年縞堆積物DNAによる景観復元の探求

• 研究課題/領域番号: 17K18537
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 地理学、文化人類学、民俗学およびその関連分野
• 研究機関: ふじのくに地球環境史ミュージアム
• 研究代表者: 山田 和芳 ふじのくに地球環境史ミュージアム, 学芸課, 教授 (60508167)
• 研究分担者: 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)
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2017年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
• キーワード: 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

研究成果の概要

本研究は、国内の年縞堆積物を対象として環境DNA分析を実施して、化学成分や微化石から復元できない動植物相や人間活動履歴情報を網羅的に把握することができるのか、その検証を世界ではじめて試みた。そのために、気候変動や文化人類学的に景観の異なる北海道藻琴湖および、静岡県浜名湖に堆積する完新世の湖底堆積物を対象として、環境DNA分析の解析手法を援用して、景観を構成する生物相や人間活動履歴を時系列変化として復元した。
その結果、藻琴湖においては、かつて生息していたイトウの在不在を議論できる可能性が見いだされた。しかしながら、堆積環境や堆積年代の違いによって、DNAの損傷程度に違いがあることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

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。

研究成果

• [雑誌論文] 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)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 雑誌名: 環太平洋文明研究 巻: 3 ページ: 63-76
  • NAID: 120007174579
• [雑誌論文] 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)
  • 著者名/発表者名: 箕田友和・鹿島 薫・原口 強・吉永祐一・山田和芳
  • 雑誌名: 地形 巻: 39 ページ: 205-206
  • 査読あり
• [雑誌論文] Widespread occurrence of distinct alkenones from Group I haptophytes in freshwater lakes: Implications for paleotemperature and paleoenvironmental reconstructions (2018)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 492 ページ: 239-250
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2018.04.002
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Carbon cycle dynamics linked with Karoo-Ferrar volcanism and astronomical cycles during Pliensbachian-Toarcian (Early Jurassic) (2018)
  • 著者名/発表者名: Ikeda Masayuki、Hori Rie S.、Ikehara Minoru、Miyashita Ren、Chino Masashi、Yamada Kazuyoshi
  • 雑誌名: Global and Planetary Change 巻: 170 ページ: 163-171
  • DOI: 10.1016/j.gloplacha.2018.08.012
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 年縞にみる環境史学の課題と展望 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山田和芳
  • 雑誌名: Proceedings of the 28th Symposium on Geo-Environments and Geo-Technics 巻: 28 ページ: 81-82
  • 査読あり
• [雑誌論文] 浜名湖の湖底地形（１）湖心部 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山田和芳
  • 雑誌名: 東海自然誌 巻: 11 ページ: 9-14
  • 査読あり
• [雑誌論文] 三保の松原の景観変化に関する自然地理学的研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山田和芳
  • 雑誌名: 環境考古学と富士山 巻: 2 ページ: 13-23
• [雑誌論文] 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)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 雑誌名: 月刊地球 巻: 号外67号 ページ: 36-41
  • 国際共著
• [雑誌論文] 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)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 雑誌名: 月刊地球 巻: 号外67号 ページ: 42-47
  • 国際共著
• [学会発表] Introductory comments: Environment and Civilization in Island region: From perspective of varved environmental history. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kazuyoshi Yamada
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on “The future of the Earth: insights from island civilizations
  • 国際学会
• [学会発表] Vegetation history caused by human activity since 1930 based on pollen analysis of a Lake Mokoto sediment core, eastern Hokkaido, northern Japan (2019)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Sakai, Toshiyuki Fujiki, Kazuyoshi Yamada, Koji Seto and Kota Katsuki
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on “The future of the Earth: insights from island civilizations
  • 国際学会
• [学会発表] The Nature of Shizuoka - from Mount Fuji to Suruga Bay (2018)
  • 著者名/発表者名: Kazuyoshi YAMADA
  • 学会等名: The 12th Asia Impact Assessment Conference in Shizuoka
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Evidence for the Global Distribution and Uniform Temperature Response of Distinct Alkenones from Group I Haptophytes (2018)
  • 著者名/発表者名: 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.
