海域生態系の長期変動に関する共同研究

• 研究課題/領域番号: 04045019
• 研究種目: 国際学術研究
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 大学協力
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 青木 一郎 (1993-1994) 東京大学, 海洋研究所, 助教授 (40114350); 石井 丈夫 (1992) 東京大学, 海洋研究所, 教授 (80013564)
• 研究分担者: COLWELL R.R. メリーランド大学, バイオテクノロジー研究所・所長, 教授 ; HOUDE E.D. メリーランド大学, 環境内湾研究センター, 教授 ; ROTHSCHILD B メリーランド大学, 環境内湾研究センター, 教授 ; 岸 道郎 東京大学, 海洋研究所, 助手 (90214767) ; 木暮 一啓 (小暮 一啓) 東京大学, 海洋研究所, 助教授 (10161895) ; 中田 英昭 東京大学, 海洋研究所, 助教授 (60114584) ; 大和田 紘一 東京大学, 海洋研究所, 教授 (30013585) ; 杉本 隆成 東京大学, 海洋研究所, 教授 (40004428) ; R R Colwell メリーランド大, バイオテクノロジー研究所・所長, 教授 ; E D Houde メリーランド大, 環境内湾研究センター, 教授 ; B J Rothschi メリーランド大, 環境内湾研究センター, 教授 ; 青木 一郎 東京大学, 海洋研究所, 助教授 (40114350)
• 研究期間 (年度): 1992 – 1994
• 研究課題ステータス: 完了 (1994年度)
• 配分額: 5,900千円 (直接経費: 5,900千円); 1994年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円); 1993年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円); 1992年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
• キーワード: イワシ類 / タラ類 / 海洋生態系 / 地球環境 / 海洋細菌 / バイオテクノロジー / 炭素循環 / 微生物分解

研究概要

1.メリ-ランド大学のRothschild教授らのグループをはじめ米国およびカナダの研究グループと海洋生態系の長期変動機構解明の問題について、それぞれの研究についての情報交換と討議を行ってきた。日本側からは日本近海のマイワシの再生産の変化や魚種交替、北大西洋の気象・海洋とプランクトン・マイワシの長期変動の関わりなどが明らかにされた。その中で、マイワシの大変動は基本的にはENSOなどの10年スケールの地球規模の気象・海洋が支配していること、マイワシはいわばそれに適応するように再生産の様式を変化させ環境を最大限に利用することが強調された。米国側では大西洋のジョージズバンク生態系研究がU.S.GLOBECとして着手されている。その研究では、現場での生物過程の新しい観測・計測手法の開発、モニタリング手法と体制の構築、理論的枠組とモデルの重要性が指摘された。米国に比べ日本ではこの面で遅れをとっている感があり、早急に十分な対処が必要である。この点については、今後共同して新しい観測手法の導入や開発をはかることとなった。また、意見交換の中で、日本近海は大西洋と異なり、黒潮と親潮の両者の複雑な海洋構造の下でいくつかの魚種の卓越の交代現象がみられ、世界的にみてもさらに研究を進めるべき最も重要な海域であるとの認識を新たにした。
2.マイワシの資源の増加・減少のあった過去20年間の気象・海洋・プランクトンに関する資料を用いて、マイワシの生残・加入の変動を予測するニューラルネットモデルを検討した。そのモデルは、地球規模の気象・海洋の変化、日本近海の黒潮と親潮の流れ方の変化、そしておそらくそれに対応しているプランクトン量の変化がマイワシの10年スケールの変動とよく対応することを示した。この内容は海洋生態系の長期変動に関する国際研究集会で発表された。Rothschild教授も長期変動解析・予測手法としてニューラルネットに関心をもっており、我々の結果はさらにその関心を高めたと思われる。
3.国際GLOBECのOSSE(Observation System Simulation Experiments)がMexicoのLa Pazで開かれ出席した。この席で、将来立ちあげる海域プログラムAMOS(Advanced Modeling and Observation systems)をめざして北大西洋と黒潮続流域に焦点を当てて観測を行い。これにあわせて数値モデルを作成していくこととなった。特に、日本に関しては黒潮続流域で、暖水塊、暖水舌、等の様々なスケールの海洋現象に対応した基礎生産を含む動物プランクトン(特にコペポ-ダ、オキアミなど)の資源変動モデル、動物プランクトンの生活史を含んだ生態系モデルを構築し、白鳳丸による観測を含めて日米が共同研究していくこととなった。このうち暖水塊の生態系モデルと物理モデルについては、基礎となるものを作成し、論文として発表した。
4.メリ-ランド大学海洋バイオテクノロジー研究所と沿岸環境研究所を訪問し、研究者らと会って研究上の情報交換をするとともに、今後の共同研究のプランニングを行った。海洋環境中の微生物群集の活性を捉える目的では従来からブドウ糖やアミノ酸などの代謝を測定するのが一般的であった。しかし海洋の長期変動を考える際、これらの易分解性の有機物の代謝ではなく、より高分子あるいは難分解性の物質の代謝を見ていく必要があることで一致した。このためには何らかのモデル高分子を扱うとともに、その代謝に関わる微生物の動態を解析することが必要である。双方のこれまでの研究を考慮し、当面界面上でのプロセスを日米で解析することにした。海洋バイオテクノロジー研究所で行ってきた付着性細菌に関する研究に、東大海洋研側で持っているin situハイブリダイゼーションの技術を加え、条件を設定して当面実験室レベルで同時に研究を進める。また、天然の系では、東大海洋研で行ってきた"ヌタ"に関する知見を基礎にした研究を進める。

