Search for landscape reconstruction by ancient DNA of varves

• Project/Area Number: 17K18537
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Geography, Cultural anthropology, Folklore, and related fields
• Research Institution: Museum of Natural and Environmental History, Shizuoka
• Principal Investigator: Yamada Kazuyoshi ふじのくに地球環境史ミュージアム, 学芸課, 教授 (60508167)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤木 利之 岡山理科大学, 理学部, 准教授 (10377997) ; 香月 興太 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 講師 (20423270) ; 瀬戸 浩二 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 准教授 (60252897) ; 高山 浩司 京都大学, 理学研究科, 准教授 (60647478)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000); Fiscal Year 2018: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2017: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
• Keywords: 年縞 / 藻琴湖 / 浜名湖 / 古DNA / 環境DNA / 堆積物DNA / 動物相復元 / DNA / 環境考古学

Outline of Final Research Achievements

In this study, environmental DNA analysis is conducted on annually laminated sediments in Japan to verify whether it is possible to comprehensively grasp information on flora and fauna and human activity history that can not be recovered from chemical compositions and microfossils. I tried for the first time in the world. For that purpose, the analysis method of environmental DNA analysis is applied to the lake sediments which are different in the climate change and cultural anthropologically different landscapes such as Hokkaido and Shizuoka, and the analysis method of environmental DNA analysis is used. We constructed the biota and human activity history as time series changes.
As a result, it was found that it is possible to discuss the presence or absence of the Itou that had once lived in the Lake Alga Lake. However, it was suggested that the degree of damage to DNA is different depending on the sedimentary environment and the difference in sedimentary age.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、古環境学や文化人類学の分野において、従来から大きな課題となっていた年縞を用いた地質学・古生物学的解析方法では描くことができなかった当時の景観を構成する要素（生物相の復元、人間活動の履歴等）を、年縞のメタバーコーディング解析によって解き明かすことができるのかを検証することにあった。懸念していたDNAの損傷の影響は排除することができなかったが、従来方法より精緻に過去の環境を復元できる可能性を示唆できたことは重要な学術的進歩と考えることができる。

