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環境応答と生物間相互作用を考慮した群集の安定性と将来予測

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ0152
補助金の研究課題番号 19J00864 (2019-2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2019-2022)
応募区分国内
審査区分 小区分45040:生態学および環境学関連
研究機関東北大学

研究代表者

笠田 実  東北大学, 生命科学研究科, 特別研究員(CPD)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード個体群動態 / 環境DNA / 生物多様性 / 種間相互作用 / 数理モデル / プランクトン / 表現系可塑性 / 進化 / 適応 / 生物間相互作用 / 環境応答 / ミクロコズム / 機能的反応
研究開始時の研究の概要

本研究の目的は、様々な種間相互作用を持った多様な生物群集の特徴を知ることである。生物群集の特徴を知ることは、その群衆からどのような生態系サービスを受けることができるか、どのように持続的な利用が可能かについての知見に繋がる。この目的を達成するために、プランクトンを用いたミクロゴズム(人工的な小さな湖のようなもの)を室内に再現する実験、野外調査からのデータを用いた統計解析、数理モデルによるコンピューターシミュレーションを組み合わせて研究を行う。これにより、どのような種間相互作用が、生態系の安定化や持続性に関わっているかについて明らかにする。

研究実績の概要

当該年度は、前年度に行った魚類環境DNAのデータベースであるANEMONE DB (https://db.anemone.bio)を利用した魚類群集の解析を行った。また、共同研究として環境DNA及び、データベースの授業が高校生の生物多様性の理解にどのように繋がるかに関して、アンケート調査を行った。さらに生態学の統計モデルのシナリオ分析結果をもとに新たな事業が提案された場合、どのように不確定性を事業可否の判断材料に含めることができるかについて考察し、経済学のリスク回避の考えを援用した複数の判断基準の式を提案した。
研究期間全体の成果としては、実験、理論、野外データ研究を駆使して環境応答と生物間相互作用を考慮した群集の構造変化について横断的に明らかし、生物多様性教育や応用面まで踏み込んで成果を出すことができた。主な成果として、海外ではLeibniz-Institute of Freshwater Ecology and Inland Fisheries (IGB-Berlin)で行った実験室内によってツボカビと動物プランクトンが植物プランクトン群集に相乗的に影響を与えることを見出したこと、実験結果から着想を得た理論研究によって、植物プランクトンが動物プランクトンとツボカビに対して、異なる進化応答を示す場合、本来植物プランクトンを介して間接的な競争関係にあるはずの動物プランクトンとツボカビが、お互いの存在によって、よりよく成長するような協力関係になる状況が起こり得ることを示したことが挙げられる。国内では野外調査データ、環境DNAデータ解析を行い、生物多様性教育の共同研究や、セミナーなどのアウトリーチ活動も行った。研究成果は全て国際学会、国内学会で発表されている。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (8件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 6件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 11件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 7件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] IGB-Berlin/Potsdam University(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Cadi Ayyad University(モロッコ)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] IGB-Berlin(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Cadi Ayyad University(モロッコ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] CIIMAR(ポルトガル)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] IGB-Berlin(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] IGB-Berlin(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] IGB-Berlin(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Monitoring of toxic cyanobacterial blooms in Lalla Takerkoust reservoir by satellite imagery and microcystin transfer to surrounding farms2024

    • 著者名/発表者名
      R. Mugani, F.El Khalloufi, M Kasada et al.
    • 雑誌名

      Harmful Algae

      巻: 135 ページ: 102631-102631

    • DOI

      10.1016/j.hal.2024.102631

    • 関連する報告書
      2023 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] State-space model combining local camera data and regional administration data reveals population dynamics of wild boar2023

    • 著者名/発表者名
      Minoru Kasada, Yoshihiro Nakashima, Keita Fukasawa, Gota Yajima, Hiroyuki Yokomizo, Tadashi Miyashita
    • 雑誌名

      Population Ecology

      巻: 65 号: 1 ページ: 80-92

    • DOI

      10.1002/1438-390x.12138

    • 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] Bacterioplankton Associated with Toxic Cyanobacteria Promote Pisum sativum (Pea) Growth and Nutritional Value through Positive Interactions2022

