| 研究課題/領域番号 |
19H00999
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分45:個体レベルから集団レベルの生物学と人類学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
小島 茂明 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (20242175)
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| 研究分担者 |
藤尾 伸三 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (00242173)
大越 和加 東北大学, 農学研究科, 教授 (20233083)
狩野 泰則 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (20381056)
下村 通誉 京都大学, フィールド科学教育研究センター, 准教授 (30359476)
藤田 敏彦 独立行政法人国立科学博物館, 動物研究部, 部長 (70222263)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
41,860千円 (直接経費: 32,200千円、間接経費: 9,660千円)
2023年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2022年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2021年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
2020年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2019年度: 12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円)
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| キーワード | 海溝 / 海山沈み込み / 底生生物 / 遺伝的分化 / 種分化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の概要は、深海底において生物進化を支配する主要な要因は何かを３つの時空間スケールで解明することである。日本海溝と千島海溝の深海域および超深海域で小型底生動物優占種の深度勾配に沿った個体群の遺伝的分化を解析し、分化をもたらす主要な環境要因を特定すること、海山の沈み込みにより分断されたこれら二つの海溝間における生物の分化過程を明らかにすること、および北西太平洋の他の海溝との間の交流、分断、分化の歴史を明らかにすることを行う研究である。
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| 研究実績の概要 |
７月に実施された学術研究船「新青丸」の研究航海で東京大学大気海洋研究所に新たに導入された深海用ビデオカメラを用いて、13回の３ｍビームトロールによる深海底生生物採集状況を撮影した。ビデオ映像を確認したところ、これまで考えていたより早いタイミングでトロールが着底しており、ケーブルワイヤーの最終繰り出し線長を短くすることで作業時間を短縮できることが判明した。3月に実施された学術研究船「白鳳丸」の大規模改造後の生物系完熟（試験）航海で、令和4年度の航海で用いる予定の４ｍビームトロール、３ｍAgassiz型トロール、深海用そりネットの動作確認をおこなうとともに、新しい曳網方法が有効であることをピンガーおよびトランスポンダーを用いた海中でのトロール位置のリアルタイムモニタリングおよび深海用ビデオカメラ映像により確認した。マルチプルコアラー採泥器については、別の試験航海で動作に問題ないことが確認されている。
東京大学大気海洋研究所や国立科学博物館に保管されている過去の航海の底生生物標本から、日本海溝・千島海溝および周辺海域の標本を選別・整理し、情報をデータベース化する作業を継続した。そうした標本を用いて主要動物群の新種記載、ミトコンドリアDNAの全長塩基配列決定、分子系統解析をおこなった。ドイツの研究船「SONNE」による千島・カムチャッカ海溝航海で採集された標本を用いたカイコウツムバイ類の形態と分子系統解析から多くの未記載種の存在と超深海への進出過程が明らかになった。
令和４年秋に予定されている「白鳳丸」による千島海溝・日本海溝研究航海に関するメールでの議論やオンライン会議をおこない、航海計画を作成した。また、令和4年夏に予定されている「SONNE」のアリューシャン海溝調査航海に研究員を派遣することが決まり、オンライン会議でサンプル配分や共同研究に関する協議に参加し、準備を進めた。
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| 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
学術研究船「新青丸」の研究航海や「白鳳丸」の大規模改修後の完熟航海で、深海用ビデオカメラや音響機器を用いて深海底生生物採集機器のモニタリングをおこなうことで、効率的なサンプリングのノウハウを蓄積することができた。これにより限られた研究航海のシップタイムをより有効に活用することが可能となった。
研究対象海域の深海底生生物の新種記載や系統進化に関する多数の原著論文を出版することができた。また、カイコウツムバイ類の系統分類研究では日本とドイツの航海航海で採集した標本を合わせて解析することで、多くの新知見が得られており、来年度の「白鳳丸」航海後の国際共同研究の予行演習と位置付けることができる。
ミトコンドリアDNAの全長配列（ミトゲノム）に関する研究では、Travisiidae科環形動物の遺伝子バーコードとしてよく使われるCOI遺伝子領域の中にイントロンが挿入されていることが明らかになった。こうした知見は系統地理学的解析の際のマーカー選択の幅を広げ、「白鳳丸」航海で得られるサンプルのより効率的な解析に役立つものと期待される。
過去の航海サンプルの有効利用のための基盤整備も引き続き、着実に進められており、研究集会でのユーザーの意見を参考に過去の研究航海のサンプリングや所蔵する標本の情報を公開するための準備を進めている。これまでに取りまとめられた情報をもとに、棘皮動物などで標本の活用が開始されている。
令和2年度予算の繰り越しにより開催した公開シンポジウム「北西太平洋の深海底生生物相」に加えて、マレーシアと共同で国連海洋デーに合わせてオンライン開催された「World Ocean Day Webinar 2021」で深海産ナマコ類の講演をおこなうなど、研究成果の発信も着実に実施されている。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続き、過去に千島海溝および日本海溝の深海域および超深海域で採集され、国立科学博物館、東京大学大気海洋研究所を始めとする多くの研究機関に保管されている標本の情報を整理し、必要に応じて分類学研究者と協力して分類学的再検討をおこなう。過去の東京大学大気海洋研究所学術研究船「新青丸」の三陸沖航海などで採集され、アルコール固定されているサンプルを用いて、多様な小型無脊椎動物の分類群について、分子系統学および系統地理学的解析をおこなう。日本海溝および千島海溝の底生生物の種組成について、得られた結果をとりまとめ学会発表を行う。過去の研究航海のサンプリングや所蔵する標本の情報を電子化し、公開する準備を進めていく。
令和４年秋に予定されている「白鳳丸」による千島海溝・日本海溝研究航海で、４基の係留系の回収およびCTDによる海洋物理観測をおこない、襟裳海山周辺の２年間の海水の動きを解析する。襟裳海山により隔てられている千島海溝南部と日本海溝北部に陸側斜面から海溝軸を経て海側斜面に至るそれぞれ2本の観測ラインを設定し、ライン上の計30程度の測点で４ｍビームトロール、３ｍAgassiz型トロール、深海用そりネットによる深海底生生物の採集をおこなう。また、マルチプルコアラー採泥器による環境ＤNA解析用の海底堆積物の採集、CTDによる海洋物理観測も適宜おこなう。この研究航海にむけて、海外研究者も含む関係者間の連絡を持続し、国際研究協力体制を更に整備して、航海の準備を着実に進めていく。「SONNE」のアリューシャン海溝調査航海、他大学や国内研究機関の調査航海に参加して、深海底生生物サンプルを収集する。
「白鳳丸」航海で得られた標本の分子系統解析により深海や超深海における分子進化速度を推定し、北西太平洋の主要な動物群について深海および超深海への侵入過程や海溝間の交流、分断、分化の歴史を明らかにする。
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