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How does embryonic diapause in elasmobranchs contribute to biodiversity generation? An empirical study in the marine field

Research Project

Project/Area Number 23K26930
Project/Area Number (Other) 23H02237 (2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023)
Section一般
Review Section Basic Section 39060:Conservation of biological resources-related
Basic Section 39070:Landscape science-related
Sections That Are Subject to Joint Review: Basic Section39060:Conservation of biological resources-related , Basic Section39070:Landscape science-related
Research InstitutionNagasaki University

Principal Investigator

山口 敦子  長崎大学, 総合生産科学研究科(水産学系), 教授 (10310658)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 古満 啓介  長崎大学, 総合生産科学研究科(水産学系), 特任研究員 (30554266)
兵藤 晋  東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (40222244)
Project Period (FY) 2023-04-01 – 2027-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥18,330,000 (Direct Cost: ¥14,100,000、Indirect Cost: ¥4,230,000)
Fiscal Year 2026: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Keywords胎生 / サメ・エイ類 / 繁殖戦略 / 環境適応 / 多様性保全 / 胚休眠 / 成熟 / エイ類 / 初期発生 / 成育場
Outline of Research at the Start

胚休眠(Embryonic diapause)とは、発生初期に胚の発育を停止させて妊娠期間を延長し、最適な時期に子を産むための生存戦略で、魚類を含めた脊椎動物の様々な分類群で稀に見られるマイナーな繁殖戦略であると考えられている。本研究では、板鰓類(サメ・エイ類)のホットスポットであることが判明した有明海を中心に瀬戸内海や東京湾等の複数の海域をフィールドとし、胚休眠が実は普遍的な繁殖戦略であり、生息環境に応じて胚休眠を変化させることで、種レベルにとどまらず群集レベルで出産時期の調節に関与すること、また、板鰓類の胚休眠があらゆる柔軟性をもって生物多様性創出に貢献していることの実証に挑む。

Outline of Annual Research Achievements

胚休眠(Embryonic diapause)とは、発生初期に胚の発育を停止させて妊娠期間を延長し、最適な時期に子を産むための生存戦略である。本研究では、申請者が数種の板鰓類(サメ・エイ類)が胚休眠という生存戦略を持ち、また多様な板鰓類が生息するホットスポットであることが判明した有明海を中心に瀬戸内海等の複数のフィールドで、板鰓類が生息環境に応じて胚休眠を変化させること、群集レベルで出産時期の調節に関与することを明らかにし、板鰓類の胚休眠があらゆる柔軟性をもって生物多様性創出に貢献していることをフィールドで実証することを目的としている。
今年度は、まず有明海を中心とした海域において、これまでに繁殖生態・胚休眠が未解明のサメ・エイ類を中心に生物学的データとともに生殖腺、子宮内受精卵(休眠卵を含む)、 胎仔等の採集を行った。また、交尾・受精・出産、妊娠期間、繁殖力等の繁殖生態解明に各板鰓類の卵巣と精巣の組織学的観察を行い、繁殖生態に関する基礎知見を蓄積した。種ごとの成育場の特定や競合を明らかにするための胃内容物解析を進めた。また、休眠の普遍性・柔軟性を明らかにするため、大阪湾での採集調査も開始した。加えて、フィールドデータを補完し、胚休眠の指標となる血中ホルモンの探索を開始した。胚休眠の複雑な制御メカニズム解明に向け、血液や生物試料などの必要な試料の収集にも努め、現在分析を進めているところである。今後、データを蓄積した後、解析を開始する。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

今年度は有明海および大阪湾でのアカエイ等のサンプリングが予定通りに進み、生殖腺、子宮内卵、 胎仔、血液サンプル等を採集することができ、繁殖生態とその地域差に関する一部の成果と今後の指針を得ることができたため。

