博士 （ 環境 科学） 菅原裕規
学 位 論 文 題 名

南極昭和基地 周辺の露岩地 帯における陸 生節足動物の生 態学的研究
学 位 論 文 内 容の 要 旨
日本の南極地域観測は，1957年から1958年にかけての国際地球観測年を契機に開始された。当初の研究は，雪氷，宙空などの物理部門が主体で，生物に関する研究は小規模なものであった。
特に陸上生物の研究は，オキアミなどを対象にした海洋資源の生産カに関する研究に比べ立ち遅れていた。しかし，陸上植物の分類にっいては研究観測の初期より徐々に研究が進められ，近年は陸上植物の生態・生理が明らかになってきている。これに対し，陸生動物である無脊椎動物類に っ い て は ， 基 礎 と な る 分 類 学 的研 究さ えま だ 極め て不 十分 な状 況で ある 。
南極の陸上露岩域では，蘚類，地衣類，藻類などの隠花植物と，それらを生息環境とする原生動物，輪虫，クマムシ，センチュウなどの間隙水動物やトビムシやダニなどの陸生節足動物が主要な構成要素で，きわめて単純な生態系を形成している。したがって，温帯域や熱帯域の複雑な生態系に比べてその構造をとらえやすく，生態学や環境科学の基礎研究の対象地として適している。
1987年1月から19
88年2月にかけて行われた本研究では，南極地域の中で温度・水分条件が最も厳しい大陸性南極地帯に位置する昭和基地周辺の露岩地帯の陸生節足動物相を明らかにするとともに，自由生活性ダ二類の適応様式を解明することを目的とした。主な結果は以下の通りである。
1．昭和基地周辺に ある110所の露岩域より，ダ二目6属10種，トビムシ目1属1種，チャタテムシ目1属1種の計8属12種の動物類を採集した。
1．1，隠気門ダ ニAntarcticoZa meyeriはラングホブデ露岩域の雪鳥沢およびアムンゼン湾から採集されたが，隠気門ダニの発見は昭和基地周辺では最初のものである。南極全域でみても，A.meyer
iはマラジョージナヤとプリンスチャールズ山脈でしか採集されておらず，今回は3番目の記録となる。
1．

2．前気門ダニ9種のうち，Nonorcんesとesa
marCとfCMS，7ン出M
Sere6Ms，PrOとere―54

unetes minutusの 3種は 昭 和基地周辺で過 去に採集されているが，N. bellus，ルlalae,
N0凡0rcんeSとeSSp．，乃′deuSsp．EMpodeSSp．，＆ere
0けdeuS肌りe襾は初めての記録である。特にルsp．，アsp．，E．sp．は新種である可能性が高い。
1．3．昆虫類の採集も昭和基地周辺では初めてである。無翅亜綱のトビムシFんese
0ぎrfseaは主に海洋性南極地帯や亜南極地域に分布する種で，大陸性南極での発見はマラジョ―ジナヤ基地にっづき2番目の記録である。また，有翅亜綱に属するチャタテムシは亜南極や海洋性南極では数種報告されているが，大陸性南極では初めての報告である。今回採集されたエゅ0sce肛ssp．
は新種である可能性が高い。
2，冬季8月から夏季12月にかけてダニ類の繁殖・発育特性を主にラングホブデ露岩域の雪鳥沢で調査した。
2． 1． 蔵 卵 数 は ， ル 6ef2Msで 1〜 6卵 ， A． m馴 eHで l〜 2卵 ， 他 の 7種 で 1卵 と ， いずれも少産型であった。しかし，いずれも大卵型で，雌成虫の体長に対する卵サイズの比は，
E叩0出ssp．で30％，他の8種で40％にも達する。
2．2．蔵卵雌は12月に最も多く，冬季はほとんどみられない。産卵期は明らかに夏季である。
また，いずれの季節にも幼虫，若虫，成虫が見られ，卵が孵化して生殖個体となるまでに数年を要すると思われる。
3．ラングホブデ露岩域の雪鳥沢に沿ってlO地点を選び，自由生活性ダ二6種の環境選好性を調査した。各調査地点でIま，乾一湿傾度に沿って砂礫地や蘚類群落など10微小生息地から試料を採取した。
3．1．個 体密 度 の比 較的 高い ダニ 類 6種の う ち， A． mりeんは 主に 上流 域 に分布し，Jぬnorc轟esとes属4種とT，ere6Msは中流域を除く全域に分布していた。これらのダニ類の分布は，試料の含水率と相関しており，水分条件はダニの分布を規定する重要な要因のーっと考えられる。
3．2．調査 した10微小生息地のうち，ル 6eZ比s，Manぬ′c￡fcHsMsp．は沢中央側の砂礫や蘚類とそ の下の砂礫などの湿った環境を，Mぬぬeは沢縁側の砂礫や石下の砂礫などの乾燥 した環境を ，A．mりeHとFere6usはやや 乾燥した蘚類とその下の砂礫 など中間的な水分条件の環境を選好した。っまり，これらのダニ類6種は，同一調査地内でも乾湿傾度に沿って，緩やかなすみわけを示す。
4．生かして 日本に持ち帰ることが可能であった隠気門ダ二A．mグerfの卵，幼虫，成虫について，異なる5っの条件下で過冷却点を測定した。

