| 研究課題/領域番号 |
23K21207
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| 補助金の研究課題番号 |
21H02217 (2021-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2021-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分39060:生物資源保全学関連
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| 研究機関 | 東海大学 |
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研究代表者 |
大泉 宏 東海大学, 海洋学部, 教授 (30366009)
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| 研究分担者 |
中原 史生 常磐大学, 人間科学部, 教授 (10326811)
吉岡 基 三重大学, 生物資源学研究科, 教授 (30262992)
北 夕紀 東海大学, 生物学部, 准教授 (30710917)
三谷 曜子 京都大学, 野生動物研究センター, 教授 (40538279)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2025年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2024年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
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| キーワード | シャチ / 北海道 / 個体群動態 / 加入状況 / Orcinus orca / 北海道東部海域 / 個体識別 / フォトグラメトリー / 呼気飛沫由来DNA |
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| 研究開始時の研究の概要 |
北海道東部海域は現在日本で唯一知られるシャチの定期的な回遊水域である。我々はそこでこれまでに約500頭のシャチを個体識別してきたが、個体群の動態は分かっていない。本研究では主要な回遊海域である根室海峡においてシャチの個体群動態を予測する基本データの整備を開始し、保全的取り組みを視野に入れた今後の長期研究に向けてその基盤を構築する。よって、本研究では北海道沿岸のシャチについて個体識別を行い経年的な加入と死亡および成長率の推定を行うと共に、親仔関係を中心にした個体の血縁関係の特定を行うために非侵襲的DNA採取法の開発する。将来的にはシャチの加入率変化は生態系変動の指標となっていくことも期待される。
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| 研究実績の概要 |
2022年の5月と6月の二回にわたって根室海峡でシャチの調査を行い、個体識別撮影や測量用ドローンによる撮影、呼気飛沫採取等を行った。個体識別からは再発見の仔を含む仔が確認された一方で、死亡が確認された仔もあり、若齢個体の加入と定着に関するデータが蓄積された。成長の分析を行うために必要な測量用ドローンによる空撮が試験的に行われ、根室海峡のフィールドにおける実用性がテストされた。航空測量に必要な電子基準点からのデータ受信ができる地理的な範囲や航空写真によるフォトグラメトリーに不可欠な正確な高度データの取得とそのデータの信頼性に関する試験が行われ、概ね実用可能であることと、その運用上の注意点が明らかになった。一部の個体については現在の体サイズに関するデータも得られた。また、呼気飛沫採取によるDNA標本の獲得が可能か、サンプリングシステムを昨年から見直してフィールドでの試行を行ったが、DNAは得られなかった。よって、水族館で飼育するシャチを用い、複数の媒体を用い、ドローンを使用して呼気飛沫採取を行うことを想定して高度の設定を変えながら噴気からの呼気飛沫採取を試みた。その結果、全ての呼気飛沫標本からシャチ由来のDNAが検出され、この方法が潜在的に有効であることが確認された。今後は、主に仔の個体登録を続けながら同一個体の仔の複数年にわたる出現状況を整理し、加入状況の予察をおこなうこと、測量用ドローンの本格運用を開始して成長分析を行っていくためのデータ蓄積を開始すること、呼気飛沫採取によるDNA標本獲得を可能にするサンプリングシステムの開発を続けていく。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
調査：5月10日から13日、および6月21日から24日に根室海峡で調査を行った。その結果のべ10群166頭のシャチが発見され一連の調査を行った。また、5月15日から19日、6月25日から7月1日に観光船便乗による調査を行い、のべ24群123頭のシャチが発見された。別途、測量用ドローンの運用について検証を行うため、7月11日に駿河湾でハナゴンドウの撮影を行った。
個体識別：本年度のシャチ調査の結果から暫定的に計34個体が識別され、その内に新規の仔が6頭、再発見の仔が3頭含まれていた。また、過去に識別登録済みの仔が1頭死亡していることが確認された。
成長：測量用ドローンにより5月11日に2群18頭のシャチに対して撮影を行い、8枚の写真が体サイズ測定に利用可能であった。この内既存の識別登録個体は3個体含まれていた。識別できた5個体を含む7枚のシャチの写真から前背長と体長が推定された。駿河湾のハナゴンドウでも前背長と体長が推定された。高度に対する1 cm当たりのピクセル数の回帰曲線はほぼ毎回正確に一致したが、疑義が生じることも稀にあった。実用ではフライトごとに検証の撮影をする必要があると考えられた。これに関して学会発表を行った。
DNA: 全長7mまで伸長可能な一脚に滅菌ガーゼを塗布した滅菌シャーレを取り付けることで呼気飛沫採取棒を作成した。洋上でシャチが噴気を挙げた際に呼気飛沫採取棒にてDNA標本の採取を試み、合計12サンプルを得た。滅菌ガーゼはRNAlaterを浸透後、冷凍保存した。科捜研が使用するQIAamp Investigator Kit (QIAGEN) を使用し、抽出を試みたが、シャチ由来DNAの増幅には至らなかった。一方、飼育下での実験では、滅菌シャーレにて0～4mのすべての設定高度から12S領域という短い領域であったが、シャチの呼気飛沫由来DNAの獲得に成功した。
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| 今後の研究の推進方策 |
個体識別：調査で必ずしも既知の仔を毎年再発見できるとは限らないので、仔の加入状況を明らかにするという目標を達成するためには複数年にわたるデータの蓄積が必要になる。よって来年度も特に仔のデータ蓄積をはかるという方針を維持する。一方で、過去に遡って登録した仔を含めて多数の仔が登録されていおり、複数年にわたって再発見される仔が出現してきている。これらについて予備的な分析を行って加入状況に関する予察を行っていく。
成長：測量用ドローンを調査現場で運用するための試験が終了し、運用可能な範囲や注意点が判明したので、来年度以降は可能な限り若齢個体について特に個体識別が上空からも容易な個体を選び体長等の絶対値測定を本格的に開始する。同一個体の複数回撮影による精度検証をさらに行い、この方法による体サイズ測定の成果を応用する場合の実用的な限界について明らかにする。精度良く体サイズが推定できた個体については翌年以降の成長推定の対象個体として選定することで、成長分析に関する基本的体制の整備に取りかかる。
DNA: 飼育下にて全ての高さよりシャチの呼気飛沫由来DNAの獲得に成功したが、12Sという非常に短い領域であった。また、野生下においてはDNA獲得には至らなかった。これは、呼気飛沫採取後からDNA抽出までに要する時間が関係していると考えられる。すなわち、環境DNAにも言えることだが、呼気飛沫に含まれるような微量DNAは少しの刺激で容易に破損してしまうことから、採取後迅速にDNA抽出までの工程を終えることが重要であると示唆された。そのため、2023年度は加温等が不要で、小型の遠心機と攪拌ミキサーのみで抽出の可能なキットを使用することで、現場でのDNA抽出を実施する。
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