Developing an analytical method of multi-elemental Isoscapes by international networks
Project/Area Number |
20KK0165
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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 |
Review Section |
Medium-sized Section 45:Biology at organismal to population levels and anthropology, and related fields
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Research Institution | Research Institute for Humanity and Nature |
Principal Investigator |
陀安 一郎 総合地球環境学研究所, 研究基盤国際センター, 教授 (80353449)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松林 順 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産資源研究所(横浜), 研究員 (30756052)
吉川 知里 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(生物地球化学センター), 副主任研究員 (40435839)
申 基チョル 総合地球環境学研究所, 研究基盤国際センター, 准教授 (50569283)
原口 岳 地方独立行政法人大阪府立環境農林水産総合研究所(環境研究部、食と農の研究部及び水産研究部), その他部局等, 研究員(任期付) (90721407)
長田 穣 東北大学, 生命科学研究科, 助教 (90750084)
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Project Period (FY) |
2020-10-27 – 2025-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
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Keywords | Isoscape / 安定同位体比 / 多元素分析 / モデリング |
Outline of Research at the Start |
地球環境変化が進行するなか、生物の生息範囲や生息地間の移動経路を把握する研究の重要性が増している。生物体に含まれる元素の同位体比には「場所」に関する情報が潜在的に含まれ、同位体比の時間的・空間的分布地図(同位体地図:Isoscape)を利用することで生物の生息範囲や移動を調べることができる。本研究では、同位体地図アプローチの先駆者である米国ユタ大学との共同研究により、多元素同位体比のデータを元にした、多元素同位体地図(Multi-Isoscapes)解析手法を開発する。
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Outline of Annual Research Achievements |
本年度も引き続きCOVID-19の状況が見通せず海外渡航は難しかったことから、国内・国外ともやりとりはオンラインベースで行い、情報を共有することで研究が進展した。各テーマの課題について述べる。 テーマ1「多元素同位体地図モデリング手法の開発」に関しては、昨年度までに実装した多元素同位体モデリング(IsoMap + Spatial Factor Analysis)の計算負荷を減少させる方法について検討を行った。検討の結果、条件付き事前分布を用いて近似的に事後分布を計算する変分近似が有効であることがわかった。そこで、実装した多元素同位体モデリングに対して変分近似の実装を開始した。 テーマ2「陸域生態系の同位体地図解析法の開発」に関しては、大阪府北部(北摂地域)で採取したササ・イネをシカ嗜好植物(主要エサ資源)の代表とし、CN-isoscapeを作成し、毛の同位体分析結果と組み合わせたmixing モデル構築を試みた。また、毛試料と比較するため、骨コラーゲン分析を行った。同一個体から採取した骨コラーゲンと毛の窒素同位体比は正に相関しており、当初の想定通りコラーゲンの保持する長期的な食性の傾向と毛が保持する1年以内の食性の傾向は類似していることが示唆された。 テーマ3「海洋生態系の同位体地図解析法の開発」に関しては、モデル出力をベースとした地図について、全球窒素同位体モデルへの放射性炭素同位体循環と安定炭素同位体循環の組み込みに着手した。また、移動・回遊経路を推定する対象動物の時系列同位体比分析について、これまで脊椎骨を用いることを念頭においてきたが、水晶体を用いることでより高解像度かつ高精度な同位体データが得られる可能性があることが分かってきた。そこで、水晶体を用いた時系列同位体分析の妥当性について、すでに検証されている魚類を除く複数分類群(哺乳類・鳥類・両生類)で進めた。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度も新型コロナ(COVID-19)禍で海外渡航が難しかったことから、メールベースおよびオンライン会議ベースでの議論をもとに研究を進行した。次年度はオンラインでできることはオンラインで進めるとともに、ようやく問題がほぼ解消した海外渡航を行い、現地での共同研究をさらに進める予定である。
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Strategy for Future Research Activity |
本報告書執筆時点で新型コロナ(COVID-19)の状況は改善してきており、次年度に海外渡航を計画している。新型コロナ禍で普通になったオンラインでの共同研究体制を維持しつつも、現地での共同研究をさらに進めるように体制を構築していく予定である。特に、海外の共同研究者が主催しているユタ大学のSPATIAL short courseと連携して会議を行い、共同研究を深化する予定である。
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Report
(3 results)
Research Products
(9 results)