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窒素安定同位体比を用いて海洋生物の回遊経路を解明する

研究課題

研究課題/領域番号 19H04247
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分63010:環境動態解析関連
研究機関国立研究開発法人海洋研究開発機構

研究代表者

吉川 知里  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(生物地球化学センター), 副主任研究員 (40435839)

研究分担者 伊藤 進一  東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (00371790)
山口 晴代  国立研究開発法人国立環境研究所, 生物多様性領域, 主任研究員 (20722672)
松林 順  国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産資源研究所(横浜), 研究員 (30756052)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2020年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワード窒素同位体比 / 回遊経路 / 海洋生態系モデル / 窒素同位体モデル / 魚類成長ー回遊モデル / 魚類成長-回遊モデル
研究開始時の研究の概要

地球温暖化などの気候変動が海洋生物へ与える影響を明らかにするうえで、海洋生物の回遊経路の解明は不可欠である。しかし、海洋生物の中でも特に魚類は、行動範囲が広いため、移動行動の観察は難しく、さまざまな解析手法が試みられているものの、定常的な回遊経路でさえ不明な点がまだ多い。
本研究では、「脊椎骨のアミノ酸窒素同位体比測定」から、対象とする魚が回遊中に食べた餌の窒素同位体比履歴を復元する。「海洋窒素同位体モデル」から再現した窒素同位体比の空間分布と、「魚類成長-回遊モデル」から推定した回遊経路からも、対象とする魚が回遊中に食べた餌の窒素同位体比履歴を推定する。両者の比較から回遊経路を絞り込む。

研究成果の概要

地球温暖化などの気候変動が海洋生物へ与える影響を明らかにするうえで、海洋生物の回遊経路の解明は不可欠である。しかし、海洋生物の中でも特に魚類は、行動範囲が広いため、移動行動の観察は難しく、さまざまな解析手法が試みられているものの、定常的な回遊経路でさえ不明な点がまだ多い。そこで本研究では、魚類の脊椎骨と水晶体のアミノ酸窒素同位体比測定から、対象とする魚が回遊中に食べた餌の窒素同位体比履歴を復元した。また、海洋窒素同位体モデルを用いて窒素同位体比の空間分布を作成した。魚類の窒素同位体比履歴と窒素同位体比の空間分布から回遊経路を推定した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、魚類の脊椎骨や水晶体の窒素同位体比履歴と窒素同位体比の空間分布から、回遊経路を推定する手法を確立した。本手法は、魚類以外のさまざまな海洋生物についても応用可能であることから、気候変動が海洋生物に与える影響の理解や、水産資源の将来予測の精度向上へつながると考えられる。また、本研究でモデルを用いて作成した植物プランクトンの窒素同位体比の空間分布は、観測ベースよりもシームレスかつ高解像度であるため、窒素同位体比を用いて生息環境を復元する研究の精度向上にもつながると考えられる。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Nitrogen Isotopes of Sinking Particles Reveal the Seasonal Transition of the Nitrogen Source for Phytoplankton2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshikawa Chisato、Ogawa Nanako O.、Chikaraishi Yoshito、Makabe Akiko、Matsui Yohei、Sasai Yoshikazu、Wakita Masahide、Honda Makio C.、Mino Yoshihisa、Aita Maki N.、Fujiki Tetsuichi、Nunoura Takuro、Harada Naomi、Ohkouchi Naohiko
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 49 号: 17

    • DOI

      10.1029/2022gl098670

    • 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] Compound-Specific Nitrogen Isotope Analysis of Amino Acids in Eye Lenses as a New Tool to Reconstruct the Geographic and Trophic Histories of Fish2022

    • 著者名/発表者名
      Harada Y, Ito S, Ogawa NO, Yoshikawa C, Ishikawa NF, Yoneda M and Ohkouchi N
    • 雑誌名

      Front. Mar. Sci

      巻: 8:796532 ページ: 796532-796532

    • DOI

      10.3389/fmars.2021.796532

    • 関連する報告書
      2021 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] Nitrogen sources for phytoplankton in the eastern Indian Ocean determined from δ15N of chlorophyll a and divinylchlorophyll a2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Isaji, C. Yoshikawa, N. O. Ogawa, K. Matsumoto, A. Makabe, S. Toyoda, N. F. Ishikawa, H. Ogawa, H. Saito, M. C. Honda, N. Ohkouchi
    • 雑誌名

      Geochemistry, Geophysics, Geosystems

      巻: 23 号: 4

    • DOI

      10.1029/2021gc010057

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Seasonal and Interannual Variations in Nitrogen Availability and Particle Export in the Northwestern North Pacific Subtropical Gyre2020

    • 著者名/発表者名
      Mino Y.、Sukigara C.、Honda M. C.、Kawakami H.、Wakita M.、Sasaoka K.、Yoshikawa C.、Abe O.、Kaiser J.、Kimoto K.、Kitamura M.、Fujiki T.、Matsumoto K.、Saino T.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Oceans

      巻: 125 号: 5 ページ: 15600-15600

    • DOI

      10.1029/2019jc015600

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Tracking long-distance migration of marine fishes using compound-specific stable isotope analysis of amino acids2020

    • 著者名/発表者名
      Matsubayashi J., Osada Y., Tadokoro K., Abe Y., Yamaguchi A., Shirai K., Honda K., Yoshikawa C., Ogawa N. O., Ohkouchi N., Ishikawa N. F., Nagata T., Miyamoto H., Nishino S., Tayasu I.
    • 雑誌名

      Ecology Letters

      巻: なし 号: 5 ページ: 881-890

    • DOI

      10.1111/ele.13496

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Building a nitrogen isoscape of phytoplankton in the western North Pacific using a marine nitrogen isotope model2022

    • 著者名/発表者名
      Chisato Yoshikawa, Masahito Shigemitsu, Akitomo Yamamoto, Akira Oka, Naohiko Ohkouchi
    • 学会等名
      JPGU2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Yoshikawa, C., M. Shigemitsu, A. Yamamoto, A. Oka, N. Ohkouchi Nitrogen isotope mapping in the North Pacific using a marine nitrogen isotope model.2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshikawa, C., M. Shigemitsu, A. Yamamoto, A. Oka, N. Ohkouchi
    • 学会等名
      JPGU Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nitrate isotopes in the Bay of Bengal.2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshikawa, C., A. Makabe, Y. Matsui, S. Toyoda, M.C. Honda, and N. Ohkouchi
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020 : Virtual
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 東部インド洋における硝酸の窒素酸素同位体比2020

    • 著者名/発表者名
      吉川知里、眞壁明子、松井洋平、豊田栄、本多牧生、布浦拓郎、大河内直彦
    • 学会等名
      2020年度地球化学会第67回オンライン年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Seasonal transition of the dominant nitrogen source for phytoplankton reconstructed by determining the nitrogen isotope composition for nitrate, ammonium, and individual amino acids of sinking particles in the Northwestern Pacific2020

    • 著者名/発表者名
      C. Yoshikawa, N.O. Ogawa, Y. Chikaraishi, A. Makabe, Y. Matsui, Y. Sasai, M. Wakita, M.C. Honda, Y. Mino, M.N. Aita, T. Fujiki, T. Nunoura, N. Harada and N. Ohkouchi
    • 学会等名
      OSM2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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