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2021 年度 実施状況報告書

微量炭酸塩安定同位体比分析技術を活用した魚類の水温/体温履歴復元手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K21343
研究機関筑波大学

研究代表者

西田 梢  筑波大学, 生命環境系, 特任助教 (10708374)

研究分担者 石村 豊穂  京都大学, 人間・環境学研究科, 准教授 (80422012)
白井 厚太朗  東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (70463908)
研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2023-03-31
キーワード安定同位体比 / 質量分析計 / 魚類 / 炭酸塩 / 温度復元 / 古環境復元 / 骨
研究実績の概要

脊椎動物の骨や歯の硬組織はリン酸塩を主成分とし、5-10%の炭酸基を含んでいる。この微量な炭酸塩の酸素安定同位体比は、変温動物であれば生息環境の温度や環境水を、恒温動物であれば体温や環境水を記録するので、その積極的な活用が可能になれば新たな生態情報の抽出が実現できる。しかしながら、魚類硬組織の多くは分析可能重量を満たせないために、これまでは同位体温度計の検証の術がなく、安定同位体比を活用したアプローチが実現できていなかった。本研究では、微量炭酸塩同位体比分析システム(世界で最も微量で同位体比分析が可能)の改良を行い、魚類硬組織(骨・歯など)から炭素・酸素同位体比情報を抽出し、環境・生態復元への貢献を目指す。

2021年度は、温度飼育実験を実施した魚類個体や温度一定の条件下で飼育した海洋酸性化飼育実験の魚類個体を収集した。これらの生物飼育実験試料について、各部位(あごの骨、歯、鱗、脊椎骨など)の剖出作業やマイクロドリルを用いた切削作業等を実施した。また、魚類試料の生息海水の酸素安定同位体比や溶存無機炭素(DIC)の炭素安定同位体比分析を実施した。新型コロナウィルス感染症の蔓延により、硬組織試料の分析の進捗に遅れが出ているため、研究実施期間を1年間延長する予定である。2020年度に確立したリン酸塩中炭酸塩の前処理や分析ノウハウを生かし、次年度は魚類硬組織の炭素・酸素同位体比分析により、環境・生態履歴の復元方法の確立を目指す。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

新型コロナウイルスの蔓延により、出張が難しい状況が続いてしまったため、研究の進捗が遅れている。本年度に計画していた国内出張による炭酸塩試料の同位体比分析については、研究期間を延長して次年度に実施予定である。

今後の研究の推進方策

2022年度は、飼育温度がモニタリングされた2種の魚類飼育個体(温度飼育実験個体、温度一定の海洋酸性化飼育実験個体)を用いて、微量炭酸塩分析システム(京都大学)により酸素・炭素安定同位体比分析を実施する。得られた分析データを基に、魚類硬組織中に含有する微量炭酸塩の温度依存性や同位体分別の種間差、代謝影響などについて議論を行う予定である。

次年度使用額が生じた理由

2021年度はコロナウイルス蔓延により出張が難しく、魚類硬組織の同位体比分析の進捗が遅れたため、研究機関を延長し予算の繰り越しを行った。次年度は分析のための出張旅費や分析用消耗品類などへの予算使用を予定している。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 2件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] 生物源炭酸塩の同位体地球化学・実験生物学の高度化による環境生態指標の評価研究2022

    • 著者名/発表者名
      西田梢
    • 雑誌名

      地球化学

      巻: 56 ページ: 1~17

    • DOI

      10.14934/chikyukagaku.56.1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 極微量炭酸塩の高精度安定同位体比分析の実現:ナノグラム領域の新たな環境解析2021

    • 著者名/発表者名
      石村豊穂
    • 雑誌名

      地球化学

      巻: 55 ページ: 63~86

    • DOI

      10.14934/chikyukagaku.55.63

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 極微量炭酸塩の高精度安定同位体比分析の実現と応用研究 の展開:環境解析から水産資源の保全まで2021

    • 著者名/発表者名
      石村豊穂
    • 雑誌名

      ぶんせき

      巻: 12 ページ: 703~710

    • 査読あり
  • [雑誌論文] リバースラジオアイソトープ標識法―天然放射性炭素14を活用した水生生物の硬組織・軟組織の炭素源推定法の提案―?2021

    • 著者名/発表者名
      西田 梢, 横山 祐典, 宮入 陽介, 平林 頌子
    • 雑誌名

      Isotope News

      巻: 775 ページ: 36~39

  • [雑誌論文] Divalent metal transporter-related protein restricts animals to marine habitats.?2021

    • 著者名/発表者名
      Mieko Sassa, Toshiyuki Takagi, Azusa Kinjo, Yuki Yoshioka, Yuna Zayasu, Chuya Shinzato, Shinji Kanda, Naoko Murakami-Sugihara, Kotaro Shirai, Koji Inoue
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 4 ページ: 463

    • DOI

      10.1038/s42003-021-01984-8

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Daily and annual shell growth in a long-lived freshwater bivalve as a proxy for winter snowpack2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Watanabe, Mayumi Suzuki, Yoshihiko Komoto, Kotaro Shirai, Atsuko Yamazaki
    • 雑誌名

      Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology

      巻: 569 ページ: 110346

    • DOI

      10.1016/j.palaeo.2021.110346

    • 査読あり
  • [雑誌論文] New three-way symbiosis: an eukaryotic alga, a blue mussel, and an endolithic cyanobacteria2021