  • 学会等名: AGU fall meeting
  • 国際学会
• [学会発表] The developmental history of water mass structure during the Common Era in Lake Hamana, Shizuoka prefecture, central Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: Koji Seto, Hisashi Fujii, Takuya Sato, Keitaro Uemura, Kota Katsuki and Kazuyoshi Yamada
  • 学会等名: AGU fall meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Preservation of Mino-no-Matsubara pine tree grove (2018)
  • 著者名/発表者名: Sugawara, D. and Yamada, K.
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Creating the Fujinology - nature/culture in Anthropocene
  • 国際学会
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 第65回生態学会大会
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 山田和芳
  • 学会等名: 汽水域研究会第10回大会
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 藤井悠史・瀬戸浩二・香月興太・山田和芳
  • 学会等名: 汽水域研究会第10回大会
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 北川淳子・篠塚良嗣・山田和芳・瀬戸浩二
  • 学会等名: 汽水域研究会第10回大会
• [学会発表] Formative process of varve sediments and recent precipitation record in the Lake Hiruga, Fukui Prefecture, Central Japan (2017)
  • 著者名/発表者名: Seto, K., Kitagawa, J., Irisawa, S., Katsuki, K. and Yamada, K.
  • 学会等名: The 3rd Asian Association for Quaternary Research Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Changes in the composition and diversity of cyanobacterial communities revealed by sedimentary DNA in Lake Fukami-ike (2017)
  • 著者名/発表者名: Kimura, S., Ohtake Y., Yoshida, T., Yoshida, T, Sako, T., Ootsuki, H., Urabe, J., Yamada, K. and Tanabe, S.
  • 学会等名: The 3rd UST-USP Joint Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Formative process of varve sediments and recent precipitation record in the Lake Hiruga, Fukui Prefecture, Central Japan (2017)
  • 著者名/発表者名: Seto, K., Kitagawa, J., Irisawa, S., Katsuki, K. and Yamada, K.
  • 学会等名: AGU fall meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会2017年大会
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 瀬戸浩二・北川淳子・入澤汐奈・香月興太・山田和芳
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会2017年大会
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会2017年大会
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会2017年大会
• [学会発表] Spatial property of heavy precipitation and flood history during the Late Holocene in central Japan and correlation with climate change in surrounding region (2017)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会2017年大会
• [学会発表] 静岡県浜名湖の過去2000年の自然環境史 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山田和芳・瀬戸浩二・香月 興太・佐藤 巧
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会2017年大会
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 岸本年郎・山田和芳・渋川浩一・石河孝浩・篠原宏一・洪 恒夫
  • 学会等名: 日本展示学会第36回研究大会
• [学会発表] 松江平野の古環境（４） (2017)
  • 著者名/発表者名: 渡辺正巳・瀬戸浩二・高安克己・山田和芳・奥中亮太
  • 学会等名: 日本地質学会第124年学術大会
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 日本陸水学会第82回大会
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 日本陸水学会第82回大会
• [学会発表] 汽水域を百学連環で考える (2017)
  • 著者名/発表者名: 山田和芳
  • 学会等名: 汽水域研究会2017年（第9回）大会
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 藤井悠史・瀬戸浩二・香月興太・山田和芳
  • 学会等名: 汽水域研究会2017年（第9回）大会
• [学会発表] 水月湖年縞に認められる洪水層と周辺植生の変遷 (2017)
  • 著者名/発表者名: 北川淳子・小島秀彰・瀬戸浩二・入澤汐奈・山田和芳・吉田丈人
  • 学会等名: 珪藻学会第37回研究集会
  • 招待講演
• [学会発表] 秋田県田沢湖の完新世の珪藻化石群集変動 (2017)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 珪藻学会第37回研究集会
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 瀬戸浩二・香月興太・佐藤 巧・藤井悠史・山田和芳
  • 学会等名: 第26回浜名湖をめぐる研究者の会
• [学会発表] 環境考古学から生命文明へ (2017)
  • 著者名/発表者名: 安田喜憲・山田和芳
  • 学会等名: 第26回環境化学討論会
  • 招待講演
• [図書] 統合自然地理学 (2018)
  • 著者名/発表者名: 岩田 修二
  • 総ページ数: 280
  • 出版者: 東京大学出版会
  • ISBN: 9784130225014
• [図書] Multidisciplinary studies of the environment and civilization -Japanese Perspectives- (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Yamada
  • 総ページ数: 184
  • 出版者: Routledge
  • ISBN: 9781138728844