    • 著者名/発表者名
      Mugani Richard、El Khalloufi Fatima、Redouane El Mahdi、Haida Mohammed、Zerrifi Soukaina El Amrani、Campos Alexandre、Kasada Minoru、Woodhouse Jason、Grossart Hans-Peter、Vasconcelos Vitor、Oudra Brahim
    • 雑誌名

      Microorganisms

      巻: 10 号: 8 ページ: 1511-1511

    • DOI

      10.3390/microorganisms10081511

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Differing Escape Responses of the Marine Bacterium Marinobacter adhaerens in the Presence of Planktonic vs. Surface-Associated Protist Grazers2022

    • 著者名/発表者名
      Villalba Luis Alberto、Kasada Minoru、Zoccarato Luca、Wollrab Sabine、Grossart Hans Peter
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 23 号: 17 ページ: 10082-10082

    • DOI

      10.3390/ijms231710082

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Ecosystem-based disaster risk reduction can benefit biodiversity conservation in a Japanese agricultural landscape2022

    • 著者名/発表者名
      Kasada Minoru、Uchida Kei、Shinohara Naoto、Yoshida Takehito
    • 雑誌名

      Frontiers in Ecology and Evolution

      巻: 10

    • DOI

      10.3389/fevo.2022.699201

    • 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] Evolution of competitive traits changes species diversity in a natural field2022

    • 著者名/発表者名
      Fukano Yuya、Tachiki Yuuya、Kasada Minoru、Uchida Kei
    • 雑誌名

      Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences

      巻: 289 号: 1983 ページ: 20221376-20221376

    • DOI

      10.1098/rspb.2022.1376

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Critical role of parasite‐mediated energy pathway on community response to nutrient enrichment2022

    • 著者名/発表者名
      Thongthaisong Patch、Kasada Minoru、Grossart Hans‐Peter、Wollrab Sabine
    • 雑誌名

      Ecology and Evolution

      巻: 12 号: 12

    • DOI

      10.1002/ece3.9622

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Idea paper: Controlling trait adaptation to decrease population densities for conservation and management2022

    • 著者名/発表者名
      Kasada Minoru、Yamamichi Masato
    • 雑誌名

      Ecological Research

      巻: - 号: 4 ページ: 475-480

    • DOI

      10.1111/1440-1703.12300

    • 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] From microbes to mammals: Pond biodiversity homogenization across different land‐use types in an agricultural landscape2022

    • 著者名/発表者名
      Ionescu D.、Bizic M.、Karnatak R.、Musseau C. L.、Onandia G.、Kasada M.、Berger S. A.、Nejstgaard J. C.、Ryo M.、Lischeid G.、Gessner M. O.、Wollrab S.、Grossart H.‐P.
    • 雑誌名

      Ecological Monographs

      巻: 92 号: 3

    • DOI

      10.1002/ecm.1523

    • 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] Positive and negative effects of land abandonment on butterfly communities revealed by a hierarchical sampling design across climatic regions2022

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto Naoki、Fukasawa Keita、Asahara Akio、Kasada Minoru、Matsuba Misako、Miyashita Tadashi
    • 雑誌名

      Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences

      巻: 289 号: 1971 ページ: 20212222-20212222

    • DOI

      10.1098/rspb.2021.2222

    • 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] Effectiveness of signs of activity as relative abundance indices for wild boar2021

    • 著者名/発表者名
      Higashide Daishi、Kuriyama Takeo、Takagi Shun、Nakashima Yoshihiro、Fukasawa Keita、Yajima Gota、Kasada Minoru、Yokoyama Mayumi
    • 雑誌名

      Wildlife Biology

      巻: 2021 号: 4

    • DOI

      10.2981/wlb.00869

    • 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] The timescale of environmental fluctuations determines the competitive advantages of phenotypic plasticity and rapid evolution2020