研究成果

• [文献書誌] Makoto Nishimura: "Enumeration of Bivrio cholarae in aquatic environments by MPN-16SrRNA hybridization method" Bull. Japan. Soc. Microbial Ecology. 7. 43-46 (1992)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Makoto Nishimura: "A new method to detect viable bacteria in natural seawater using 16SRrNA oligonucleotide probe" Jour., Oceanogr.49. 51-56 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kumiko Kita-Tsukamoto: "Phylogenitic relationships of marine bacteria, mainly members of the Family Vibrionaceae,determined on the basis of 16SrRNA sequences" Intern. Jour. System. Bacteriol.22GD03:43. 8-19 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Ichiro Aoki: "Spawning pattern of the Japanese sardine Sardinops melanostictus off southern Kyushu and Shikoku,southwestern Japan" Marine Ecology Progress Series. 97. 127-134 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Ichiro Aoki: "Acoustic Surveys of Abundance and Distribution of the Japanese sardin Sardinops melanostictus in the Spawning grounds off Southern Kyushu, Japan" Nippon Suisan Gakkaishi. 59(10). 1727-1735 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Takashige Sugimoto: "Gross structures and decadal scale variations in the basin scale climatic and oceanic conditions" PICES WG-6 report, PICES Workshop, Nemuro, 1993. (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 杉本隆成: "マイワシの再生産に及ぼす冬季節風と黒潮・親潮変動の影響" 月刊 海洋. 25-7. 428-433 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Tsukasa Murayama: "Changes in Ovarian development and plasma levels of sex steloid hormones in the wild female Japanese sardine(Sardinops melanostictus)during the spawning period" J. Fish. Biol.45. 235-245 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Michio Kishi: "Prediction of phytoplankton growth in a warm-core ring using three dementional ecosystem model" Journal of Oceanography. 50. 489-498 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Akira Yoshimori: "Effects of interaction between two warm-core ring on phytoplankton distribution" Deep-Sea Research. 41. 1039-1052 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 為石日出生: "東北海域におけるマイワシの北上回遊と接岸に果す暖水渦と暖水ストリーマ-の役割" 水産海洋研究. 58. 77-90 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Teruhisa Komatsu: "Prediction of the catch of Japanese sardine larvae in Sagami Bay using neural network" Fisheries Science. 60. 385-391 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Ichiro Aoki: "Batch fecundity of Japanese sardine off southern Kyushu and Shikoku, southwestern Japan in 1991 and 1992" Fisheries Science.
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Ichiro Aoki: "The use of neural network in analysis and prediction of the fluctuation of sardine abundance" Oceanologica Acta.
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 青木一郎: "黒潮続流域におけるプランクトンと浮魚" 水産海洋研究. 58. 122-125