Strategy for Future Research Activity

初年度の研究により、懸念材料であった複数の海域でのフィールド調査やデータの収集については研究を進めるための基盤を築くことが出来たため、多くの時間を費やす大変な研究とはなるものの今後もこのまま継続したい。しかし、離れた異なる水域において、当初予想したほどの大きな水温差が見られなかったことが新たな懸念材料であるため、次年度以降、当初計画していた東京湾よりも更に離れた海域(東北や北陸等)での調査実現の可能性についても検討し、胚休眠の調節性解明に向けて研究を推進していきたい。

Report

(1 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Open Access: 2 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Delawere(米国)

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] 中国科学院 動物学研究所(中国)

    • Related Report
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  • [Journal Article] Japan section2024

    • Author(s)
      Atsuko Yamaguchi, Sho Tanaka
    • Journal Title

      Global Status Report on Sharks, Rays, and Chimaeras

      Volume: -

    • Related Report
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    • Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 東シナ海と九州北西岸におけるオナガザメ科ハチワレAlopias superciliosusの出現記録と繁殖に関する知見2023

    • Author(s)
      山口 敦子 , 鶴留 司 , 永光 萌衣 , 川久保 晶博 , 古満 啓介
    • Journal Title

      日本板鰓類研究会報

      Volume: 58 Pages: 51-59

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  • [Journal Article] Progesterone initiates tendril formation in the oviducal gland during egg encapsulation in cloudy catshark (Scyliorhinus torazame)2023

    • Author(s)
      Shimoyama Koya、Kawano Mai、Ogawa Nobuhiro、Tokunaga Kotaro、Takagi Wataru、Kobayashi Makito、Hyodo Susumu
    • Journal Title

      Zoological Letters

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 13-13

    • DOI

      10.1186/s40851-023-00211-y

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] サメ・エイ類の繁殖に見る進化の道筋と多様性 ~胚休眠の謎に迫る2024

    • Author(s)
      山口敦子
    • Organizer
      第101回 日本生理学会大会 生理学のこれから ~生命の多様性と調和~
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    • Invited
  • [Presentation] Survival strategies reveal rarity of Naru eagle ray, Aetobatus narutobiei: Exploring new ecosystem conservation measures through top-down control of elasmobranchs2023

    • Author(s)
      Atsuko Yamaguchi, Keisuke Furumitsu
    • Organizer
      11th Indo-Pacific Fish Conference & the Australian Society for Fish Biology
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 有明海の漁業の現状と多様な魚類からなる 豊かな生態系を紐解く2023

    • Author(s)
      山口敦子
    • Organizer
      島根大学エスチュアリー研究センター公開講演会(第3回)
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    • Invited
  • [Presentation] 有明海の多様な環境と魚類相~生態系アプローチに基づく海域再生に向けて2023

    • Author(s)
      山口敦子
    • Organizer
      日本魚類学会
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  • [Presentation] サメ・エイ類の生物科学研究から海の生態系保全へ2023

    • Author(s)
      山口敦子
    • Organizer
      東京大学大気海洋研究所・共同利用研究集会・板鰓類シンポジウム2023
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  • [Presentation] Stock status for Naru eagle ray, Aetobatus narutobiei based on long-term monitoring data and vertebral samples2023

    • Author(s)
      Wang, Yan Jun, Y. Ogino, K. Furumitsu, A. Yamaguchi
    • Organizer
      東京大学大気海洋研究所・共同利用研究集会・板鰓類シンポジウム2023
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 東シナ海におけるモヨウカスベとメダマカスベの食性比較2023

    • Author(s)
      原康二郎, 古満啓介, 山口敦子
    • Organizer
      東京大学大気海洋研究所・共同利用研究集会・板鰓類シンポジウム2023
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Stock status analysis for Naru eagle ray, Aetobatus narutobiei based on long-term monitoring of the predator control program2023

    • Author(s)
      Wang, Yan-Jun, Atsuko Yamaguchi
    • Organizer
      水産海洋学会 研究・発表大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

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Published: 2023-04-18   Modified: 2024-12-25  

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