Research Products

• [Journal Article] 秋田県・田沢湖における湖沼堆積物中の珪藻遺骸群集と環境変遷 (2019)
  • Author(s): 福本 侑・池田太一・石山大三・山田和芳・鹿島 薫・原口 強・岡村 眞・松岡裕美
  • Journal Title: 環太平洋文明研究 Volume: 3 Pages: 63-76
  • NAID: 120007174579
• [Journal Article] 天草諸島・池田池の湖底ボーリングコア中における明暗互層の形成過程 (2018)
  • Author(s): 箕田友和・鹿島 薫・原口 強・吉永祐一・山田和芳
  • Journal Title: 地形 Volume: 39 Pages: 205-206
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Widespread occurrence of distinct alkenones from Group I haptophytes in freshwater lakes: Implications for paleotemperature and paleoenvironmental reconstructions (2018)
  • Author(s): William M. Longoa, Yongsong Huang, Yuan Yaob, Jiaju Zhao, Anne E. Giblin, Xian Wang, Roland Zech, Torsten Haberzettl, Ludwig Jardillier, Jaime Toney, Zhonghui Liu, Sergey Krivonogov, Marina Kolpakova, Guoqiang Chu, William J. D'Andrea, N.Harada, K.Nagashima, M.Sato, H.Yonenobu,K.Yamada, K.Gotanda, Y.Shinozuka
  • Journal Title: Earth and Planetary Science Letters Volume: 492 Pages: 239-250
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2018.04.002
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Carbon cycle dynamics linked with Karoo-Ferrar volcanism and astronomical cycles during Pliensbachian-Toarcian (Early Jurassic) (2018)
  • Author(s): Ikeda Masayuki、Hori Rie S.、Ikehara Minoru、Miyashita Ren、Chino Masashi、Yamada Kazuyoshi
  • Journal Title: Global and Planetary Change Volume: 170 Pages: 163-171
  • DOI: 10.1016/j.gloplacha.2018.08.012
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 年縞にみる環境史学の課題と展望 (2018)
  • Author(s): 山田和芳
  • Journal Title: Proceedings of the 28th Symposium on Geo-Environments and Geo-Technics Volume: 28 Pages: 81-82
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 浜名湖の湖底地形（１）湖心部 (2018)
  • Author(s): 山田和芳
  • Journal Title: 東海自然誌 Volume: 11 Pages: 9-14
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 三保の松原の景観変化に関する自然地理学的研究 (2018)
  • Author(s): 山田和芳
  • Journal Title: 環境考古学と富士山 Volume: 2 Pages: 13-23
• [Journal Article] フィリピン・ラグナ州，サンパブロ湖沼群の音波探査調査に基づく湖底地形と形成期の推定 (2017)
  • Author(s): 山田和芳・原口 強・Maximo, R.P.R. ・Rivera, D.J.V. ・Lim, R.B. ・Pogay, C.D. ・Quilalang, M.T.D. ・Mitiam, E.D. ・Bariso, E. ・藤木利之・中村俊夫・奥野 充・小林哲夫
  • Journal Title: 月刊地球 Volume: 号外67号 Pages: 36-41
  • Int'l Joint Research
• [Journal Article] フィリピン・ラグナ州，サンパブロ湖沼群から得たピストンコア試料の層序と物性 (2017)
  • Author(s): 中西利典・山田和芳・原口 強・Bariso, E.・Rivera, D.J.V.・Lim, R.B. ・Pogay, C.D. ・Quilalang, M.T.D. ・奥野 充・藤木利之・中村俊夫・小林哲夫
  • Journal Title: 月刊地球 Volume: 号外67号 Pages: 42-47
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Introductory comments: Environment and Civilization in Island region: From perspective of varved environmental history. (2019)
  • Author(s): Kazuyoshi Yamada
  • Organizer: The 3rd International Symposium on “The future of the Earth: insights from island civilizations
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Vegetation history caused by human activity since 1930 based on pollen analysis of a Lake Mokoto sediment core, eastern Hokkaido, northern Japan (2019)
  • Author(s): Keisuke Sakai, Toshiyuki Fujiki, Kazuyoshi Yamada, Koji Seto and Kota Katsuki
  • Organizer: The 3rd International Symposium on “The future of the Earth: insights from island civilizations
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The Nature of Shizuoka - from Mount Fuji to Suruga Bay (2018)
  • Author(s): Kazuyoshi YAMADA
  • Organizer: The 12th Asia Impact Assessment Conference in Shizuoka
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Evidence for the Global Distribution and Uniform Temperature Response of Distinct Alkenones from Group I Haptophytes (2018)
  • Author(s): Longo, W.M., Huang, Y.S., Yao, Y., Zhao, J., Giblin, A.E., Wang, X., Zech, R, Haberzettl, T., Jardillier, L., Toney, J., Liu, Z., Krivonogov, S., Kolpakova, M., Chu, G., D’Andrea, W.J., Harada, N., Nagashima, K., Sato, M., Yonenobu, H., Yamada, K., Gotanda, K. and Shinozuka, Y.
  • Organizer: AGU fall meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The developmental history of water mass structure during the Common Era in Lake Hamana, Shizuoka prefecture, central Japan (2018)
  • Author(s): Koji Seto, Hisashi Fujii, Takuya Sato, Keitaro Uemura, Kota Katsuki and Kazuyoshi Yamada
  • Organizer: AGU fall meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Preservation of Mino-no-Matsubara pine tree grove (2018)