    • 著者名/発表者名
      Michael Zuykov, Julia Anderson, Galina Kolyuchkina, Liqiang Zhao, Kotaro Shirai, Michel Gosselin, Philippe Archambault, Michael Schindler
    • 雑誌名

      Symbiosis

      巻: 85 ページ: 163~169

    • DOI

      10.1007/s13199-021-00777-1

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Influence of normal tide and the Great Tsunami as recorded through hourly-resolution micro-analysis of a mussel shell2021

    • 著者名/発表者名
      Yuji Sano, Tomoyo Okumura, Naoko Murakami-Sugihara, Kentaro Tanaka, Takanori Kagoshima, Akizumi Ishida, Masako Hori, Glen Snyder, Naoto Takahata, Kotaro Shirai
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 ページ: 19874

    • DOI

      10.1038/s41598-021-99361-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spatiotemporal change of cesium-137 in the Pacific coast of Tohoku, Japan: The mussel watch approach?2021

    • 著者名/発表者名
      Naoko Murakami-Sugihara, Kotaro Shirai, Hirofumi Tazoe, Kaoruko Mizukawa, Hideshige Takada, Takeyasu Yamagata, Shigeyoshi Otosaka, Hiroshi Ogawa
    • 雑誌名

      Marine Pollution Bulletin

      巻: 168 ページ: 112413

    • DOI

      10.1016/j.marpolbul.2021.1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Migratory pattern and larval duration of an amphidromous goby (Rhinogobius nagoyae) at Sado Island, in northern Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Midori Iida, Kyoka Kido, Kotaro Shirai
    • 雑誌名

      Marine & Freshwater Research

      巻: 72 ページ: 1243~1249

    • DOI

      10.1071/MF20094

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metabolic proxy for cephalopods: Stable carbon isotope values recorded in different biogenic carbonates?2021

    • 著者名/発表者名
      Ming Tsung Chung, Ching Yi Chen, Jen Chieh Shiao, Kotaro Shirai, Chia Hui Wang
    • 雑誌名

      Methods in Ecology and Evolution

      巻: 12 ページ: 1648~1657

    • DOI

      10.1111/2041-210X.13630

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Ⅰ-4. 陸起源環境汚染物資の流入実態の解明2021

    • 著者名/発表者名
      小川 浩史,小畑 元,白井 厚太朗,杉原 奈央子,高田 秀重,眞塩 麻彩実,水川 薫子,南 秀樹
    • 雑誌名

      日本水産学会誌

      巻: 87 ページ: 522~523

    • DOI

      10.2331/suisan.WA2861-4

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Anadromous red-spotted masu salmon (Oncorhynchus masou ishikawae), a southernmost sea-migration form of salmonid, displays low variation in both age at seaward migration and sea age2021

    • 著者名/発表者名
      Shohei Noda, Rui Ueda, Tatsuya Tanaka, Kotaro Shirai, Daisuke Kishi, Takuya Sato
    • 雑誌名

      Journal of Fish Biology

      巻: 99 ページ: 1947~1502

    • DOI

      10.1111/jfb.14818

    • 査読あり
  • [雑誌論文] EVIDENCE OF MASS MORTALITY OF THE LONG-LIVED BIVALVE MERCENARIA STIMPSONI CAUSED BY A CATASTROPHIC TSUNAMI2021

    • 著者名/発表者名
      Kaoru Kubota, Kotaro Shirai, Naoko Murakami-Sugihara, Koji Seike, Masayo Minami, Toshio Nakamura, Kazushige Tanabe
    • 雑誌名

      Radiocarbon

      巻: 63 ページ: 1629~1644

    • DOI

      10.1017/RDC.2021.98

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 両生類の微小骨組織に含まれる微量炭酸塩の安定同位体分析の実現:古生物の生態解明への応用をめざして?2021

    • 著者名/発表者名
      服部竜士, 石村豊穂, 岩井紀子, 西田 梢, 白井厚太朗
    • 学会等名
      日本古生物学会年会
  • [学会発表] 耳石酸素安定同位体比の高解像度分析による日本海におけるマイワシの回遊経路の推定?2021

    • 著者名/発表者名
      青野智哉, 坂本達也, 石村豊穂, 高橋素光, 林晃, 安田十也, 北島聡, 西田梢, 松浦隆義, 碇耀斗, 伊藤進一
    • 学会等名
      水産海洋学会
  • [学会発表] 日本海におけるマイワシ新規加入群は複数の成育場から来遊する?2021

    • 著者名/発表者名
      坂本達也, 髙橋素光, 白井厚太朗, 石村豊穂
    • 学会等名
      水産海洋学会2021年度九州沖縄地区合同シンポジウム
  • [学会発表] 高解像度耳石d18O分析による東シナ海・日本海マアジの生育環境推定?2021

    • 著者名/発表者名
      武藤大知, 坂本達也, 高橋素光, 北島 聡, 石村豊穂
    • 学会等名
      水産海洋学会2021年度九州沖縄地区合同シンポジウム
  • [学会発表] 微量炭酸塩安定同位体分析技術の応用展開と新たな高解像度環境解析?2021

    • 著者名/発表者名
      石村豊穂
    • 学会等名
      JpGU2021
    • 招待講演
  • [備考] Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/koz_n/

  • [備考] 筑波大学研究者情報システム

    • URL

      https://trios.tsukuba.ac.jp/ja/researcher/0000004403

  • [備考] Google scholar

    • URL

      https://scholar.google.co.jp/citations?user=fYAFfFoAAAAJ&hl=ja&oi=ao

  • [備考] Researchgate

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Kozue-Nishida

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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