2022 Fiscal Year Research-status Report
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21K05742
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| Research Institution | Lake Biwa Environmental Research Institute |
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Principal Investigator |
永田 貴丸 滋賀県琵琶湖環境科学研究センター, 総合解析部門, 専門研究員 (50454624)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
酒井 陽一郎 滋賀県琵琶湖環境科学研究センター, 総合解析部門, 主任研究員 (90772335)
岡本 高弘 滋賀県琵琶湖環境科学研究センター, 環境監視部門, 主任専門員 (70508473)
坂本 正樹 富山県立大学, 工学部, 准教授 (20580070)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | ミジンコ / 摂餌機能 / 餌環境 / 生産量 / 琵琶湖 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
摂餌器官や摂食速度の応答により、カブトミジンコは、餌の藻類量が減少傾向にある近年の琵琶湖（北湖）でも、過去と同水準の生産量を維持している可能性がある。その可能性を検証するため、1995年～1996年の北湖におけるカブトミジンコの抱卵数（生産量の指標）を分析した。そして、昨年度に分析した1990～1994年の結果も含めて、抱卵数を1990年代と近年で比較した。その結果、近年のカブトミジンコの抱卵数は、1990年代前半より高く、1990年代後半と同程度であった。本結果から、近年でも北湖のカブトミジンコは、1990年代と同水準か、それ以上の生産量を維持できている可能性が示された。
北湖の主要魚種アユとカブトミジンコとの関係を確認するため、昨年度と同様に、北湖の動物プランクトン各種と、アユ成魚の炭素・窒素安定同位体比を測定した。その測定結果から、カブトミジンコが、アユ成魚の重要な餌資源になっていることを確認した。
カブトミジンコは、藻類の量と質がある程度低下しても、摂餌器官の濾過スクリーン面積を拡大させることで摂餌を効率化し、生産量を維持できる可能性がある。今年度は、藻類の量と質（C：P比）に対するカブトミジンコの生産量の変化と、濾過スクリーン面積拡大の発現性を、個体レベルの実験で調べた。実験には、北湖よりも藻類量が高い琵琶湖南湖や諏訪湖のカブトミジンコも用い、結果を北湖のものと比較した。実験の結果、北湖のカブトミジンコは、南湖や諏訪湖の個体よりも藻類の量と質が低い条件に強く、藻類の量と質がある程度低くても、生産量を維持できた。これは、カブトミジンコの藻類量・質の低さへの耐性が、藻類の量・質が異なる生息地間で変わる可能性を示す。一方、この実験から、カブトミジンコは、藻類の量が低いと、濾過スクリーン面積を拡大させるが、質が低くても拡大させないという世界的にも新しい知見を得た。
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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
滋賀県琵琶湖環境科学研究センターは、琵琶湖北湖のカブトミジンコの抱卵数を評価するために、昨年度からの野外調査を継続し、2022年度の抱卵数を分析した。また、過去の1995年と1996年の抱卵数を、滋賀県水産試験場が保存している試料で分析した。その結果から、近年のカブトミジンコの抱卵数は、1990年代前半よりは高く、1990年代後半と同程度であることが分かった。一方、昨年度と同様の炭素・窒素安定同位体比によるアユと動物プランクトン各種の捕食者－被食者関係の解析結果から、カブトミジンコが、北湖の主要な在来魚種であるアユの餌になっていることを確認した。これらは、令和4年度の研究計画通りに実施され、順調に成果が出ている。
