2022 Fiscal Year Annual Research Report
多元素同位体の複合解析による回遊生物の新たな生物地球化学タグの確立
| Project Area | Life-history reconstruction in marine animals: Transdisciplinary approach of geochemistry, physical oceanography, and ecology |
|---|
| Project/Area Number |
22H05029
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
石村 豊穂 京都大学, 人間・環境学研究科, 准教授 (80422012)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西田 梢 筑波大学, 生命環境系, 特任助教 (10708374)
則末 和宏 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (50335220)
田副 博文 弘前大学, 被ばく医療総合研究所, 准教授 (60447381)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-05-20 – 2025-03-31
|
| Keywords | 安定同位体 / 微量分析 / 回遊生態 / ネオジム同位体比 / ラジウム / 鉛同位体 / 耳石 / 生物地球化学タグ |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究領域の問いは，海洋生物の回遊生態特性を解明し「いつ，どこにいて，何を食べていたのか」「環境が成長や生活史戦略にどのように影響を及ぼすか」を理解することにあり，その基盤となる回遊海域の推定技術（生物地球化学タグ）の高度化を実現することが本計画研究班の役割である。酸素同位体比（d18O）分析ではカバーできない東西方向の回遊履歴解明は，海域毎の重元素同位体分布の違いを活用することで解決される可能性がある。我々が独自に開発・発展させてきた魚類の高解像度回遊履歴解析を，多元素同位体分析と融合させ，世界で我々のみが実現できる「海洋回遊生物の生物地球化学タグ」の開発が本研究の主目的である。
「A03高度分析班」は本研究領域の各班に対し，回遊経路の時空分布（推定経路とその時間軸）を提示する役割を担う．具体的には，①魚類耳石の超高解像度酸素安定同位体比（d18O）分析による時系列経験水温および回遊経路の基盤情報の提示，②耳石中の炭素安定同位体比（d13C）を活用した生態食性指標の開発，そして③生体組織中の重元素（Nd, Pb等）同位体を活用した海域推定の高精度化によって，「複合生物地球化学タグ」の開発を遂行する．この新たな生態復元手法によって，海洋生物の回遊履歴解析の高精度化をめざし，本年度は基礎となる分析技術の確立と応用展開を目指した。本年度はそれぞれの項目についての基礎実験を行いつつ，その成果を元にして今後の複合解析に向けた応用研究展開について議論を進めた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
生物地球化学タグから得られる断片的情報を融合し，回遊履歴解析の高精度化を目指した。本年度は，適切なサンプル選定を行い分析技術の開発応用に関わる以下の基礎研究を迅速に進めた。
【酸素同位体比】 日本各地から季節毎に得られた頭足類サンプル収集と解析を進めた。現在の所試料の前処理は順良に進んでおり，回遊域毎の酸素同位体比の特性解明を進めている。時期や産地毎に特徴的な同位体履歴を見いだしたことから，回遊履歴判別への応用が可能であることに確証をもたらした。
【炭素同位体比】頭足類の殻のd13Cを用いた代謝率の復元について応用研究を実施した.
