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2019 年度 実績報告書

底生有孔虫類の遺伝的分化機構の解明:生態的な要因が遺伝的集団の分化に与える影響

研究課題

研究課題/領域番号 17K05696
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

土屋 正史  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(海洋生物環境影響研究センター), グループリーダー代理 (00435835)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード層位・古生物学 / 系統進化 / 海洋生態 / 古環境変遷 / 底生有孔虫 / 同位体生態 / 分子系統学
研究実績の概要

本研究では日本沿岸に生息する岩礁地性底生有孔虫Elphidium crispum(Ec)及びPararotalia nipponica(Pn)を対象とし、「餌資源の利用形態や内生生物の存在形態が有孔虫の適応様式に影響を与え遺伝的集団の成立や分化を促す」ことを検証した。日本海は最終氷期に周囲の海洋から隔離し、淡水の流入により表層水が低塩分化した。この地理的隔離は遺伝的分化に影響を及ぼすが、低塩分化の影響は極表層の岩礁地性底生有孔虫や獲得する微細藻類の生存に影響したかは明らかではない。本研究では、宿主や共生微細藻類の遺伝的多様性や生態、宿主の餌資源利用形態から多様性創出機構を明らかにした。解析の結果、宿主の餌資源利用形態の違いや獲得する珪藻の生態的要因が宿主の生存に影響を及ぼし、結果的に遺伝的分化に寄与した可能性が高いことが示唆された。
Ecは日本海の集団の分岐が最も早く、太平洋側と遺伝的に分化していることから、日本海表層の低塩分化時にも集団が維持していた可能性が高い。一方、Pnは日本海と太平洋の集団でほぼ同一の配列を持つことから、両地域間で遺伝的に分化せず、日本海から集団が消失した後に太平洋側から遷移し、現在も遺伝的交流が生じていることが示唆される。Ecは広範な塩分環境(淡水~海棲)の珪藻に由来する盗葉緑体を保持し光合成産物を利用するのに対して、Pnは亜熱帯由来の海棲珪藻を共生させ、宿主は共生珪藻を捕食する。つまり、Ecは様々な珪藻由来の葉緑体を利用できるため、宿主が低塩分で生存できれば集団が維持されるが、Pnは共生させる珪藻を獲得できず、餌資源として利用できないため、低塩分環境では集団が維持できなかった可能性が高い。この結果、両種は遺伝的分化パターンの違いとして顕在化すると考えられる。両種の遺伝的分化機構は、地理的隔離といった地球科学的要素だけには依存しない可能性が高い。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 5件)

  • [国際共同研究] リール大学(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      リール大学
  • [国際共同研究] ウルビノ大学(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      ウルビノ大学
  • [国際共同研究] ヘルシンキ大学(フィンランド)

    • 国名
      フィンランド
    • 外国機関名
      ヘルシンキ大学
  • [国際共同研究] ジュネーブ大学(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      ジュネーブ大学
  • [国際共同研究] Geomarine Research(ニュージーランド)

    • 国名
      ニュージーランド
    • 外国機関名
      Geomarine Research
  • [雑誌論文] Characterization of microplastics on filter substrates based on hyperspectral imaging: Laboratory assessments2020

    • 著者名/発表者名
      Zhu Chunmao、Kanaya Yugo、Nakajima Ryota、Tsuchiya Masashi、Nomaki Hidetaka、Kitahashi Tomo、Fujikura Katsunori
    • 雑誌名

      Environmental Pollution

      巻: 263 ページ: 114296~114296

    • DOI

      10.1016/j.envpol.2020.114296

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sediment sampling with a core sampler equipped with aluminum tubes and an onboard processing protocol to avoid plastic contamination2019

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiya Masashi、Nomaki Hidetaka、Kitahashi Tomo、Nakajima Ryota、Fujikura Katsunori
    • 雑誌名

      MethodsX

      巻: 6 ページ: 2662~2668

    • DOI

      10.1016/j.mex.2019.10.027

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Combined Molecular and Morphological Taxonomy of the Beccarii/T3 Group of the Foraminiferal Genus Ammonia2019

    • 著者名/発表者名
      Hayward Bruce W.、Holzmann Maria.、Tsuchiya Masashi
    • 雑誌名

      Journal of Foraminiferal Research

      巻: 49 ページ: 367~389

    • DOI

      10.2113/gsjfr.49.4.367

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A new small device made of glass for separating microplastics from marine and freshwater sediments2019

    • 著者名/発表者名
      Nakajima Ryota、Tsuchiya Masashi、Lindsay Dhugal J.、Kitahashi Tomo、Fujikura Katsunori、Fukushima Tomohiko
    • 雑誌名

      PeerJ

      巻: 7 ページ: e7915~e7915

    • DOI

      10.7717/peerj.7915

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A small, stainless-steel sieve optimized for laboratory beaker-based extraction of microplastics from environmental samples2019