富山県立大学は、滋賀県琵琶湖環境科学研究センターが採取した調査試料から、北湖のカブトミジンコの摂餌器官である濾過スクリーン面積を分析し、令和5年度に予定している藻類の量や質（C：P比等）との関係解析に向けてデータを蓄積した。一方、藻類の量と質（C：P比）に対するカブトミジンコの生産量の変化や、濾過スクリーン面積拡大の発現性を、個体レベルの実験で評価した。この実験には、北湖よりも藻類量が高い琵琶湖南湖や諏訪湖のカブトミジンコも用い、結果を北湖のものと比較した。実験の結果から、藻類量が低い北湖に生息するカブトミジンコは、南湖や諏訪湖の個体よりも藻類の量や質がある程度低くても、生産量を維持できることが分かった。一方、この実験から、カブトミジンコは、藻類の量が低いと、濾過スクリーン面積を拡大させるが、質が低くても拡大させないことが明らかになった。これらは、令和4年度の研究計画通りに実施され、順調に成果が出ている。
以上のことから、本研究の現在までの進捗状況を「（２）おおむね順調に進展している」と評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度である令和5年度では、野外調査や実験等でデータを蓄積するとともに、データ解析によって研究目標の達成に努める。具体的には、滋賀県琵琶湖環境科学研究センターは、野外調査でカブトミジンコの2023年の抱卵数を調べ、過去の1990～1996年と、近年の2015～2023年で抱卵数を比較解析する。その結果から、藻類量の低下や藻類組成の変化が生じた近年の琵琶湖北湖でも、カブトミジンコの抱卵数が減少していないことを明らかにする。また、抱卵数と、藻類の量（粒子態有機物量、クロロフィルa濃度等）や質（C：P比、C：N比）との関係を統計的に解析し、北湖での抱卵数の変化が、どの餌環境のパラメータに最も影響を受けているのかを評価する。
一方、令和3年、4年度と同様に、藻類、動物プランクトン各種、アユ等の炭素・窒素安定同位体比を測定する。その結果から、近年でも、カブトミジンコが、北湖の魚類の重要な餌資源になっていることを確認する。
富山県立大学は、滋賀県琵琶湖環境科学研究センターが採取した試料を用いて、北湖のカブトミジンコの摂餌器官である濾過スクリーン面積を継続分析する。得た濾過スクリーン面積のデータと、北湖の藻類の量（粒子態有機物量、クロロフィルa濃度等）や質（C：P比、C：N比）との関係を統計的に解析し、北湖での濾過スクリーン面積の変化が、どの餌環境パラメータに最も影響を受けているのかを評価する。一方、これまで個体レベルの実験で得た藻類の量や質（C：P比）に対するミジンコの生産量の変化や、濾過スクリーン面積拡大の発現性に関する知見について、その再現性を、より現場に近い個体群レベル等の実験系で確認する。
最終的に、全ての調査・実験データを使い、貧栄養化でどこまで藻類の量や質が低下しても、カブトミジンコが生産量を維持できるのかを、滋賀県琵琶湖環境科学研究センターが主体となって推定する。
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| Causes of Carryover |
滋賀県琵琶湖環境科学研究センターによるアユとカブトミジンコの関係の解析では、最低限の試料数の炭素・窒素安定同位体比を測定することで、令和4年度は計画通りに成果を出せた。しかし、利用している京都大学生態学研究センターの安定同位体比分析システム（共同利用施設）の稼働日数が、ロシアのウクライナ進行の影響等によるヘリウムガス不足で極端に少なくなったため、再現性を確認するために必要な試料数は、分析できなかった。そのため、次年度使用額が生じた。令和5年度において、令和4年度に採取した動物プランクトン各種とアユの試料の処理を行い、それらの炭素・窒素安定同位体比を可能な限り測定する。万一、令和5年度でも測定が難しいなら、異なる手法（アユの消化管内容物の分析）により、カブトミジンコの餌としての重要性を確認する。
富山県立大学では、これまで個体レベルの実験で、藻類の量と質に対するカブトミジンコの生産量の変化や、濾過スクリーン面積拡大の発現性を調べてきた。実際の北湖におけるカブトミジンコの個体群動態を考えるためには、得た知見の再現性を、より現場に近い個体群レベル等の実験系で確認する必要がある。この補足実験を行うために、令和4年度の予算執行を可能な限り抑え、次年度使用額を作った。令和5年度では、補足実験により、これまで得たカブトミジンコの生産量や、濾過スクリーン面積の発現性に関する知見の再現性を確認する。
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