| Project/Area Number |
22K19201
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 40:Forestry and forest products science, applied aquatic science, and related fields
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| Research Institution | Teikyo University of Science & Technology (2023)
The University of Tokyo (2022) |
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Principal Investigator |
青木 かがり 帝京科学大学, 生命環境学部, 准教授 (60526888)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉原 奈央子 公益財団法人海洋生物環境研究所, 海生研中央研究所, 研究員 (00896243)
天野 雅男 長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(水産), 教授 (50270905)
礒川 悌次郎 兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (70336832)
白井 厚太朗 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (70463908)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | 同位体比分析 / バイオロギング / バイオテレメトリー / 情報学 / マッコウクジラ / 鯨類 / 生息履歴 / 回遊 / 地球化学分析 / 機械学習 |
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| Outline of Research at the Start |
広大な海洋を網羅的かつ持続的に観測することが困難であるが故に，移動範囲が半球規模に及ぶ外洋性鯨類については将来予測の基礎データとなる生息域や回遊様式などの基本的な生態すら分かっていない. そこで，申請者らは1)高解像度で回遊経路を直接把握するバイオロギング, 2)寿命60年に及ぶ全生活史履歴を復元する地球化学的分析，及び3) 写真の照合作業を飛躍的に簡易化し半球規模の個体識別を加速化する機械学習技術を組み合わせ融合することで，未知なる回遊生態を解明する手法を開発することに挑戦する. 本手法は，その他の鯨類にも適用可能であり波及効果が高い.
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に引き続き，大型鯨類の生息履歴推定手法確立のため，マッコウクジラを対象に，次の三つの項目を実施した．
１）安定同位体比分析：分析に用いた個体は，オスで20-46歳（6個体），メスで3歳と13歳（2個体）であった．メス・オス共に，δ18Oは生活史を通しほとんど変化が認められなかった．一方，δ13Cの値は個体間で差異がみられた．オス2 個体では，10代後半で急激に低下，その後比較的一定の値を示した．残りのオス6個体では，生涯を通した変化が小さく，緩やかに減少する傾向がみられた．含有有機物の炭素・窒素安定同位体比を分析したオス5個体の炭素の安定同位体比においても同様の個体間の差異がみられた．過去の商業捕鯨の捕獲記録から，オスは離乳後のある時期に出生群から離れ成長とともに徐々に高緯度海域に生息域を移すと言われているが，成長に伴う有機物炭素，炭酸基炭素の安定同位体比の変化に個体間の差異が見られたことから，成長段階による生息域や栄養段階の変化は一様ではないことが示唆された．δ15Nでは， 5-10歳にかけて減少し，その後増加する傾向がみられた。
２）個体識別システムの構築：昨年度に作成したシステムで，高い精度で個体識別を行えることが示された．本年度は既知の個体識別画像をシステムに学習させ，小笠原諸島周辺海域で過去に得られた未知の個体識別画像との照合作業を実施した．
３）衛星発信機の装着：五島海底谷で，7月上旬にオス3個体に衛星発信機を装着した．これらの個体は7月中下旬に五島海底谷から下甑島周辺に南下，または海底斜面沿いに100kmほど南下しその周辺に7月末まで留まった．それ以降は発信が途絶えた．過去の個体識別記録から，若オスは五島海底谷に春から夏に滞在，その後一部の個体は九州西方の海底斜面に沿って南下すると示唆されており，この仮説を支持する結果が得られた．
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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
衛星発信機の装着を実施したが荒天のため十分に実施することが出来なかった。しかし、精度の高い個体識別システムを構築し、また安定同位体比の分析、追加の標本採取について進めることができた。概ね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度に引き続き，大型鯨類の生息履歴推定手法確立のため，マッコウクジラを対象に，次の三つの項目を実施する．
１）安定同位体比分析：
2023年度に日本沿岸に漂着・座礁した4個体（メス1個体，オス3個体），更に国内の博物館等の協力を得て，過去に漂着した11個体の標本を得た（メス4個体，オス7個体）．上顎歯の断面に形成される成長層を数え年齢査定を実施し，成長層毎に安定同位体比分析を行う．また，五島海底谷，小笠原諸島周辺海域などにて，生体から表皮を採取する．個体の漂着地点または生体標本採取地点の表皮を用いて，海域間の安定同位体比の差異を検出する．体組織の安定同位体比との擦り合わせを行い，雌雄の成長に伴う生息海域の変化を推定することを試みる．また，雌雄の成長に伴う栄養段階の変化を明らかにする．
２）個体識別システムの構築：日本各地（小笠原，奄美，和歌山など）のホエールウォッチングの運航会社から蓄積された写真を収集し，識別システムに適用し，各海域での滞在パターンと海域間の移動を把握することを試みる．また，入力写真情報の前処理を改善することにより識別システムの精度向上を目指す．
３）衛星発信機の装着：昨年度に引き続き衛星発信機の銛先の改良を行い，衛星発信機の長期装着を目指す．五島海底谷にて衛星発信機を装着し，季節回遊を把握することを目指す．
1)から3)の手法により得られた結果を統合することにより，これまで断片的であった個体の生息履歴を一生を通して推定することを試みる．得られた成果を国内外の学会で発表し，学術論文として投稿する．
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