地球規模でのストレス（温暖化／酸性化）がサンゴ礁生物群集に及ぼす影響の解明

• Project Area: Coral Reef Science for Symbiosis and Coexistence of Human and Ecosystem under Combined Stresses
• Project/Area Number: 23121702
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: University of the Ryukyus
• Principal Investigator: 栗原 晴子 琉球大学, 亜熱帯島嶼科学超域研究推進機構, 特命助教 (40397568)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2012: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2011: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 海洋酸性化 / 海洋温暖化 / サンゴ礁 / サンゴ / 多様性 / 気候変動 / 酸性化 / 温暖化 / 生物間相互作用

Outline of Annual Research Achievements

昨年度の研究結果、サンゴの1種Acropora digitifera が海洋酸性化ストレスに対して高い耐性能を示すことを解明した。そこで本年度は、この耐性能のメカニズムを明らかにすることを目的に、酸性化ストレスに曝されたサンゴA. digitiferaにおける石灰化関連遺伝子の発現への影響を探った。さらに、サンゴ種間での酸性化ストレスに対する応答の差を比較するため、異なるサンゴ種（Montipora digitata)における酸性化耐性能について比較検討を行った。
その結果、サンゴの酸性化耐性能には種間によって大きく異なり、A. digitifera のように全く酸性化の影響を受けない種が存在する一方で、同じ環境に曝されたM. digitataでは、骨格形成や代謝活性が大きく低下することが明らかになった。さらに骨格形成への影響が見られなかったA. digitiferaでは、炭酸カルシウムが形成される場へのカルシウムイオン輸送に関わっている事で知られている遺伝子[Ca-ATPase]の発現量が増幅されることが明らかとなった。
本研究の成果より、海洋酸性化に対するサンゴ応答は、種間によって大きく異なることが示されたことから、将来の気候変動に伴う環境の変動は、サンゴの種多様性の低下および群集組成の変化を引き起こす可能性が予測される。さらに、サンゴ種間による酸性化耐性の違いには、カルシウムイオンの輸送に関わっている石灰化関連遺伝子の発現への影響が重要な役割を果たしている可能性が示唆された。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Ocean acidification reduces biomineralization-related gene expression in the sea urchin, Hemicentrotus pulcherrimus (2013)
  • Author(s): A. Takahashi
  • Journal Title: Coral Reefs Volume: 32 Issue: 1 Pages: 305-305
  • DOI: 10.1007/s00338-012-0979-8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Spatial community shift from hard to soft corals in volcanically acidified water, Nature Climate Change (2013)
  • Author(s): Shihori Inoue, Kayanne Hajime, Shoji Yamamoto, Haruko Kurihara,
  • Journal Title: Nature Climate Change Volume: (in press) Issue: 7 Pages: 683-687
  • DOI: 10.1038/nclimate1855
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ocean acidification reduces biomineralization-related gene expression in the sea urchin, Hemicentrotus pulcherrimus (2012)
  • Author(s): Kurihara H, Takano Y, Kurokawa D, Akasaka K
  • Journal Title: Marine Biology Volume: 159 Issue: 12 Pages: 2819-2826
  • DOI: 10.1007/s00227-012-2043-1
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Potential acidification impacts in zooplankton in CCS leakage scenarios (2012)
  • Author(s): C. Halsband
  • Journal Title: Marine Pollution Bulletin Volume: - Issue: 2 Pages: 495-503
  • DOI: 10.1016/j.marpolbul.2013.03.013
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Expression of hsp70 and hsf1 in the reef coral Acropora digitifera under prospective acidified conditions over the next several decades (2012)
  • Author(s): Nakamura M, Morita M, Kurihara H, MItarai S
  • Journal Title: Biology Open Volume: 1 Issue: 2 Pages: 75-81
  • DOI: 10.1242/bio.2011036
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 海洋酸性化がサンゴ群集に及ぼす影響の評価 (2013)
  • Author(s): 栗原晴子
  • Organizer: 日本海洋学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2013-03-25
• [Presentation] Response of reef organisms to ocean acidification in the near future (2013)
  • Author(s): Kurihara H
  • Organizer: Past and present changes in marine ecosystem and biodiversity in the Asia-Pacific region
