Developing remote monitoring system of aquatic animals' behavior and ecology to reform ecosystem conservation

• Project/Area Number: 22K18432
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 64:Environmental conservation measure and related fields
• Research Institution: National Institute of Polar Research
• Principal Investigator: 高橋 晃周 国立極地研究所, 先端研究推進系, 教授 (40413918)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡辺 佑基 総合研究大学院大学, 統合進化科学研究センター, 教授 (60531043) ; 國分 亙彦 国立極地研究所, 先端研究推進系, 助教 (90580324)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥25,480,000 (Direct Cost: ¥19,600,000、Indirect Cost: ¥5,880,000); Fiscal Year 2025: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2024: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000); Fiscal Year 2023: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000); Fiscal Year 2022: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
• Keywords: 動物行動 / 海洋生態 / 生態系保全 / バイオロギング

Outline of Research at the Start

本研究は、水圏大型動物の保全にとって特に重要な生息域をリアルタイムで特定する技術を開発することを目的としている。動物に記録計を装着するバイオロギング技術と衛星データ通信を組み合わせたシステムを開発し、データ回収の問題からこれまで調査が難しかった水圏大型動物の詳細な行動・生態の遠隔的な観測に適用する。このようなシステムを確立することで、生態系保全のための海洋保護区等の設置に関わる議論を「量から質へ」、また「静的な保護区から動的な保護区の設定へ」と変革させることを目指す。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は水圏大型動物の保全にとって特に重要な生息域をリアルタイムで特定する技術を開発することを目的としている。動物に記録計を装着するバイオロギング技術と衛星データ通信を組み合わせたシステムを開発し、データ回収の問題からこれまで調査が難しかった水圏大型動物の詳細な行動・生態の遠隔的な観測を行い、海洋保護区等の適切な設置に資する知見を得ることを目指す。本課題の２年目にあたる今年度は、バイオロギング機器を水圏大型動物に装着することで取得できるGPSや深度といった詳細な位置や行動のデータを衛星データ通信により取得するシステムの開発を引き続き継続した。国内外のバイオロギング機器・衛星データ通信に関連するメーカーと協力して新規機器のアルゴス衛星との通信テストを実施し、野外調査での使用に耐えうる試作機を製作した。この試作機を2023年6月に北海道天売島で繁殖するウトウ幼鳥5羽に装着した。さらに、第65次南極地域観測隊に参加し、この試作機を2024年１月に南極昭和基地近くで繁殖するアデリーペンギン幼鳥22羽に装着した。その結果、これまで調査の難しかった幼鳥の巣立ち後の移動軌跡や行動情報をリアルタイムで取得することに成功した。一方で、GPSや深度等のデータ取得については一部でうまく送信ができない不具合も確認された。来年度以降の野外調査での使用に向けて、アンテナの形状変更やアルゴス送信情報の見直しなど、機器の改良に向けてメーカーとの打ち合わせを行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

衛星データ通信に対応した機器の開発を進め、試作機を野外調査で使用するなど、昨年度の遅れを取り戻して研究が進展しているため。

Strategy for Future Research Activity

新型コロナウイルス感染症拡大以降、調査個体数制限等の制約の大きくなった海外での野外調査のみをターゲットにするのではなく、国内の海鳥に研究対象を広げたことで記録計開発のための野外調査の機会を確保できた。今後についても国内外での野外調査の機会を増やし、記録計開発を推進する。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of Minnesota(米国)
• [Journal Article] Spread of antibiotic resistance genes to Antarctica by migratory birds (2024)
  • Author(s): Segawa Takahiro、Takahashi Akinori、Kokubun Nobuo、Ishii Satoshi
  • Journal Title: Science of The Total Environment Volume: 923 Pages: 171345-171345
  • DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.171345
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Foraging area, diving and prey chase behaviour of a wing-propelled diver under contrasted prey regimes (2024)
  • Author(s): Iida Emi、Sato Nobuhiko、Okado Jumpei、Kikuchi Dale M.、Takahashi Akinori、Watanuki Yutaka
  • Journal Title: Marine Biology Volume: 171 Issue: 5 Pages: 101-101
  • DOI: 10.1007/s00227-024-04411-8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Speed consensus and behavioural coordination of Adelie penguins travelling on sea ice in groups (2024)
  • Author(s): Imaki Toshitaka、Kokubun Nobuo、Shiomi Kozue、Takahashi Akinori
  • Journal Title: Animal Behaviour Volume: 208 Pages: 1-17
  • DOI: 10.1016/j.anbehav.2023.11.014
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Penguin‐mounted video camera provides new insights into predator-prey interactions with prey fish (2023)
  • Author(s): Tokunaga Soma、Kawabata Yuuki、Takahashi Akinori
  • Journal Title: Ecology Volume: 104 Issue: 4
  • DOI: 10.1002/ecy.3992
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Using multimodal biologging to unravel the foraging behavior of marine animals (2024)
  • Author(s): Takahashi A
  • Organizer: International Symposium on Hierarchical Bio-Navigation
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Movement ecology of penguins in response to climate variability (2023)
  • Author(s): Takahashi A
  • Organizer: Gordon Research Conference, Movement Ecology of Animals
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Post-fledging movements of rhinoceros auklets in northern Hokkaido (2023)
  • Author(s): Takahashi A, Imaki T
  • Organizer: The 14th Symposium on Polar Science
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Impacts of climate change and variability on penguins: a review (2022)
  • Author(s): Takahashi Akinori
  • Organizer: The 13th Symposium on Polar Science
  • Int'l Joint Research