): 松林 順
  • Organizer: 令和2年度 日本水産学会春季大会
• [Presentation] 遺体の時系列同位体分析によるヒグマ飼育履歴の認定 (2019)
  • Author(s): 松林 順, 佐藤 孝雄
  • Organizer: 日本動物考古学会第７回大会
• [Presentation] 海洋アイソスケープを用いたサケの回遊履歴復元 (2019)
  • Author(s): 松林 順, 長田 穣, 陀安 一郎, 大河内直彦
  • Organizer: 第52回日本魚類学会
• [Presentation] 北太平洋における多元素アイソスケープの作成 (2019)
  • Author(s): 松林 順
  • Organizer: 第66回日本生態学会大会
• [Presentation] アミノ酸窒素同位体比とアイソスケープを活用した、海産魚類の移動履歴推定 (2017)
  • Author(s): 松林 順
  • Organizer: 第65回日本生態学会
• [Presentation] 骨の分析による、同位体の履歴情報の復元 (2017)
  • Author(s): 松林 順
  • Organizer: JpGU-AGU Joint Meeting 2017
• [Remarks] サケの骨に刻まれた大回遊の履歴 ―“同位体”が解き明かす、知られざる海での回遊ルート―
  • URL: http://www.jamstec.go.jp/j/about/press_release/20200325/