【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】15255003 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

バイオロギング / データロガー / ペンギン / ウミガメ / 南極 / アザラシ / オオミズナギドリ / 亜南極 / Satellite Relayed Data Logger / 小笠原 / プリビロフ / エンペラーペンギン / アオウミガメ / ジュゴン / タイ

【研究成果の概要】

小型の電子記録装置を動物に搭載するバイオロギング手法は,水生動物の生息域を大きく左右する海洋環境を把握するのに有効な手法となりうる.本プロジェクトでめざしたのは,動物の行動を周辺環境と共にモニタリングする新しい手法を開発することであった.熱帯から南極域に至る広範囲で野外調査を実施した.対象動物もまた,魚類・爬虫類・海鳥類・海産哺乳類と多岐にわたった.
例えば,ベーリング海に浮かぶセントジョージ島で繁殖を行うハシブトウミガラスは,子育て期間中に周辺海域で餌取りを目的として潜水行動を行うが,彼らの潜水深度が現場の水温躍層と深い関係を有することが判明した.鉛直混合が進んだ海域で潜水を行う場合,彼らは深度80m前後の潜水を繰り返して餌を捕獲していた.ところが,水温躍層がある海域においては,水温躍層をめざした潜水を繰り返し行っていた.水温躍層によって,彼らの餌となる小魚類の滞在深度が左右され,それに対応して高次捕食動物のハシブトウミガラスは潜水深度を選択していたと解釈できる.
別の例では,ドイツ南極基地周辺で行われたウェッデルアザラシ調査において,アザラシに搭載したカメラによって得られた画像から,南極海の厚さ150mの棚氷の下面に刺胞動物のような固着性生物が高密度に分布することが初めて明らかになった.近年の地球温暖化により,南極海の棚氷が広範囲にわたって崩壊する事が報告されている.棚氷の崩壊により,下面に付着する高密度の動物,およびその周辺に形成される生態系もまた崩壊している事を示唆するものである.
数々のフィールド調査と個々の具体的成果より,海洋高次捕食動物は海洋環境モニタリングのプラットフォームとして有効であり,動物搭載型の各種小型記録計は動物自身の行動や生理を,周辺環境に照らし合わせて解釈するのに大いに役立っことが明らかとなった.

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2003 - 2006

【配分額】32,240千円 (直接経費: 24,800千円、間接経費: 7,440千円)

【研究分野】水産学一般

【研究領域課題番号】14405027 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

三次元行動ロガー / 画像ロガー / 中・深層生物群 / 採餌行動 / 海洋生態系 / 高次捕食動物 / 高機能画像ロガー / 切り離し回収システム / 棚氷下面生物層 / 水中3次元行動軌跡 / 地磁気加速度ロガー / 中深層生物群集 / 放位探知システム / バイオロガー / 3次元データロガー / 画像データロガー / Deep Sea Look Project / Penguin Cam / 柱層生物群 / バイカルアザラシ / ウェッデルアザラシ / 棚氷底面生物群 / データロガー / 南極 / アザラシ / ペンギン / 画像 / 加速度

【研究成果の概要】

全般の成果:海洋の中深層生物とそれを捕食する高次捕食者の関係についての研究は従来全く困難であったが、本研究ではじめて動物の三次元の行動軌跡と軌跡上に出現する餌生物の画像を同時に記録し、解析することに成功した。このほか、従来ほとんど調査が困難であった南極の棚氷下面に多くのベントスが懸下していることをアザラシの画像ロガーが観測に成功する等多くの成果を得て、今後動物装着による画像研究が有効であることを確認した。以上の他、動物装着型画像ロガーは餌生物に限らず生物個体間の関係を把握することにも有効であることを確認した。これらの成果は国際的に著明な学術雑誌に掲載され世界的な評価を得た。今後の多くの研究領域に発展することが期待され、海洋研究におけるこの研究の先端性は明らかであり、我が国がこの領域をリードしたことも大きな成果である。
平成14年の成果:三次元行動ロガーの開発は動物の中深層へのアプローチの行動を開明することに貢献し、新たな研究の発展に貢献した。画像ロガーの開発も同様に従来にない研究手法に開発に貢献した。これらの方法を南極の動物に適応し新たなデータを得た。
平成15年の成果:前年のデータを元に多くの研究成果を発表するとともにさら小型のカメラを開発し、ペンギン等にも適応した実験を行なった。
平成16年の成果:研究の成果として論文の発表を行ない、国際的な評価を得た。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2002 - 2004

【配分額】14,000千円 (直接経費: 14,000千円)

【研究分野】水産学一般

【研究領域課題番号】11691197 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

データロガー / カメラ / 加速度 / 南極 / アザラシ / ペンギン / 潜水行動 / 画像情報 / 南極海 / 中深層 / ウェッデルアザラシ / マクマード / 中・深層 / 静止画像 / 遊泳速度

【研究成果の概要】

近年,深度記録計が開発されることにより,肺呼吸動物の潜水行動に関する研究が飛躍的に発展した.多くの動物が,有光層よりも深い深度まで,長時間息ごらえ潜水する能力を有する事が明らかとなった.これらの結果は,新たな科学的疑問を喚起する.動物達はいかにしてこの深くて長い潜水を達成しているのだろうか?何故,動物達はそんなに深く潜るのだろうか?
これらの疑問に答えるために,本プロジェクトにおいて新たにいくつかの測定技術が開発された.加速度記録計により,動物の潜水行動のより詳細な記録が可能となった.また,食道温度を測定する事により,捕食のタイミングを測定できることがわかった.地磁気データロガーによって動物の遊泳進行方角を記録できる様になったが,この情報は水中の3次元潜水軌道を計算することに用いられた.さらに,ウェッデルアザラシに静止画像記録計を装着する事により,動物周辺の餌分布状況に関する画像情報が得られるようになった.
野外実験は亜南極域のクロゼ島(キングペンギン),南極昭和基地周辺(アデリーペンギン,ウェッデルアザラシ),デュモンデュルビルフランス南極基地(アデリーペンギン),マクマードアメリカ南極基地(ウェッデルアザラシ)において行われた.いくつかの興味深い結果が得られたので,その一例を挙げる.加速度記録計を用いることにより,キングペンギンとアデリーペンギンは,沈降時のみ強く羽ばたき,浮上の際は,フリッパーの動きを停止して,浮力のみを用いて浮上することがわかった.バイオメカニクスモデルを用いた解析により,体内に保有する空気量のみでこの受動的浮上に必要な浮力をまかなうことが出来る事がわかった.浅い潜水と深い潜水で,保有空気量を比較したところ,潜水深度と空気量の間に正の相関があることがわかった.これは,鳥が潜水深度に応じて最適な空気量を事前に調節していることを示唆している.

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1999 - 2001

【配分額】10,600千円 (直接経費: 10,600千円)