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地球化学的手法の先進的応用による新たな回遊・代謝・食性履歴指標の開発

計画研究

研究領域生物地球化学タグによる回遊履歴復元学の創成
研究課題/領域番号 22H05028
研究種目

学術変革領域研究(B)

配分区分補助金
審査区分 学術変革領域研究区分(Ⅱ)
研究機関東京大学

研究代表者

白井 厚太朗  東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (70463908)

研究分担者 松林 順  福井県立大学, 海洋生物資源学部, 准教授 (30756052)
坂本 達也  京都大学, 白眉センター, 特定助教 (80869165)
浅沼 尚  京都大学, 人間・環境学研究科, 講師 (90852525)
研究期間 (年度) 2022-05-20 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
57,460千円 (直接経費: 44,200千円、間接経費: 13,260千円)
2024年度: 15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
2023年度: 15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
2022年度: 26,260千円 (直接経費: 20,200千円、間接経費: 6,060千円)
キーワード同位体 / 回遊指標 / 代謝指標 / 食性指標 / 地球化学
研究開始時の研究の概要

耳石の微量元素や同位体組成は,個体レベルで魚類の回遊経路を推定できる最も優れた手法とされてきた.本研究は,耳石だけで無く,それ以外の付加成長部位について高度な専門性が要求される地球化学的手法を導入し独自性を高めることで,海洋生物が「いつ,どこにいて,どのような状態で,何を食べていたのか」を明らかにする「生物地球化学タグ」による生態履歴推定手法を開発し,「回遊に伴う環境変化との相互作用が成長や生活史戦略にどのように影響を及ぼすか」という海洋生態学の根源的な「問い」の解明に挑む.

研究実績の概要

血液と筋肉の水分の酸素同位体比が数時間から数日スケールの経験塩分履歴の指標となることを,天然サンプルの分析と飼育実験から明らかにした.また,伊勢湾から採取された魚試料の肝臓の希土類元素パターンが回遊生態履歴の有効な指標となる可能性が示された.
放射性炭素同位体比の空間分布地図作成においては,これまでに収集した1993年以降のDICの放射性炭素同位体比データベースに最新の論文の情報を加え,さらに表層におけるサンゴの時系列分析値を統合し,合計で4,824点のデータを収集した.また,Copernicus Marineより1993年1月から2020年12月までの毎月分の全休を対象とした物理・生物地球化学データを入手した.最終的に,放射性炭素同位体比の時空間的なばらつきをこれらの物理・生物地球化学データ(9種類)で説明する時空間統計モデルを構築し,月ごとに全休スケールで放射性炭素同位体比の変動を予測する空間分布地図の作成に成功した.
水晶体の安定同位体比を用いて,2021-2022年に北太平洋西部と縁辺海で採取したソデイカの異動・回遊様式を調査した.水晶体から得られた同位体履歴から,体サイズに依存して栄養段階が上昇する影響を除去することで,生息海域の同位体ベースラインの履歴を推定した.これを,実際に観測されたPOMの空間変動と比較して,移動履歴を推定した.推定ベースライン履歴は,生活史初期に変動があり,成魚期には安定することから,幼生期には海流輸送によって大きく移動する一方,成体には長距離回遊を行わない可能性が示された.日本海・東シナ海に生息するソデイカの多くは亜熱帯循環の外側に起源を持つが,亜熱帯循環内のソデイカは様々な起源を持ち,同種が複雑な混合パターンを持つことを明らかにした.同位体履歴とベースライン同位体地図との組み合わせは,多くの頭足類や魚類の管理に有用であることを示唆する.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

新しい指標の開発や,他班との連携も効果的に進んでおり,複数の論文業績の目処も立っており,おおむね順調に進捗していると判断できる.

今後の研究の推進方策

2024年度は最終年度となるため,これまで進めている他班との連携研究をより加速させつつ,A02班が中心となって開発した手法についても他班との連携を開始し,さらなる分野融合研究を推し進める.

