2020 Fiscal Year Annual Research Report
Marine and anchialine cave biodiversity in the Ryukyu Islands, Japan
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20H03313
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Okinawa Prefectural University of Arts |
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Principal Investigator |
藤田 喜久 沖縄県立芸術大学, 音楽学部, 教授 (20771463)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
下村 通誉 京都大学, フィールド科学教育研究センター, 准教授 (30359476)
藤井 琢磨 鹿児島大学, 国際島嶼教育研究センター, 特任助教 (30772462)
井口 亮 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 主任研究員 (50547502)
岡西 政典 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任助教 (70639278)
角井 敬知 北海道大学, 理学研究院, 講師 (70723360)
斉藤 知己 高知大学, 教育研究部総合科学系複合領域科学部門, 准教授 (80632603)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 海底洞窟 / 生物多様性 / アンキアライン環境 / 洞窟水圏環境 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
琉球列島には陸域および浅海域に数多くの洞窟や海底洞窟が存在し、地表面から隔離された独特の水圏環境と動物群集が存在している。一方、当該地域における洞窟水圏環境は、様々な人間活動（開発、水質汚染、観光によるオーバーユースなど）によって危機的な状況にあるが、 同環境の生物多様性に関する研究知見は極めて乏しく、有効な保護・保全策が講じられていないのが現状である。以上のことを踏まえ、本研究では、①洞窟水圏性動物の種多様性、②洞窟水圏性動物の分子系統・適応進化、③洞窟水圏における動物群集の構造と個体群維持機構の3つの主要研究テーマに注力した調査研究を実施し、当該地域の洞窟水圏における生物多様性の全容を解明することを目的とする。
初年度（2020年度）は、4島（沖縄島北部、伊江島、久米島、宮古諸島下地島）の海底洞窟と、5島（沖永良部島、与論島、宮古島、多良間島、与那国島）の陸域洞窟水圏における野外調査を実施した。「①洞窟水圏性動物の種多様性」については、対象洞窟にて採集された生物の種同定を行い、生物相の取りまとめを進めている。「②洞窟水圏性動物の分子系統・適応進化」に関しては、採集した動物種のDNAバーコーディング（ミトコンドリアDNAのCOI領域）作業を予定通り進めることができた。これら①と②の研究成果（の一部）として、10編の研究論文を発行することができた。また、「③洞窟水圏における動物群集の構造と個体群維持機構」については、水温及び塩分ロガーの設置と、下地島の海底洞窟における測量を行うことができた。2020年度（初年度）は、新型コロナウイルス感染症の拡大により、調査対象の島々への渡航が制限される状況に晒されたものの、幸運にも概ね計画通り実施することができた。
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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
本研究では、①洞窟水圏性動物の種多様性、②洞窟水圏性動物の分子系統・適応進化、③洞窟水圏における動物群集の構造と個体群維持機構の3つの主要研究テーマに注力した調査研究を実施し、当該地域の洞窟水圏における生物多様性の全容を解明することを目的としている。各テーマにおける研究の進捗状況は以下の通りである。
①洞窟水圏性動物の種多様性：2020年度（初年度）は、沖縄島、伊江島、宮古諸島下地島の海底洞窟における野外調査と、徳之島、与論島、久米島、宮古島、与那国島における陸域の洞窟水圏に関する予備的調査を行う予定であった。海底洞窟調査については、予定の3島に加え、久米島における予備調査を実施することができた。また、陸域の洞窟水圏に関する予備的調査については、沖永良部島、与論島、宮古島、多良間島、与那国島の5島の調査を実施することができ、概ね予定通り進めることができた。
②洞窟水圏性動物の分子系統と適応進化：上述した島々における海底洞窟及び陸域の洞窟水圏にて採集した動物種のDNAバーコーディング（ミトコンドリアDNAのCOI領域）研究については、当初の予定通り進めることができた。
③洞窟水圏における動物群集の構造と個体群維持機構：2020年度（初年度）は、洞窟形態と物理化学的環境調査の実施を予定していたが、各島の海底洞窟及び陸域の洞窟水圏環境において、水温及び塩分ロガーの設置を行うことができた。また、宮古諸島下地島の海底洞窟では、洞窟測量調査を実施し、洞窟の内部構造に関する断面及び平面図を作成することができた。
また、上記①と②の研究成果（の一部）として、10編の研究論文を発行することができた。2020年度（初年度）は新型コロナウイルス感染症の拡大により、調査対象の島々への渡航が制限される状況に晒されたものの、幸運にも概ね計画通り実施することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では、全研究期間を通じ、琉球列島に存在する洞窟水圏環境を対象とし、①洞窟水圏性動物の種多様性、②洞窟水圏性動物の分子系統・適応進化、③洞窟水圏における動物群集の構造と個体群維持機構の3つの主要研究テーマに注力した調査研究を実施する。
前年度（2020年度）は、沖縄島、伊江島、宮古諸島下地島の海底洞窟における野外調査を実施することができた。また、沖永良部島、与論島、久米島、宮古島、与那国島における陸域の洞窟水圏に関する予備的調査も実施することができた。
前述した3つの主要研究テーマに係る本年度（2021年度）以降の研究計画は以下の通りである。
①洞窟水圏性動物の種多様性：本年度以降も、対象地域における海底洞窟及び陸域の洞窟水圏環境に生息する様々な動物の採集を行い、分類学的研究を行うことで、洞内における種多様性（動物相）を明らかに研究を継続する。また、過去の調査にて採集された種についての分類学的研究を進め、学術論文の投稿を行う。
②洞窟水圏性動物の分子系統と適応進化：本年度以降は、過去の調査で採集された動物種のDNAバーコーディング（ミトコンドリアDNAのCOI領域および 核のリボゾーム遺伝子領域を対象）を行い、データベース化を進める。また、分類学的・生態学的に“特筆すべき種”について、分子系統解析 や集団遺伝学的解析（RAD-seq.やMIG-seq.を用いる）を並行して行う。
③洞窟水圏における動物群集の構造と個体群維持機構：本年度は、昨年度に設置したデータロガー（塩分・水温）の回収とデータ分析を実施し、さらに未調査の洞窟において、洞窟形態と物理化学的環境に関する調査を実施する。また、過去の調査にて採集された“特筆すべき種”の個体分析や生態研究についても研究を進める。
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Research Products
(10 results)
