画像及び3次元行動データロガーを用いた海洋高次捕食者による中・深層生物の研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14405027
• Research Institution: National Institute of Polar Research
• Principal Investigator: 内藤 靖彦 国立極地研究所, 研究系, 教授 (80017087)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 綿貫 豊 北海道大学, 大学院・農学研究科, 助教授 (40192819) ; 加藤 明子 国立極地研究所, 研究系, 助手 (80261121) ; 佐藤 克文 国立極地研究所, 研究系, 教授 (50300695)
• Keywords: データロガー / 南極 / アザラシ / ペンギン / 画像 / 加速度

Research Abstract

画像データロガーかに関連する研究成果としては,データ解析手法が確立した事が挙げられる.過去に南極海のウェッデルアザラシから得られた画像には,餌生物とおぼしき細長い物体が無数に映っていた.各物体の明るさを基準に,画像解析ソフトを用いて粒子を抽出し,粒子の数と面積から指数を算出した.画像はアザラシの潜水軌跡上で,30秒間隔で撮影され,合計数千枚得られている.それぞれの画像毎に,上記の指数を算出し,撮影深度を元に鉛直分布図を作成したところ,250m以深において,急激に指数が上昇していた.これは,その深さにアザラシの餌となる生物が多数存在することを示唆している.同時に得られているアザラシの潜水深度記録によると,アザラシは深度250mの潜水を高頻度に行っており,各個体が餌の鉛直分布に応じた潜水行動を行っていることが判明した.
従来,動物の潜水行動は,Time-Depth Recorder(TDR)によって調べられてきたが,これによってわかるのは時間と深度の推移のみであった.水中の3次元軌跡を把握するために,地磁気や遊泳速度も同時に測定できる3次元行動データロガーを開発した.これまで,ウェッデルアザラシからのデータが得られているが,今年度はその具体的な計算アルゴリズムが確立された.定着氷に開いた呼吸穴より300m近い深度まで潜水するウェッデルアザラシは,水平方向に600m近く移動しながらその深度に達する事,目標深度と呼吸穴の間は,比較的直線的に移動し,最大潜水深度付近で餌捕獲を行っている間は,ジグザグに泳いでいる事など,これまで知られていなかった新たな知見が得られた.
他にも,ペンギンや海鳥からも潜水中の詳細な記録が得られ,それぞれデータ解析・論文発表が大いに進んだ.

Research Products

• [Publications] Sato et al.: "Buoyancy and maximal diving depth in penguins : do they control inhaling air volume?"Journal of Experimental Biology. 205. 1189-1197 (2002)
• [Publications] Sato et al.: "Deep foraging dives in relation to the energy depletion of Weddell seal(Leptonychotes weddellii) mothers during lactation"Polar Biology. 25. 696-702 (2002)
• [Publications] Sato, Naito: "Biological research on marine mammals using modern sensing and recording techniques"Fisheries Science. 68Sup.1. 290-293 (2002)
• [Publications] Kato et al.: "Changes in Adelie penguin breeding populations in Lutzow-Holm Bay Antarctica, in relation to sea-ice conditions"Polar Biology. 25. 934-938 (2002)
• [Publications] 内藤 靖彦: "海洋動物研究の新しいアプローチ"「科学」1月号特集「海にもぐる動物の行動を探る」岩波書店. 73(1). 16-17 (2003)
• [Publications] 佐藤 克文: "アザラシに見られた教育的遊泳行動?"「科学」1月号特集「海にもぐる動物の行動を探る」岩波書店. 73(1). 23-29 (2003)
• [Publications] 加藤 明子: "海洋動物の捕食行動の調べ方"「科学」1月号特集「海にもぐる動物の行動を探る」岩波書店. 73(1). 37-38 (2003)
• [Publications] 綿貫 豊: "海鳥の高い運動能力を解き明かす"「科学」1月号特集晦にもぐる動物の行動を探る」岩波書店. 73(1). 39-44 (2003)
• [Publications] Sato et al.: "Synchronous shallow dives by Weddell seal mother-pup pairs during lactation"Marine Mammal Science. (In press).
• [Publications] Sato et al.: "The effect of fatness on the stroking patterns of free-ranging Weddell seals"Journal of Experimental Biology. (In press).
• [Publications] Watanabe et al.: "Dive depths of Weddell seals in relation to vertical prey distribution as estimated by image data"Marine Ecology Progress Series. (In press).
• [Publications] Mitani et al.: "A method for reconstructing three-dimensional dive profiles of marine mammals using geomagnetic intensity data : Results collected from female Weddell seals foraging around a breeding colony"Polar Biology. (In press).
• [Publications] Watanuki et al.: "Stroke and glide of wing-propelled divers : deep diving seabirds adjust surge frequency to buoyancy change with depth"Proceedings of the Royal Society, London B. (In press).