2017 Fiscal Year Annual Research Report
海洋高次捕食者のエネルギー収支を指標とした環境アセスメント手法の開発
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17H00776
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
佐藤 克文 東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (50300695)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新妻 靖章 名城大学, 農学部, 教授 (00387763)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | バイオロギング / 酸素消費速度 / 加速度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アカウミガメを用いた代謝速度実験においては、地中海のアカウミガメとは異なり、三陸のアカウミガメは水温変化に起因する酸素消費速度変化が小さく、地中海の個体に比べて同じ水温帯における酸素消費速度が高く維持されていることが判明した。人工衛星対応型電波発信器を用いた野外調査によって、冬季の低水温時にも夏期とほとんど変わらない活発な潜水行動を行っていることが分かってきた。この結果は，水槽実験によって得られた低水温時にも高い酸素消費速度を維持出来る能力によってもたらされたと考えられる。
アメリカナマズを対象に流水水槽を用いた酸素消費速度測定実験の結果、体密度が中性浮力から外れる程、酸素消費速度が高くなることがわかった。過去の野外調査によって、河川内で中層を遊泳し続けるアメリカナマズは中性に近い浮力を有することが明らかになっているが、それは酸素消費速度を最小にするための浮力調節の結果もたらされたということが明らかになった。
サケを対象に流水水槽を用いた酸素消費速度測定実験の結果、東北沿岸河川に産卵遡上する個体群と、東北内陸部の個体群では最大遊泳能力を発揮できる水温帯が異なることが判明した。より低水温にさらされる前者は、より低温で最大遊泳能力を発揮できるよう、生理的状態がチューニングされていると解釈できる。
シャチを用いた呼気計測実験においては、連続的に呼気を回収することで、短い時間スケールにおけるエネルギー消費量の推定を行った。呼気の回収間隔を40秒と20秒に設定したところ、40秒間隔における酸素摂取量は20秒間隔と比較して1.5倍となった。基礎代謝速度は時間に比例するため、2倍になると予測していたが、それよりも小さな値となった。その要因として、40秒間隔において既に代謝速度を低下させる「潜水代謝」と呼ばれる生理反応があった可能性が挙げられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
魚類）流水水槽を用いてサケとアメリカナマズを用いた酸素消費速度測定実験を行った。水槽内の流速を段階的に変化させて酸素消費速度を測定した。サケの場合は水温を変化させ、酸素消費速度に及ぼす遊泳速度と水温の関係を調べ、個体群ごとに異なる至適水温をしらべた。さらに、東北の北上川と甲子川で、サケに速度加速度記録計と小型ビデオカメラを装着し、河川を遡上し産卵を行うまでの行動記録を得た。アメリカナマズを測定する際は、シリンジを使ってうきぶくろ内の空気量を変化させた個体を用いて測定し、浮力状態が酸素消費速度に及ぼす影響を調べた。
爬虫類）三陸沿岸海域で捕獲されたアカウミガメとアオウミガメの酸素消費量測定実験をおこなった。15ー25℃の範囲で水温を変化させ、水温によって酸素消費速度がどの程度左右されるのかをしらべた。鴨川シーワールドで飼育されているアカウミガメの酸素消費速度も測定し、三陸沿岸で捕獲される亜成体との違いを調べた。
哺乳類）カナダのセントローレンス湾およびノルウェーのスカルヴォイ沿岸域におけるザトウクジラを対象とした野外調査を実施した。採餌期のザトウクジラの行動データと画像データを取得した。採餌に費やしていた時間と休息に費やしていた時間の配分に関するデータを取得した。鴨川シーワールドで飼育しているシャチを用いて、休止中の酸素消費速度を測定する実験を行った。一定期間息をこらえたシャチが、トレーナーの合図によってマスク内に呼気を吐き出す様にトレーニングし、サンプリングした空気の酸素濃度と二酸化炭素濃度を測定した。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度と同様に室内実験や野外調査を進め、統計検定に必要な個体数が集まったものから論文発表を進めていく。シャチの呼気計測においては、40秒間の息こらえによって「潜水代謝」と呼ばれる生理反応があった可能性が挙げられたが、この仮説を検証するために、より短い間隔での呼気回収を目指した訓練を水族館で行っており、2年目に検証実験を行う予定である。ただし、これまで実験に用いていた個体が体調を崩したため、現時点では具体的な測定の目処が立っていない。もし、体調が回復しない場合は、これまで得られているデータを元に、シャチの休止代謝速度についての結果をまとめて論文発表する。
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[Journal Article] Combining abundance and performance data reveals how temperature regulates coastal occurrences and activity of a roaming apex predator2018
Author(s)
Nicholas L. Payne, Carl G. Meyer, James A. Smith, Jonathan D. R. Houghton, Adam Barnett, Bonnie J. Holmes, Itsumi Nakamura, Yannis P. Papastamatiou, Mark A. Royer, Daniel M. Coffy, James M. Anderson, Melanie R. Hutchinson, Katsufumi Sato, Lewis G. Halsey
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Journal Title
Global Change Biology
Volume: 24
Pages: 1884-1893
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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