南極沿岸氷床下におけるノトテニア科魚類の行動と海洋物理環境の関係

• Project/Area Number: 24H00520
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 40:Forestry and forest products science, applied aquatic science, and related fields
• Research Institution: Tokyo University of Marine Science and Technology
• Principal Investigator: 宮本 佳則 東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (80251685)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 市川 光太郎 京都大学, フィールド科学教育研究センター, 准教授 (70590511) ; 河合 賢太郎 広島大学, 統合生命科学研究科(生), 助教 (80909101) ; 浅井 咲樹 東京海洋大学, 学術研究院, 助教 (81002160)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥49,010,000 (Direct Cost: ¥37,700,000、Indirect Cost: ¥11,310,000); Fiscal Year 2026: ¥13,000,000 (Direct Cost: ¥10,000,000、Indirect Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2025: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000); Fiscal Year 2024: ¥29,120,000 (Direct Cost: ¥22,400,000、Indirect Cost: ¥6,720,000)
• Keywords: 魚類の行動生態 / 海氷下海洋環境 / 南極昭和基地

Outline of Research at the Start

南極大陸周辺海域に優占するノトテニア科魚類は大型生物の餌であり、生態ピラミッドにおける中間消費者に位置づけられる。ペンギンなどの高次消費者およびナンキョクオキアミなどの一次消費者の研究事例は多い一方、ノトテニア科魚類の生態、特に海面を海氷に覆われた海域での研究事例は乏しい。南極魚類の年間を通じた分布と海洋物理環境の関連を比較検討し、生息地利用特性を解明する。広い範囲で環境DNAによる種の在不在と海洋物理環境の対応付けをおこなうとともに、超音波テレメトリーおよび飼育実験で個体ごとの行動と海洋物理環境との対応をみる。海氷下の食物網における大型動物と一次消費者の間を埋める基礎知見を得る。

Outline of Annual Research Achievements

第66次南極地域観測隊（JARE66）の夏期間に、南極昭和基地の北の浦において、魚類の行動・生態観測に向けて、海氷上から海中に設置するテレメトリー機器の低温環境下での動作状況を確認した。主に第66次南極地域観測隊（JARE66）で新規に持ち込んだ機器およびJARE65で低温環境における動作不良が認められたテレメトリー受信機の動作確認を実施した。また動作実験を兼ねて、昭和基地沿岸で生息する魚類の大半を占めるノトテニア科魚類の観測を想定した、テレメトリー測位精度評価実験およびレンジテスト（受信可能距離テスト）を実施した。
海洋観測では北の浦の見晴らし沖海氷上に観測点を設け、Kovacsのアイスコアドリルを用いて海氷を掘削した。測位精度評価で使用する三角形の音響アレイを構築するために、重心穴01および頂点穴01-04の観測点を設け、それぞれ掘削作業を行った。さらにレンジテストで使用するレンジテスト01も設けた(図1)。これらの穴から観測機材を海中に垂下し超音波テレメトリーの発信器および受信機（アクアサウンドおよびInnovasea）の動作確認テストを行った。レンジテストでは発信器と受信機の距離60m～200mの範囲における、音響信号の受信状況を確認した。また、水中ドローン（ROV）による海底環境の観察も実施した。機体に超音波発信器を取り付け、音響アレイを構築した範囲内での操縦を行い、ROVの航跡を音響測位によって取得した。
同期間、同海域に置いて海洋環境観測として、①採泥、②CTD観測、③環境DNA観測、④マイクロプラスチック観測、⑤水中音の観測、⑥魚群探知機による観測、⑦空中ドローン観測を実施した。加えて夏期間中に継続して篭トラップや釣りによる魚体サンプルの採集を行った。その内10cm前後の小型の個体を選別して一部の生体を日本に持ち帰った。

Current Status of Research Progress

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

Reason

第66次南極地域観測隊（JARE66）の夏期間に行った機器テストや観測などは、当初の計画以上に実施を行なっている。ただし、夏期間の観測はすでにJARE64,65において実施しており、JARE66で新規に持ち込んだ機器類（バイオテレメトリーの受信機など）、動作確認、性能評価（受信距離など）を確認であり想定通りの進捗である。2025年度に実施しするJARE66の越冬期間での調査・研究の準備を十分に行なった。加えて、海洋観測は、CTDやネットサンプリング、マイクロプラスチック関係などを十分に行なったと言える。
一方で、JARE66の夏期間における海氷の状態が悪く（海氷が薄くなっていて、一部は流出して海面になっている。）、想定していた観測場所での機器テスト・観測調査などができていないこともあり、おおむね順調に進展していると判断する。

Strategy for Future Research Activity

第66次日本南極地域観測隊の越冬隊員（JARE66:2024年12月から2026年3月の間）として浅井（分担研究者）が越冬する。2025年4月以降から11月末で、昭和基地周辺で採捕できる主な魚類複数種（ショウワギス・ボウズハゲギス・ヒレトゲギス、ウロコギス等）の行動調査を超音波バイオテレメトリーシステムを用いて少なくとも2週間以上（3週間を想定）を3回実施（5月、8月、11月を予定）する。
ノルパックネットによる餌生物の鉛直分布調査を行うと共に、CTD等による海洋環境の計測を実施する。これにより、餌生物の鉛直分布調査、環境DNAサンプル採取、水温、塩分、照度、DO、流向流速計測、、採水、採泥、海洋マイクロプラスチック分布調査を実施する。また、海氷下の音響伝搬計測を実施して、多重反射（マルチパス）が超音波バイオテレメトリーに与える影響や、水中音（アザラシの鳴音や海氷のクラック音）についても収録し、環境要因として解析を進める。
ただ、海氷の状態が不安である場合は、調査の開始時期が6月以降にずれ込むことが想定される。
南極昭和基地の夏季で記録、採取した上記のデータは、クラウド上に共有すること予定している。
2024年度のJARE66夏隊同行者が観測したデータの解析を進める共に、越冬期間のデータの解析も併せて進めていく。加えて、本課題に関わる南極での調査は、2022年度のJARE64から始まっており、2022年度、2023年度に観測した超音波バイオテレメトリーデータ、CTDデータ、さらには、採取した魚体サンプル処理や環境DNA分析を進め、成果発表に務める。