  • Author(s): Sugawara, D. and Yamada, K.
  • Organizer: 2nd International Symposium on Creating the Fujinology - nature/culture in Anthropocene
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] トレンドとイベントから成る長期環境変動に対するプランクトン群集の応答：年縞堆積物を用い過去に遡る (2018)
  • Author(s): 大竹裕里恵・大槻 朝・占部 城太郎・木村 成子・山田 和芳・吉田 丈人
  • Organizer: 第65回生態学会大会
• [Presentation] 静岡県中部、三保海岸の景観変化における人為的影響について (2018)
  • Author(s): 山田和芳
  • Organizer: 汽水域研究会第10回大会
• [Presentation] 静岡県浜名湖（引佐細江）における後期完新世の堆積環境の変遷 (2018)
  • Author(s): 藤井悠史・瀬戸浩二・香月興太・山田和芳
  • Organizer: 汽水域研究会第10回大会
• [Presentation] 福井県日向湖・三方湖・久々子湖周辺地域間の植生変遷比較 (2018)
  • Author(s): 北川淳子・篠塚良嗣・山田和芳・瀬戸浩二
  • Organizer: 汽水域研究会第10回大会
• [Presentation] Formative process of varve sediments and recent precipitation record in the Lake Hiruga, Fukui Prefecture, Central Japan (2017)
  • Author(s): Seto, K., Kitagawa, J., Irisawa, S., Katsuki, K. and Yamada, K.
  • Organizer: The 3rd Asian Association for Quaternary Research Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Changes in the composition and diversity of cyanobacterial communities revealed by sedimentary DNA in Lake Fukami-ike (2017)
  • Author(s): Kimura, S., Ohtake Y., Yoshida, T., Yoshida, T, Sako, T., Ootsuki, H., Urabe, J., Yamada, K. and Tanabe, S.
  • Organizer: The 3rd UST-USP Joint Symposium
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Formative process of varve sediments and recent precipitation record in the Lake Hiruga, Fukui Prefecture, Central Japan (2017)
  • Author(s): Seto, K., Kitagawa, J., Irisawa, S., Katsuki, K. and Yamada, K.
  • Organizer: AGU fall meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 水月湖堆積物を用いた洪水災害史長期定量復元とその手法 (2017)
  • Author(s): 鈴木克明・多田隆治・入野智久・山田和芳・長島佳菜・中川毅・原口強・五反田克也・SG12/06 プロジェクトメンバー
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合大会2017年大会
• [Presentation] 福井県日向湖における年縞堆積物の形成過程と近年の周期的変動 (2017)
  • Author(s): 瀬戸浩二・北川淳子・入澤汐奈・香月興太・山田和芳
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合大会2017年大会
• [Presentation] 水月湖堆積物に記録された完新世後期災害史の種類・規模・頻度変動と、堆積環境変化との関係 (2017)
  • Author(s): 鈴木克明・多田隆治・入野智久・山田和芳・長島佳菜・中川毅・原口強・五反田克也・SG12/06 プロジェクトメンバー
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合大会2017年大会
• [Presentation] 完新世後期における中部日本地域の強雨・洪水記録の空間的普遍性と、周辺地域の気候変動との関係 (2017)
  • Author(s): 鈴木克明・多田隆治・入野智久・山田和芳・長島佳菜・中川毅・原口強・五反田克也・SG12/06 プロジェクトメンバー
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合大会2017年大会
• [Presentation] Spatial property of heavy precipitation and flood history during the Late Holocene in central Japan and correlation with climate change in surrounding region (2017)
  • Author(s): 鈴木克明・多田隆治・入野智久・山田和芳・長島佳菜・中川毅・原口強・五反田克也・SG12/06 プロジェクトメンバー
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合大会2017年大会
• [Presentation] 静岡県浜名湖の過去2000年の自然環境史 (2017)
  • Author(s): 山田和芳・瀬戸浩二・香月 興太・佐藤 巧
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合大会2017年大会
• [Presentation] 移動型ミュージアムユニット「ミュージアムキャラバン」の製作 (2017)
  • Author(s): 岸本年郎・山田和芳・渋川浩一・石河孝浩・篠原宏一・洪 恒夫
  • Organizer: 日本展示学会第36回研究大会
• [Presentation] 松江平野の古環境（４） (2017)
  • Author(s): 渡辺正巳・瀬戸浩二・高安克己・山田和芳・奥中亮太
  • Organizer: 日本地質学会第124年学術大会
• [Presentation] 長野県深見池の年縞堆積物における微生物群集構造解析 (2017)
  • Author(s): 木村成子・大前公保・吉田天士・左子芳彦・大竹裕里恵・大槻朝・占部城太郎・山田和芳・吉田丈人
  • Organizer: 日本陸水学会第82回大会
• [Presentation] 長野県深見池における長期環境変動と枝角類群集の形成過程：年縞堆積物による長期動態の解明 (2017)
  • Author(s): 大竹裕里恵・大槻朝・占部城太郎・木村成子・山田和芳・吉田丈人
  • Organizer: 日本陸水学会第82回大会
• [Presentation] 汽水域を百学連環で考える (2017)
  • Author(s): 山田和芳
  • Organizer: 汽水域研究会2017年（第9回）大会
• [Presentation] 静岡県浜名湖（引佐細江）における後期完新世の堆積環境の変遷（予報） (2017)
  • Author(s): 藤井悠史・瀬戸浩二・香月興太・山田和芳
  • Organizer: 汽水域研究会2017年（第9回）大会
• [Presentation] 水月湖年縞に認められる洪水層と周辺植生の変遷 (2017)
  • Author(s): 北川淳子・小島秀彰・瀬戸浩二・入澤汐奈・山田和芳・吉田丈人
  • Organizer: 珪藻学会第37回研究集会
  • Invited
• [Presentation] 秋田県田沢湖の完新世の珪藻化石群集変動 (2017)
  • Author(s): 福本 侑・池田太一・石山大三・山田和芳・鹿島 薫・原口 強・松岡裕美・岡村 眞
  • Organizer: 珪藻学会第37回研究集会
• [Presentation] 浜名湖における明応地震（1498年）の津波による塩水化は本当にあったのか (2017)
  • Author(s): 瀬戸浩二・香月興太・佐藤 巧・藤井悠史・山田和芳
  • Organizer: 第26回浜名湖をめぐる研究者の会
• [Presentation] 環境考古学から生命文明へ (2017)
  • Author(s): 安田喜憲・山田和芳
  • Organizer: 第26回環境化学討論会
  • Invited
• [Book] 統合自然地理学 (2018)
  • Author(s): 岩田 修二
  • Total Pages: 280
  • Publisher: 東京大学出版会
  • ISBN: 9784130225014
• [Book] Multidisciplinary studies of the environment and civilization -Japanese Perspectives- (2017)
  • Author(s): K. Yamada
  • Total Pages: 184
  • Publisher: Routledge
  • ISBN: 9781138728844