  • Place of Presentation: 沖縄
• [Presentation] Possible change on coral community structure and biodiversity by ocean acidification (2012)
  • Author(s): Kurihara H
  • Organizer: International symposium on "Biodiversity in Changing Coastal Waters of Tropical and Subtropical Asia"
  • Place of Presentation: 天草 （熊本）
  • Year and Date: 2012-12-01
• [Presentation] Community shift from hard to soft coral in acidified water (2012)
  • Author(s): Inoue S, Kayanne H, Yamamoto S, Kurihara H
  • Organizer: International symposium on "Biodiversity in Changing Coastal Waters of Tropical and Subtropical Asia"
  • Place of Presentation: 天草 （熊本）
  • Year and Date: 2012-12-01
• [Presentation] Seasonal variation in community structure of copepods in the coral-reef water of Sesoko Island, Japan (2012)
  • Author(s): Yamazaki H, Nakajima R, Toda T, Kurihara H
  • Organizer: International symposium on "Biodiversity in Changing Coastal Waters of Tropical and Subtropical Asia"
  • Place of Presentation: 天草 （熊本）
  • Year and Date: 2012-12-01
• [Presentation] 海洋酸性化が造礁サンゴに与える影響の種間・群体間比較 (2012)
  • Author(s): 高橋麻美 栗原晴子
  • Organizer: 日本サンゴ礁学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2012-11-22
• [Presentation] サンゴ骨格中のフッ素含有量と石灰化簿液の炭酸イオン濃度の関係 (2012)
  • Author(s): 田中健太郎 浅海竜司 高橋麻美 栗原晴子 新城竜一
  • Organizer: 日本サンゴ礁学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2012-11-22
• [Presentation] Ocean acidification impacts on Cnidarian (2012)
  • Author(s): Kurihara H
  • Organizer: The 9th Okazaki Biology Conference, Marine Biology II
  • Place of Presentation: 岡崎
  • Year and Date: 2012-10-14
  • Invited
• [Presentation] Impacts of ocean acidification on the coral-reef organisms and ecosystem (2012)
  • Author(s): Kurihara H et al.
  • Organizer: High CO2 World
  • Place of Presentation: USA/ Monterey
  • Year and Date: 2012-09-24
• [Presentation] Diverse response of coral reef organisms to ocean acidification (2012)
  • Author(s): Kurihara H et al.
  • Organizer: International Coral Reef Symposium
  • Place of Presentation: Australia/ Cairns
  • Year and Date: 2012-07-09
• [Presentation] Experimental response variation among coral populations to ocean acidification (2012)
  • Author(s): Takahashi A, Kurihara H
  • Organizer: International Coral Reef Symposium
  • Place of Presentation: Australia/ Cairns
  • Year and Date: 2012-07-09
• [Presentation] Community shift from hard to soft coral in acidified water (2012)
  • Author(s): Inoue S, Kayanne H, Yamamoto S, Kurihara H
  • Organizer: International Coral Reef Symposium
  • Place of Presentation: Australia/ Cairns
  • Year and Date: 2012-07-09
• [Presentation] The diverse response of marine organisms and ecosystems to the ocean acidification (2011)
  • Author(s): Kurihara H
  • Organizer: Acidification in aquatic environments
  • Place of Presentation: Norway(招待講演)
• [Presentation] Additional impacts on invertebrtaes : non-calcification responses, life history effects, and evolutionary considerations (2011)
  • Author(s): Kurihara H
  • Organizer: Internation Symposium on the Sustainability and Productivity of Coastal Resource
  • Place of Presentation: Japan, Okinawa
• [Remarks]
  • URL: http://harukoku.sakura.ne.jp/kuriharalab/homu.html