2022 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular basis for plastic waste-induced reversal photacsis of marine plankton and its impact on ecology
Publicly Offered Research
| Project Area | Advanced mechanics of cell behavior shapes formal algorithm of protozoan smartness awoken in giorama conditions. |
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| Project/Area Number |
22H05681
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
広橋 教貴 島根大学, 学術研究院農生命科学系, 教授 (90376997)
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| Project Period (FY) |
2022-06-16 – 2024-03-31
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| Keywords | ウミホタル / 走光性反転 / ハイスピード運動解析 / 大規模データ解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
「光」は動植物に行動や運動にベクトルを与え、個体のみならず集群さらに生態系を動かすエネルギーとなっている。その代表例である走光性はシアノバクテリアから脊椎動物まで生命進化で一貫して維持された形質と言える。「走光性の逆転現象」は古くから知られ、地球最大規模のバイオマス移動にも関わる。海洋ゴミに含まれる物質が海洋プランクトンの走光性運動を攪乱し、それが海洋生態系に与えるインパクトを明らかにする。ミリ秒の運動ダイナミックスからジオラマ環境下での再現、更には海洋環境測定により、スケールレス・ボーダーレスなアプローチを展開する。今年度は、甲殻類ウミホタルをメインに用いて実験を行った。ウミホタルは隠岐の島都万地区で採集し、これを夏から翌３月まで松江キャンパスの研究室で定温（２３oC）、恒暗下で飼育する飼育室を設置した。これにより実験可能な期間がこれまでの４ヶ月から半年に延長された。ウミホタルの走光性反転について、新たに分かったことは次の通りである。①嫌気条件に置くと負から正へ逆転する。②１１月以降自然明暗環境下で正の走光性を示す割合が増える。③この個体に負→正に逆転を誘起する次亜塩素酸を添加しても正→負には逆転しない。以上より、ウミホタルの走光性逆転は野外環境のごく自然の変化でも起こりえること、大型甲殻類で知られている概日周期による走光性逆転に類似して、年周期のような季節変動が起こる可能性が分かった。今年度は遊泳付属肢のハイスピード運動解析の装置を小型化し、さらにパソコン制御システムを改良し、より簡便・迅速に撮影できるようにした。また、ハイスピード撮影後の運動解析においてもImageJソフトだけで水かき運動の周波数、角度を自動測定できるようにした。これによりこれまで一部手作業であった部分が無くなり、大規模なデータ解析が可能となった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
実験遂行の全般的な部分で、やはりまだコロナによる行動制限の影響が少なからずあったが、計画していた実験の基礎となる、装置・システムの見直しと改良が出来た。これによって、大規模なデータ解析が容易となることが期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
ウミホタルについては当該年度の予備的な実験結果を検証し、さらにこれまでの結果と合わせて論文とする。今後の計画として、2023年度前半はアルテミアの走光性実験をメインに行い、夏以降に再びウミホタルをつかった実験を行う。これによってノープリウス眼をもつ甲殻類２種において、共通する走光性の制御機構の理解解明に努める。
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