    • 著者名/発表者名
      Nakajima Ryota、Lindsay Dhugal J.、Tsuchiya Masashi、Matsui Rie、Kitahashi Tomo、Fujikura Katsunori、Fukushima Tomohiko
    • 雑誌名

      MethodsX

      巻: 6 ページ: 1677~1682

    • DOI

      10.1016/j.mex.2019.07.012

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Elphidum batialisの分子系統学的位置と深海への適応・集団の形成機構2020

    • 著者名/発表者名
      土屋正史、長谷川四郎
    • 学会等名
      2019年度 微化石リファレンスセンター(MRC)研究集会
  • [学会発表] 膠着質有孔虫を用いたマイクロプラスチック汚染の実態把握2020

    • 著者名/発表者名
      土屋正史
    • 学会等名
      2019年度 微化石リファレンスセンター(MRC)研究集会
  • [学会発表] ナイルレッド染色したマイクロプラスチックの自動検出法開発2020

    • 著者名/発表者名
      土屋正史、北橋 倫、平 陽介、斎藤仁志、中嶋亮太、Dhugal J. Lindsay、藤倉克則、福島朋彦
    • 学会等名
      第54回日本水環境学会(2019年度)
  • [学会発表] ハイパースペクトルカメラを用いたマイクロプラスチックの材質自動判別の試み2020

    • 著者名/発表者名
      北橋 倫、中嶋亮太、野牧秀隆、土屋正史、山口壮二朗、朱 春茂、金谷有剛、Dhugal Lindsay、千葉早苗、藤倉克則
    • 学会等名
      第54回日本水環境学会(2019年度)
  • [学会発表] Ecological factors affecting the formation and persistence of genetic populations of rocky-shore benthic foraminifera2019

    • 著者名/発表者名
      Masashi Tsuchiya、Katsunori Fujikura
    • 学会等名
      TMS 2019, The Micropaleontological Society’s Joint Foraminifera and Nanofossil Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Microplastic as a "micro"indicator for Anthropocene: understanding the actual condition of microplastic pollution by using agglutinated foraminifera2019

    • 著者名/発表者名
      Masashi Tsuchiya
    • 学会等名
      TMS 2019, The Micropaleontological Society’s Joint Foraminifera and Nanofossil Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Metabarcoding reveals putative interactions between sediment bacteria and deep-sea benthic foraminifera2019

    • 著者名/発表者名
      Iines Salonen、Panagiota-Myrsini Chronopoulou、Dewi Langlet、Hidetaka Nomaki、Masashi Tsuchiya、KaroliinaKoho K
    • 学会等名
      TMS 2019, The Micropaleontological Society’s Joint Foraminifera and Nanofossil Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] A new threat for marine environments and foraminifera: micro- and nano- plastics (TMS Workshop)2019

    • 著者名/発表者名
      Hidetaka Nomaki、Fabrizio Frontalini、Vincent Bouchet、Dewi Langlet、Masashi Tsuchiya
    • 学会等名
      TMS 2019, The Micropaleontological Society’s Joint Foraminifera and Nanofossil Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Variations in 3-D cytoplasmic structures of foraminifera (protistan meiofauna): microfocus X-ray CT and TEM observations2019

    • 著者名/発表者名
      Hidetaka Nomaki、Masashi Tsuchiya、Akihiro Tame、Takuya Matsuzaki、Masafumi Murayama
    • 学会等名
      17th International Meiofauna Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] 人新世の微化石指標:砂質有孔虫を用いたマイクロプラスチック汚染の実態把握2019

    • 著者名/発表者名
      土屋正史、野牧秀隆、木元克典、中嶋亮太、北橋 倫、川村喜一郎、生田哲朗、小栗一将、千葉早苗、藤倉克則
    • 学会等名
      日本古生物学会2019年年会
  • [学会発表] 底生有孔虫Chilostomella細胞内の板状構造と推察される役割2019

    • 著者名/発表者名
      野牧秀隆、Chen Chong、小田加也、土屋正史、松崎琢也、多米晃裕、植松勝之
    • 学会等名
      日本古生物学会2019年年会
  • [学会発表] 人新世の微化石指標:人為的なマイクロプラスチック化石の検出と変遷2019

    • 著者名/発表者名
      土屋正史、斎藤めぐみ、辻本 彰、野牧秀隆
    • 学会等名
      日本古生物学会2019年年会(夜間小集会)
  • [学会発表] 砂質有孔虫を用いたマイクロプラスチック汚染の実態把握2019

    • 著者名/発表者名
      土屋正史
    • 学会等名
      2019年日本ベントス学会・日本プランクトン学会・合同大会(自由集会)

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公開日: 2021-01-27  

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