| 研究課題/領域番号 |
20K06213
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分40030:水圏生産科学関連
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| 研究機関 | 東海大学 |
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研究代表者 |
西川 淳 東海大学, 海洋学部, 教授 (10282732)
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| 研究分担者 |
広瀬 裕一 琉球大学, 理学部, 教授 (30241772)
垣内田 洋 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (40343660)
酒井 大輔 北見工業大学, 工学部, 准教授 (10534232)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | クラゲ / 表皮微細構造 / 厳密結合波解析 / 光反射 / ハダカゾウクラゲ / ニップルアレイ / ブラッグ構造 / 屈折率 / ゾウクラゲ / 光適応 / クリオネ / プランクトン / ゼラチン質 / 表皮 / 光学特性 / 微細構造 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
海洋プランクトンの中には、柔らかい体をもつ動物（ゼラチン質動物プランクトン）が系統的に独立した様々な分類群で存在する。柔らかい体をもつことにより浮きやすくなる一方で、捕食者からの逃避・逃避能力は低い。我々の研究により体表面の特殊な構造により体の輪郭をぼやけさせる種も存在することがわかってきた。しかし、ほとんどの種で外皮の表面微細構造や光学的特性については不明である。本研究は、様々なゼラチン質プランクトン外皮の微細構造、物性、光学特性を網羅的に明らかにし、外皮の形態や機能の類型化を行う。また、モデル検証や人工外皮の作製を行い、「柔らかい外皮」の適応意義について明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
クラゲ類、軟体動物など様々なゼラチン質動物プランクトンを採集し、それらの外皮の表面微細構造および光学的特性を多角的に解析し、適応意義について考察した。表層に生息するある種のクラゲ類では、外傘表面に微絨毛を密生させる種が存在することが初めて明らかになり、光反射シミュレーションによってこの構造が体表の光反射を低減していることが示された。また、ハダカゾウクラゲの内蔵核皮質の構造を調べた結果、細胞性の多層構造で構成されており、これまで存在が知られていなかったBragg構造であることが明らかになった。この構造により内蔵核が銀色を呈することで、視覚捕食者からカモフラージュしている可能性が示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ゼラチン質動物プランクトンは透明な体をもつことで視覚捕食者から忌避しているが、体表で反射される光を捕食者が視認できる可能性がある。本研究は、これまでのほとんど明らかにされてこなかったゼラチン質動物プランクトン外皮の光学適応について、体表の微細構造と光学特性を様々な手法を用いて多角的かつ網羅的に解析したものである。本研究の成果は、新たな外皮構造や適応意義の発見を通して、海洋生物の視覚捕食者忌避に関する知見を大きく拡充するものである。さらに、将来的には本研究の成果をもとに、模倣人工外皮の作製を通して工学的応用への展開を行うことにより、機能材料として人類の生活に貢献するポテンシャルをもっている。
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