Green tide control at Great Lakes using possible grazers
| Project/Area Number |
19KK0273
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 64:Environmental conservation measure and related fields
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
山室 真澄 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (80344208)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
管原 庄吾 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 講師 (30721302)
小室 隆 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, 専任研究員 (40782561)
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| Project Period (FY) |
2019-10-07 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥18,200,000 (Direct Cost: ¥14,000,000、Indirect Cost: ¥4,200,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
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| Keywords | 底生緑藻 / 地球温暖化 / 間隙水 / 環境DNA / 捕食者 / シオグサ / 五大湖 / 安定同位体 / 異常繁茂 / 食物連鎖 |
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| Outline of Research at the Start |
大型底生緑藻の異常繁茂が、世界の多くの海岸や淡水域で発生している。日本でもアオサや糸状藻類の異常繁茂が各地で報告されている。原因として栄養塩の増加など、増える要因を検討するものが多い。本研究ではシオグサ属大型底生緑藻の異常繁茂により湖岸が極端に嫌気的になり、水鳥の大量死など生態系が著しく撹乱されている北米の五大湖で現地調査を行い、なぜ減らないかという観点から検討する。具体的にはシオグサの補食者の状況を確認し、捕食者が存在する場合は捕食しない原因を検討する。捕食者が少ないか不在の場合は、流入河川など周辺水域に緑藻を捕食する動物がいないかなどを調査し、補食者の復元・導入方法について共同研究を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度もコロナ禍で五大湖での現地調査を行うことができず、また底生緑藻の異常繁茂について国際学会などで意見交換することもできなかった。そこで世界の専門家とオンライン会議を頻繁に行い、議論の結果をまとめて、底生緑藻の異常繁茂の原因項目を抽出して国際誌で発表した。
原因候補項目として温暖化の影響があったので、日本で２番目に大きい湖沼である霞ヶ浦を対象に、地球温暖化によって大湖沼の湖岸域にどのような影響が起こっているかを調査した。その結果、日平均水温で比較すると湖心と湖岸部での有意差は認められなかった。しかし暖候期の最高水温で比較すると、湖岸域の方が湖心よりも有意に高温になっていた。湖岸域では夜間に湖心よりも冷却が進むために、平均水温では最高水温が湖心より高いことが検出されなかったことが分かった。
底生緑藻繁茂の一因として間隙水リンの増加が考えられる。リンの分画定量にはガラスシリンジを用いていたが、この方法は高度な技術を要すため、今年度は五大湖の現地調査で行えるよう、操作の簡略化を図った。また水草類が繁茂する夏季に宍道湖湖岸の調査を行った結果、水草類が腐敗している湖岸ではリン酸が7 mgP/L，アンモニア態窒素が18 mgN/L検出された。さらにはpHが5.9まで低下しており、pHの影響も無視できないことが示唆された。
底生緑藻Cladophora属が遊走子状態で浮遊しているときに捕食者と考えられる二枚貝の分布を把握するには、直接採捕調査では時間とコストがかかる。そこで、ここ10年ほどで生物分布特定に使用されるようになった環境DNAを用いることを検討した。今年度は二枚貝のイシガイを対象にプライマーを作成し、霞ヶ浦の流入河川においてイシガイの検出を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
コロナ禍によって今年度も米国・五大湖での現地調査を行うことができなかった。そこで米国の共同研究者にサンプルを採取して送ってもらうことを考えたが、大学の担当者から、本研究予算は日本人研究者が現地で研究を行うことを原則としており、日本人研究者が国内にいる状態で、現地の共同研究者に旅費などを送って調査してもらうことはできないと説明され、現地サンプルの入手は断念した。
代わりに国内の水域で、可能な限り予定していた内容に該当する調査を行った。その結果、従来、湖水温の長期変動の検出に用いられている湖心の水温では、湖岸での暖候期日中の急激な水温上昇を見過ごすことが分かった。水質についても現地のデータは取得できなかったが、比較対象となる宍道湖のデータを順調に取得できた。霞ヶ浦の流入河川で行った試行で環境DNAを用いたイシガイの検出は可能であることが分かったが、表層水採水では検出が難しいことが分かった。底層水からは検出できたが、濁りが強いため濾過時間が長時間を要することと夾雑物が多いことが分かった。現地調査に向け、来年度は試料水から得た抽出DNAの精製・濃縮を行い、検出精度を上げることを課題とする。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は現地協力者との日程を調整して、現地調査の実現を最優先事項とする。
万が一今年度も行けなかった場合、日本では2016年以降、一部水域で大型水草が減少しており、除草剤の影響が懸念されている。各地の状況からどのようなタイプの除草剤が影響しているかを抽出し、同様の除草剤が五大湖周辺で使われ始めた時期と底生緑藻の異常繁茂との関係を検討する。
新たに確立した試験管を用いる方法を使ってリンの分画定量を行い、来年度も五大湖に行けなかった場合は宍道湖のデータを蓄積する。また湖岸の調査を継続し、水草類の腐敗の影響等を把握する。さらには今年度に手に入らなかったCladophoraを使って硫化水素の生成実験を行う。
環境DNAについてはCladophora属を対象としたプライマーを開発し霞ヶ浦の環境水を用いて環境DNAでの検出を試みる。ここで方法を確立し、現地の環境水を用いた環境DNA調査に適用する。
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Report
(3 results)
Research Products
(2 results)
