2022 Fiscal Year Annual Research Report
環境応答と生物間相互作用を考慮した群集の安定性と将来予測
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19J00864
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
笠田 実 東北大学, 生命科学研究科, 特別研究員(CPD)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2024-03-31
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| Keywords | 個体群動態 / 数理モデル / 環境DNA / 生物多様性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度は、前年度に行った数理モデルによる動物プランクトン、植物プランクトンおよび植物プランクトンに寄生するツボカビからなる生態系の、生物の適応進化と個体群動態の関係を調べる理論研究を引き続き行った。この研究により、植物プランクトンが動物プランクトンとツボカビに対して異なる進化応答を示す場合、動物プランクトンとツボカビが、予想されるような競争的な関係だけでなく、パラメータ条件によっては、お互いがよりよく成長するような協力的な関係となることを示した。36th Congress of the International Society of Limnologyで発表した。また、減災機能を含む生態系の多機能性（Eco-DRR）に注目して生物多様性との関係を整理し、水害を減らすための土地利用の変化が生物多様性にも良い影響があることを明らかにした研究をFrontiers in Ecology and Evolution誌に発表した。さらに、人間活動と生物の軋轢（獣害）についても研究を行い、カメラトラップと行政の罠捕獲データを組み合わせた新しいイノシシの個体数推定モデルを開発し、Population Ecology誌に発表した。加えて、新たにANEMONE DB (https://db.anemone.bio)を利用した魚類群集の環境DNAのデータ解析を行い、日本海域における魚類属の緯度方向の多様性勾配を調査した。この調査により、日本海域では魚類の属多様性は緯度に沿って負の勾配を持つことがわかった。この緯度勾配は季節によって異なり、特に夏場に負の勾配が大きくなっていた。この結果は、近年の地球温暖化が、熱帯魚など外洋からの季節来遊魚を増加させることにより、日本海域の生物多様性を一時的に増加させる可能性があるが、その多様性増加が本質的なものではないことを示唆している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2022年度の前期は、海外受入機関であるLeibniz-Institute of Freshwater Ecology and Inland Fisheries (IGB-Berlin)、後期は東北大学の生命科学研究科に場所を移して研究活動を行った。特に、2022年度の前期は2021年度に準備した湖沼の微生物生態系の実験を行う予定だったが、残念ながらロシアのウクライナ侵攻の影響により、研究機材を日本から送ることができずにデータが取れなかった。そのような状況の中でも、臨機応変に実験研究から理論モデルの研究にシフトすることによって、生物の補食被食と宿主寄生の両方を含んだ群集の適応進化の知見について一定の成果を上げることができた。また、これまでの主な研究成果を国際学会、国際誌上で発表した。2023年度後期においても、日本に帰国後、データベースを利用した新たなデータ解析に着手し、次年度の国際学会での発表につながる成果を得ることができたので、研究は概ね順調に進んでいると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は最終年度ということもあり、前年度までの研究を引き継ぎつつ、これまでに得られた研究成果を学会、および論文等で発表していくことを主な目的とする。また、国際的に活躍する研究者の後進育成等に寄与するため、国際競争力強化研究員として、３年以上ドイツライプニッツ研究所で研究活動を行ってきた経験を、セミナー等を通じて国内に還元することを行なっていく。そして最終年の総括として、これまでの研究成果をどのように社会に活かすことが可能であるかについて考察する。一方で、前年度行った環境DNAデータの解析を引き続き続けていく。この研究により時空間的な生物多様性のパターンが日本全体でどのようになっているかを明らかにする。具体的には、環境DNAデータはANEMONE（All Nippon eDNA Monitoring Network）データベースから取得し、統計モデルを用いて解析を行うことによって、日本沿岸の魚類多様性の時空間パターンについて調査する。これにより、日本の魚類における生物多様性の現状について把握することが可能となる。また、環境DNAデータ以外のデータベースから得られるデータも組み合わせて解析することで、生物多様性の時空間的なパターンと様々な環境パラメータの関係について調べていく。
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