高度生物情報収集システムを用いた極域中・深層生態学の研究

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11691197
• 研究機関: 国立極地研究所
• 研究代表者: 福地 光男 国立極地研究所, 南極圏環境モニタリング研究センター, 教授 (80099936)
• 研究分担者: 荒井 修亮 京都大学, 工学部, 助教授 (20252497) ; 佐藤 克文 国立極地研究所, 研究系, 助手 (50300695) ; 内藤 靖彦 国立極地研究所, 研究系, 教授 (80017087) ; 綿貫 豊 北海道大学, 農学部, 助教授 (40192819)
• キーワード: データロガー / 画像情報 / 南極海 / 中深層 / アザラシ / ペンギン

研究概要

近年海洋動物の潜水行動研究が海洋の現場において急速に進んでいる。数多くの野外実験を通して、多くの肺呼吸動物が、我々の予測をはるかにこえて、有光層の150m.200mよりさらに深く潜り、息ごらえ時間も、時には120分以上に至る事が明らかになってきた。このことは、主に二つの重要な研究課題を示している。一つは、動物は何故そのような行動をとることが出来るのかという生理的研究課題であり、他は、動物は何故そのような行動をとる必要があるのかという課題である。
本研究ではこのような研究の方向を踏まえ、上記の疑問に応えるために、新たな技術開発研究も平行して実施した。特に、動物が餌生物として何を、何時、どこで、どのように探索しているのかを調べるために、水中の餌生物の分布情報を得るための画像情報の大量取得と、動物の時々刻々の水中での位置を知るための3次元情報の取得の二つの技術開発を行った。
現場実験は、フランス・クローゼ諸島においてキングペンギン、アメリカ・マクマード基地および昭和基地においてウェッデルアザラシを対象に行った。その結果,従来全く予測していない新たな知見も多く得られた。肺呼吸動物は空気を肺や気管に保持して潜水するため,浮力と潜水深度の関係や深い深度からの急速浮上による減圧症(潜水病)の問題が未解決の課題として議論されていた。本研究においては、キングペンギンにおいてこの問題に対する理論を、実験とモデル計算により提唱した。潜水動物捕食に関する研究では、我が国で提唱され、フランスで改善された食道温度測定法による実験をアデリーペンギンやキングペンギンで行い、潜水動物による本格的研究成果を初めてまとめることができた。3次元位置情報による捕食場所の特定、水中の餌生物分布の状況についても、初めてデータを得た。

研究成果

• [文献書誌] Ropert-Coudert, Y. et al.: "Preliminary investigations of prey pursuit and capture by king penguins at sea"Polar Bioscience. 13. 101-112 (2000)
• [文献書誌] Ropert-Coudert, Y. et al.: "Validation of oesophagus temperature recording for detection of prey ingestion on captive Adelie penguins"Marine Biology. 137. 1105-1110 (2000)
• [文献書誌] Charrassin, J.-B. et al.: "Feeding behavior of free-ranging penguins (Aptenodytes patagonicus) determined by oesophageal temperature"Proceedings of Royal Society, London B. 268. 151-157 (2001)
• [文献書誌] Yoda, K. et al.: "A new technique for monitoring the behaviour of free-ranging Adelie penguins"Journal of Experimental Biology. 204. 685-690 (2001)
• [文献書誌] Sato, K., Naito, Y.: "Biological research on marine mammals using modern sensing and recording rechniques"Proceedings of 70th Anniversary of the Japanese Society of Fisheries Science. (In press).
• [文献書誌] Sato, K. et al.: "Buoyancy and maximal diving depth in penguins : do they control inhaling air volume?"Journal of Experimental Biology. (In press).