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 6件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Stable isotopes in eye lenses reveal migration and mixing patterns of diamond squid in the western North Pacific and its marginal seas2023

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Tatsuya、Horii Sachiko、Kodama Taketoshi、Takahashi Kazutaka、Tawa Atsushi、Tanaka Yosuke、Ohshmio Seiji
    • 雑誌名

      ICES Journal of Marine Science

      巻: 80 号: 9 ページ: 2313-2328

    • DOI

      10.1093/icesjms/fsad145

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Limited evidence for species‐specific sensitivity of temperature‐dependent fractionation of oxygen stable isotope in biominerals: A meta‐analysis2023

    • 著者名/発表者名
      Morissette Olivier、Trueman Clive N.、Sturrock Anna M.、Geffen Audrey J.、Shirai Kotaro
    • 雑誌名

      Methods in Ecology and Evolution

      巻: 14 号: 7 ページ: 1719-1731

    • DOI

      10.1111/2041-210x.14122

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Pre‐treatment methods for stable oxygen and carbon isotope analyses of structural carbonates of bones in marine teleost fishes2023

    • 著者名/発表者名
      Chung Ming‐Tsung、Kitagawa Takashi、Murakami‐Sugihara Naoko、Tanaka Kentaro、Miki Shiono、Shirai Kotaro
    • 雑誌名

      Rapid Communications in Mass Spectrometry

      巻: 37 号: 19

    • DOI

      10.1002/rcm.9609

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Impact of squid predation on juvenile fish survival2022

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Motomitsu、Sakamoto Tatsuya、Sassa Chiyuki、Yoda Mari
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-022-14389-2

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Contrasting life-history responses to climate variability in eastern and western North Pacific sardine populations2022

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto, T., Takahashi, M., Chung, M.T., Rykaczewski, R.R., Komatsu, K., Shirai, K., Ishimura, T., Higuchi, T.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 5298-5298

    • DOI

      10.1038/s41467-022-33019-z

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Latitudinal cline in the foraging dichotomy of loggerhead sea turtles reveals the importance of East China Sea for priority conservation2022

    • 著者名/発表者名
      Okuyama Junichi、Watabe Akemi、Takuma Shunichi、Tanaka Kentaro、Shirai Kotaro、Murakami‐Sugihara Naoko、Arita Mamiko、Fujita Kento、Nishizawa Hideaki、Narazaki Tomoko、Yamashita Yoshiya、Kameda Kazunari
    • 雑誌名

      Diversity and Distributions

      巻: 28 号: 8 ページ: 1568-1581

    • DOI

      10.1111/ddi.13531

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Using neodymium isotope ratio in Ruditapes philippinarum shells for tracking the geographical origin2022

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Kentaro、Zhao Liqiang、Tazoe Hirofumi、Iizuka Tsuyoshi、Murakami-Sugihara Naoko、Toyama Kotaro、Yamamoto Toshihiro、Yorisue Takefumi、Shirai Kotaro
    • 雑誌名

      Food Chemistry

      巻: 382 ページ: 131914-131914

    • DOI

      10.1016/j.foodchem.2021.131914

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Using geostatistical analysis for simultaneous estimation of isoscapes and ontogenetic shifts in isotope ratios of highly migratory marine fish2022

    • 著者名/発表者名
      Matsubayashi Jun、Kimura Katsuya、Ohkouchi Naohiko、Ogawa Nanako O.、Ishikawa Naoto F.、Chikaraishi Yoshito、Tsuda Yuichi、Minami Hiroshi
    • 雑誌名

      Frontiers in Marine Science

      巻: 9 ページ: 1049056-1049056

    • DOI

      10.3389/fmars.2022.1049056

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Contrasting life-history responses to climate variability in eastern and western North Pacific sardine populations2022

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Sakamoto, Motomitsu Takahashi, Ming-Tsung Chung, Ryan R. Rykaczewski, Kosei Komatsu, Kotaro Shirai, Toyoho Ishimura, Tomihiko Higuchi
    • 学会等名
      International Symposium on Small Pelagic Fish: New Frontiers in Science for Sustainable Management
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 黒潮流路の変動がマイワシの初期生残に与える影響の再考2022

    • 著者名/発表者名
      坂本達也, 田中雄大, 髙橋素光
    • 学会等名
      水産海洋学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2022-05-25   更新日: 2024-12-25  

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