落葉リターは湖沼の底生動物の恵みとなるか？セルロース分解と貧酸素耐性による評価

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K12414
• Research Institution: Shiga University
• Principal Investigator: 石川 俊之 滋賀大学, 教育学部, 教授 (50396313)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: セルロース分解 / 水生生物 / 淡水域 / 森林と水域 / 学校教育

Outline of Annual Research Achievements

2019年度に確立した、淡水生物（主に底生生物）のセルロース分解酵素検出系を用いて、水生生物の餌環境と生物のセルロース分解酵素活性の対応についてザリガニを対象に進めた。落葉量が異なると考えられる3か所からザリガニを採集し、採集された個体の体長と地点間の違いによるセルロース分解能の違いを解析した。
ザリガニの成長とセルロースを多く含む陸上植物を利用する割合は、消化管内容物の顕鏡した先行研究は大きい個体のほうが陸上植物を多く利用すると結論づけたのに対し、安定同位体を用いた先行研究は小さい個体のほうが陸上植物を多く利用すると示されている。本研究では、セルロース分解能は小さい個体のほうが高く、消化管内容物の顕鏡では消化されにくい内容物を多く評価したものと説明することができた。
地点間の違いでは、林内の池が、林内の川と林外の川に比べてセルロース分解能が高かったのに対し、林内の川と林外の川では林外の川のほうが高い結果となった。餌の評価が十分できてきないが、林内の川に比べて林外の川では他の水生生物など質の高い餌が少ない可能性が考えられ、セルロースを分解して得られる栄養に頼らざるを得ない環境であると推論した。
このほか、琵琶湖での貝類の採集を行い、ヨシ原に近い場所と遠い場所の比較の準備をすすめた。また、デトリタス中のセルロース含量の評価方法について文献収集と検討を進め、試料中の濃度と分析するサンプル数から硫酸を用いた分光分析に絞り込むことができた。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究の初年度である2019年度は、予定どおり前項のとおりセルロース分解酵素検出系の確立を行い、琵琶湖や周辺の河川生息する無脊椎動物のセルロース分解酵素活性の検出と比較を実施できた。特に、琵琶湖周辺で複数種が生息する端脚類（ヨコエビ類、甲殻類）を比較しセルロース分解酵素活性を全く持たない種の特定や、在来種と外来種の比較を実施することができた。
2020年度はコロナ感染症対策のため野外調査を実施できず、研究計画がおおむね一年遅れる状況となった。
2021年度は野外での試料収集を実施し、ザリガニのセルロース分解能の解析をすすめ、他の手法で体サイズと食性についての異なる結論が出ていたものに対し、セルロース分解能で説明可能であることを示すことができた。また、堆積物中のセルロース分析について手法の絞り込みを行った。

Strategy for Future Research Activity

前項のとおり、当初予定していた2021年度の野外調査を実施することができなかったため、研究を1年ずつ遅らせてすすめる。研究期間最終年度に1年間の延長申請を行う。
2022年度は感染症対策に十分配慮をしながら、当初2021年度に予定していた野外での水生生物の採集とセルロース分解酵素活性の測定に加え、水生生物の餌候補となる堆積物などのセルロース含量の分析を加えていく。対象生物は貝類を予定している。

Causes of Carryover

野外調査を予定していた2020年度前半に、感染症対策のため調査実施が困難になり、研究の進め方を大きく変更した。
野外調査を必要とする内容を完遂するため、一年間の研究機関の延長申請を予定しており、次年度使用額とされる額は延長した一年の研究費として予定している。また、学会参加にかかる旅費の支出についても、野外調査の遅れに関わり次年度使用が必要である。