【ネオジム同位体比】Ｎｄ同位体比分析の高度化のため、試料の前処理方法および化学分離について検討を進めた。すでに貝殻試料については前処理方法が確立していたが、この方法を魚類の臓器などに適用した場合、有機物やケイ酸など強酸に難溶性沈殿が発生し、固相抽出の妨害となっていた。これを解決するため、硝酸濃度の変更やろ過処理を行い、異なるサンプルタイプに適用可能な方法に改良した。また、希土類元素間の相互分離に用いるＬｎ固相抽出カラムではＮｄと他のＣｅの分離度を高めるため、粒径の細かい固相抽出レジンを用いた。これによりクロマトグラムの分解能を高めるとともに、ポンプ送液による分離時間の短縮が可能となった。
【金属元素同位体複合解析(鉛)】 鉛同位体を指標とした海産魚類の回遊履歴解明に不可欠となる海水中鉛同位体比の分布を明らかにし，日本海と西部北太平洋で同位体比及び鉛の供給源が異なることを明らかにした。これは日本海内や日本海-隣接海域間の回遊履歴に関する研究への貢献が期待される。また二枚貝の鉛同位体比分析法開発において鍵となる殻表面のクリーンな除染法および貝溶解プロセスでの同位体分別を受けない分析手順もほぼ確立できた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
下記の生物地球化学タグから得られる断片的情報を融合し，回遊履歴解析の高精度化を実現する．前年度から収集中のサンプルの解析と基礎実験から得られた知見の生体試料への実応用を継続する。
○δ18O：δ18Oのサンプリングと水温履歴解析を継続し，産卵域・回遊域を推定するとともに，下記の多元素同位体指標の分析手法を確立し，δ18Oと比較を行うことで，太平洋と日本海の往来履歴を検証する．
○δ13C：先進応用班の有機物の化学分析（食性，代謝）や耳石の成長解析情報との対比を通じて，時系列のδ13Cデータから代謝履歴復元を実現し，生息環境と生理代謝の相互関係を明らかにする．これまでの飼育実験からδ13Cと環境要素（水温など）との相関を見出しており，既存データの再評価により代謝履歴復元を目指す．
○ネオジム同位体比：前年度の基礎実験の成果に基づいて，多検体の同時処理に向けて分離システムの改良を進める。太平洋と日本海を往来する実際の回遊魚を対象に，回遊生態履歴推定への応用研究を展開する．
○金属元素同位体複合解析（鉛）： 貝殻の同位体比分析の再現性を評価し，手法を確立すると共に，アサリ等にも適用する。日本海の鉛同位体比分布等，成果を発表する。
|
-
-
-
[Journal Article] Anaerobic methane‐oxidizing activity in a deep underground borehole dominantly colonized by Ca2023
Author(s)
Nishimura, H., Kouduka, M., Fukuda, A., Ishimura, T., Amano, Y., Beppu, H., Miyakawa, K. and Suzuki, Y.
-
Journal Title
Environmental Microbiology Reports
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
-
-
-
-
[Journal Article] Spatial variations of 10Be in surface snow along the inland traverse route of Japanese Antarctic Research Expeditions2022
Author(s)
Kazuho Horiuchi, Shinji Kato, Kou Ohtani, Naoyuki Kurita, Shun Tsutaki, Fumio Nakazawa, Hideaki Motoyama, Kenji Kawamura, Hirofumi Tazoe, Naofumi Akata, Takeyasu Yamagata, Hiroyuki Matsuzaki
-
Journal Title
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms
Volume: 533
Pages: 61-65
DOI
Peer Reviewed
-
-
-
[Journal Article] Influence of sampling flow rate on thoron exhalation rate mesurements by the circulation method2022
Author(s)
Masahiro Hosoda, Ryohei Yamada, Hiromu Kobyashi, Yuki Tamakuma, Eka Djatnika Nugraha, Hiroki Hashimoto, Ryoju Negami, Chutima Kranrod, Yasutaka Omori, Hirofumi Tazoe, Naofumi Akata, Shinji Tokonami
-
Journal Title
Radiation Protection Dosimetry
Volume: 198(13-15)
Pages: 904-908
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
-
-
-
[Journal Article] Monthly Precipitation Collected at Hirosaki, Japan: Its Tritium Concentration and Chemical and Stable Isotope Compositions2022
Author(s)
Haruka Kuwata, Naofumi Akata, Kazusa Okada, Masahiro Tanaka, Hirofumi Tazoe, Naoyuki Kurita, Nao Otashiro, Ryoju Negami, Takahito Suzuki, Yuki Tamakuma, Yoshitaka Shiroma, Masahiro Hosoda
-
Journal Title
Atmosphere
Volume: 13(5)
Pages: 1月10日
DOI
Peer Reviewed / Open Access
-
[Journal Article] Contrasting life-history responses to climate variability in eastern and western North Pacific sardine populations2022
Author(s)
Sakamoto, T., Takahashi, M., Chung, M.T., Rykaczewski, R.R., Komatsu, K., Shirai, K., Ishimura, T., Higuchi, T.
-
Journal Title
Nature Communications
Volume: 13
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
-
-
-
-
[Presentation] 二枚貝殻を用いた水温・溶存酸素濃度の モニタリング手法の検討：英虞湾での垂下実験を例に2022
Author(s)
西田 梢, 田中健太郎, 佐藤圭, 樋口恵太, 漢那直也, 杉原奈央子, 白井厚太朗, 岩橋徳典, 永井清仁, 弓場茉裕, 石川彰人
Organizer
第17回バイオミネラリゼーションワークショップ
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