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Takashige Sugimoto: "The effects of wind, Kuroshio and Oyashio on reproduction of sardine" Kaiyo. 25-7. 428-433 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Tsukasa Murayama: "Changes in Ovarian development and plasma levels of sex steloid hormones in the wild female Japanese sardine (Sardinops melanostictus) during the spawning period" J.Fish.Biol.45. 235-245 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Michio Kishi: "Prediction of phytoplankton growth in a warm-core ring using three dementional ecosystem model" Journal of Oceanography. 50. 489-498 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Akira Yoshimori: "Effects of interaction between two warm-core rings on phytoplankton distribution" Deep-Sea Research. 41. 1039-1052 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Hideo Tameishi: "Aircraft surveys of warm streamer as a fish way of Japanese sardine in northward migration and coastal approach" Bull.Japan.Soc.Fish.Oceanogr.58. 77-90 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Teruhisa Komatsu: "Prediction of the catch of Japanese sardine larvae in Sagami Bay using neural network" Fisheries Science. 60. 385-391 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Ichiro Aoki: "Batch fecundity of Japanese sardine off southern Kyushu and Shikoku, southwestern Japan in 1991 and 1992" Fisheries Science.
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Ichiro Aoki: "The use of neural network in analysis and prediction of the fluctuation of sardine abundance" Oceanologica Acta.
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Ichiro Aoki: "Pelagic fishes and plankton in the Kuroshio Extension area" Bull.Japan.Soc.Fish.Oceanogr.58. 122-125
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Ichiro Aoki: "Spawning pattern of the Japanese sardine Sardinops melanostictus off southern Kyushu and Shikoku,southwestern Japan" Marine Ecology Progress Series. 97. 127-134 (1993)
• [文献書誌] Ichiro Aoki: "Acoustic Surveys of Abundance and Distribution of the Japanese Sardine Sardinops melanostictus in the Spawning Grounds off Southern Kyushu,Japan" Nippon Suisan Gakkaishi. 59(10). 1727-1735 (1993)
• [文献書誌] Tsukasa Murayama: "Changes in ovarian development and plasma levels of sex steloid hormones in the wild female Japanese sardine(Sardinops melanostictus)during the spawning period" J.Fish.Biol.
• [文献書誌] Nobuyuki Azuma: "Feeding mode shifts in juvenile Japanese sardine" Journal of Ethology.
• [文献書誌] Takashige Sugimoto: "Gross structures and decadal scale variations in the basin scale climatic and oceanic conditions" PICES WG-6 report,PICES Workshop,Nemuro,1993. (1993)
• [文献書誌] 杉本隆成: "マイワシの再生産に及ぼす冬季節風と黒潮・親潮変動の影響" 月刊海洋. 25-7. 428-433 (1993)
• [文献書誌] Makoto NISHIMURA: "Enumeration of Vibrio cholarae in aquatic environments by MPN-16SrRNA hybridization method" Bull.Japan.Soc.Microbial Ecology. 7. 43-46 (1992)
• [文献書誌] Makoto NISHIMURA: "A new method to detect viable bacteria in natural seawater using 16SrRNA oligonucleotide probe" Jour.,Oceanogr.49. 51-56 (1993)
• [文献書誌] Kumiko KITA-TSUKAMOTO: "Phylogenitic relationships of marine bacteria,mainly members of the Family Vibrionaceae,determined on the basis of 16SrRNA sequences" Intern.Jour.System.Bacteriol.43. 8-19 (1993)