    • 著者名/発表者名
      Kasada Minoru、Yoshida Takehito
    • 雑誌名

      Population Ecology

      巻: 62 号: 4 ページ: 385-394

    • DOI

      10.1002/1438-390x.12059

    • 関連する報告書
      2020 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] Synergistic effects of predation and parasitism on competition between edible and inediblephytoplankton2024

    • 著者名/発表者名
      M. Kasada
    • 学会等名
      第71回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 生物間相互作用をモデルの観点から整理する2024

    • 著者名/発表者名
      笠田実
    • 学会等名
      第71回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Large scale eDNA database revealing latitudinal diversity gradients with seasonal variations.2023

    • 著者名/発表者名
      M.Kasada, N. Shinohara, R. Fukasawa, A. S. Tanabe, M. Kondoh
    • 学会等名
      The eDNA society International Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] モデルによる生態系管理における不確実性に関する考察2023

    • 著者名/発表者名
      笠田実
    • 学会等名
      第39個体群生態学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 時系列データを用いた琵琶湖の新参ツヅミモ(M.hardyi)と古参ツヅミモ(S.dorsidentiferum)の競争関係の解析2023

    • 著者名/発表者名
      笠田実, 橋爪達郎, A. D. Phongsa, 鏡味麻衣子
    • 学会等名
      日本陸水学会第87回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 高校生を対象とした環境DNA教育の実施とその効果の検証2023

    • 著者名/発表者名
      木谷亮太, 佐賀達矢, 笠田実, 清野恵子, 佐藤真行, 丑丸敦史, 源利文
    • 学会等名
      第6回環境DNA学会九州大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Eco-Evolutionary dynamics considering incompatible defence with respect to size dependent adaptation of prey against predators and parasites.2022

    • 著者名/発表者名
      M. Kasada, P. Thongthaisong, S. Wollrab, and H-P. Grossart.
    • 学会等名
      36th Congress of the International Society of Limnology
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Theoretical implications on the energetic role of parasites and its benefits for the ecosystem.2022

    • 著者名/発表者名
      2.P. Thongthaisong, M. Kasada, S. Wollrab, and H-P. Grossart.
    • 学会等名
      36th Congress of the International Society of Limnology
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synergistic effect of predation and parasitism on competition between small and large phytoplankton.2021

    • 著者名/発表者名
      M. Kasada, P. Thongthaisong, S. Wollrab, and H.-P. Grossart.
    • 学会等名
      ASLO 2021 Virtual Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The interaction of adaptive zooplankton and parasitic fungi alters response pattern of planktonic food web to nutrient enrichment.2021

    • 著者名/発表者名
      P. Thongthaisong, M. Kasada, H.-P. Grossart, and S. Wollrab.
    • 学会等名
      ASLO 2021 Virtual Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Competition between small and large algae under predation and parasitism conditions2020

    • 著者名/発表者名
      Kasada, M., Thongthaisong, P., Wollrab, S. & Grossart, H.P.
    • 学会等名
      第67回日本生態学会名古屋大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] RESTモデル、CPUE、景観構造を統合した個体群モデルの開発2019

    • 著者名/発表者名
      笠田実、横溝裕行、宮下直
    • 学会等名
      日本哺乳類学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Competition between small and large algae under predation and parasitism conditions2019

    • 著者名/発表者名
      Kasada, M., Thongthaisong, P., Wollrab, S. & Grossart, H.P.
    • 学会等名
      Symposium of Aquatic Microbial Ecology (SAME) 16
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The influence of zooplankton feeding preference for the zoospores of parasitic fungi on competition between edible versus inedible algae in aquatic plankton communities2019

    • 著者名/発表者名
      Thongthaisong, P., Kasada, M., Grossart, H.P. & Wollrab, S.
    • 学会等名
      Symposium of Aquatic Microbial Ecology (SAME) 16
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] Rで基礎から学ぶ統計学2023

    • 著者名/発表者名
      J. Schmuller、笠田 実翻訳
    • 総ページ数
      352
    • 出版者
      東京化学同人
    • ISBN
      9784807920310
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-12-25  

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