2019 Fiscal Year Annual Research Report
Study on manganese in otoliths of demersal fishes as an Indicator of hypoxia
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19H03025
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
片山 知史 東北大学, 農学研究科, 教授 (30224455)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | マコガレイ / 耳石 / マンガン / バリウム / 貧酸素 / 東京湾 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、内湾に生息する魚類が貧酸素水に接しながら生活していること、および魚類の貧酸素環境履歴から内湾の貧酸素水動態を推定する手法を確立するために、貧酸素条件で底質から溶出するマンガンに注目する。飼育実験によって、マンガンの底質からの溶出、水中のマンガンの耳石への蓄積といったプロセスを明らかにする。そして、東京湾の底魚数種の耳石に含有するマンガンを年輪構造に沿って測定し、各個体の貧酸素水環境履歴（どの季節に貧酸素水域を利用したか）を推定する。これらの結果によって、耳石のマンガンが内湾の貧酸素水の指標として用いる有用性を確認することを目的とする。
室内飼育実験により、マンガンの底質からの溶出、水中のマンガンの耳石への蓄積といったプロセスを検討した。１）低酸素下において堆積物か水中へのMnの溶出：処理グループ（水と堆積物を含む）とコントロール（水のみ）を4日間低酸素状態に保ち、その後3日間正常酸素状態に移行させた。水のMnが低酸素状態で増加したが、底質のMnは変化なかった。２）マコガレイ稚魚をさまざまなMn濃度（コントロール、10倍、20倍）、Ba濃度（コントロール、5倍、10倍）で30日間飼育し、その後30日間通常の条件に移行して、飼育水のMn濃度、Ba濃度とマコガレイ耳石の関係を調べた。耳石半径に沿ったICPmsプロファイル（Mn濃度、Ba濃度）は、飼育水の金属濃度と耳石Mn濃度、Ba濃度の間に相関関係は認められなかった。
天然海域に生息するマコガレイについて、東京湾内湾と外海（九十九里浜沿岸）のマコガレイ耳石のICPms分析を行ったところ、外海のマコガレイ耳石にはほとんどマンガンが含有されていないのに対して、内湾の個体においては、耳石部位によって大きく変動しつつ、多量のマンガンが含まれていることを示された。
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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
計画どおり、室内飼育実験により、マンガンの底質からの溶出、水中のマンガンの耳石への蓄積といったプロセスを検討した。１）低酸素下において堆積物か水中へのMnの溶出：処理グループ（水と堆積物を含む）とコントロール（水のみ）を4日間低酸素状態に保ち、その後3日間正常酸素状態に移行させた。水のMnが低酸素状態で増加したが、底質のMnは変化なかった。２）マコガレイ稚魚をさまざまなMn濃度（コントロール、10倍、20倍）、Ba濃度（コントロール、5倍、10倍）で30日間飼育し、その後30日間通常の条件に移行して、飼育水のMn濃度、Ba濃度とマコガレイ耳石の関係を調べた。耳石半径に沿ったICPmsプロファイル（Mn濃度、Ba濃度）は、飼育水の金属濃度と耳石Mn濃度、Ba濃度の間に相関関係は認められなかった。
天然海域に生息するマコガレイについては、東京湾内湾と外海（九十九里浜沿岸）のマコガレイ耳石のICPms分析を行った。外海のマコガレイ耳石にはほとんどマンガンが含有されていないのに対して、内湾の個体においては、耳石部位によって大きく変動しつつ、多量のマンガンが含まれていることを示された。
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| Strategy for Future Research Activity |
計画どおり、飼育実験を継続する。昨年度は、貧酸素下における堆積物から水中への金属の溶出を明らかにしたが、マコガレイへの蓄積は把握できなかった。低酸素状態が水のMn濃度を増加させるものの、魚による化学物質の取り込みのメカニズムは複雑であることが示された。今年度は、1）水中の化学物質の濃度を上げて、より高い濃度が耳石の吸収の相関につながるかどうか、2）飼育条件におけるマコガレイへのストレスと、耳石への金属の吸収の関係を明らかにする。
また東京湾の内湾域では、マコガレイ耳石におけるマンガン、バリウムの増加が確認された。年輪と合わせて解析することにより、その増加の季節を推定する。耳石における微量金属の挙動と環境条件との関係を明らかにする。
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