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4．1，いずれの発育段階においても，絶食させ胃内容物のない個体の平均過冷却点は絶食処
理をしなかった個体のそれを下まわり，その差は幼虫で約7℃，若虫で約10℃，成虫で約11℃に達した。このことは，胃内容物が氷晶核となりやすいことを示しており，越冬中の個体が胃内容物をもたないという雪鳥沢での観察結果と整合する。
4．2．低温馴化による過冷却点の低下は，卵，若虫，成虫では認められなかったが，幼虫では認められ約5℃低下した。平均過冷却点は幼虫，若虫，成虫で―30℃前後，卵で―34℃前後であった。昭和基地における気温の観測記録によると，真冬の最低気温は―35.4℃であり，いずれの発育段階の過冷却点をも下まわる。しかし，冬季に約50cmの積雪に被われる昭和基地周辺の蘚類群落内での最低温度は，約―20℃にすぎないことが既に明かとなっている。雪烏沢の蘚類群落も冬季には厚い積雪に被われており最低気温よりかなり高い安定した温度が保たれていることは
確 実で ある 。こ れ が雪 鳥沢 にお ける ダ ニ類 の生 息を 可能 に して いる ものと思われ る。
5．陸生節足動物の生息環境は，夏季に水分の供給が保証されて植物が生育し，地温の上昇が容易 な場 所で あり ， 冬季には 積雪により高い安定した地 温が保たれる場所が選択され る。

学位論文審査の要旨
主査
副査
副査
副査

教授 伊藤浩司
教授 筒井 澄教授 福田正己
助教授 福田弘巳

日本の南極地域観測は，1957年から1958年にかけての国際地球観測年を契機に開始された。当初の研究は，雪氷，宙空などの物理部門が主体で，生物に関する研究は小規模なものであった。
特に陸上生物の研究は，オキアミなどを対象にした海洋資源の生産カに関する研究に比べ立ち遅れていた。しかし，陸上植物の分類にっいては研究観測の初期より徐々に研究が進められ，近年は陸上植物の生態・生理が明らかになってきている。これに対し，陸生動物である無脊椎動物類に っ い て は ， 基 礎 と な る 分 類 学 的 研究 さえ まだ 極め て不 充分 な 状況 であ る。
このような背景の下に，本研究は1987年1月から19
88年2月にかけて南極地域の中で温度・水分条件が最も厳しい大陸性南極地帯に位置する昭和基地周辺の露岩地帯の陸生節足動物相を明ら56

か にす るとと もに， 自由生 活性ダ ニ類 の生態 を解明 するこ とを 目的と して行 われた。主な結果は
以 下の とおり である 。
昭 和 基 地周 辺 に あ る 1
10所 の 露 岩域 よ り ， ダ ニ目 6属 10種 ， ト ビ ム シ目 1属1種， チャ タテム
シ 目1属1種の計 8属12種の動 物類 を採集 した。
こ れ ら のう ち ， 隠 気 門ダ ニ Anta
rcticola meyeriの発見 は昭和 基地周 辺で は最初 のもの である 。南 極全域 でみて も，今 回は3番目 の記録 とな る。
前 気 門 ダニ 9種 の う ち3種 は 昭 和 基地 周 辺 で 過 去に採 集され ている が， N
anorchestes属3種，Tydeus属 1種 ， Eupodes属 1種 ， Stereotydeus属 1種 は 初 め て の 記 録 で あ り ， こ のな か に は新 種で ある可 能性が 高い3種を 含んで いる。
昆虫類 の採集 も昭和 基地 周辺で は初め てであ る。南 極地 域に広 く分布 する無翅亜綱のトビムシ
Friesea gr
iseaも大 陸 性 南 極 で の発 見 は 2番 目の 記録 である 。また ，チ ャタテ ムシは 大陸性 南極 で は 有 翅 亜綱 に 属 す る 昆虫と して初 めて の報告 である 。今回 採集 された L
ipos
celissp.
は新種 であ る可能 性が高 い。
冬 季8月から 夏季12月 にか けてダ 二類の 繁殖・ 発育 特性お よび環 境選好 性を主 にラ ングホ ブデ
露 岩域 の雪鳥 沢で調 査した 。
蔵 卵 数 は ， N. bellusで 1〜 6卵 ， A. meyeriで 1〜 2卵 ， 他 の 7種 で 1卵 と 少 産 型 で あ った 。 し か し ，い ず れ も 大 卵型で 雌成虫 の体 長に対 する卵 サイズ の比 は，Eupodessp．で 30％，他の8種 で40％ にも達 する。 蔵卵 雌は12月 に最も 多く ，冬季 はほと んどみ られな い。 いずれ の季節 にも 幼虫， 若虫， 成虫が 見られ ，卵が孵化して生殖個体となるまでに数年を要すると思われる。
ラング ホブデ 露岩域 の雪 鳥沢に 沿って 10地点 を選び 各調査 地点で ，乾一 湿傾度に沿って砂礫地や 蘚類 群落な ど10微小 生息 地から 試料を 採取し ，自由 活性 ダニの 環境選 好性を調査した。その結果 ，こ れらの ダニ類 の分布 は，試 料の 含水率 と相関 してお り， 乾湿傾 度に沿 って，緩やかなすみわ けを 示して いたこ とから ，水分 条件 はダニ の分布 を規定 する 重要な 要因の ーっと考えられた。
生 か し て日 本 に 持 ち 帰る こ と が 可 能で あ っ た 隠気 門ダニ A.meyeriの卵， 幼虫， 成虫 にっいて ，異 なる5っの 条件下 で過冷 却点を 測定し た。 ゛
いずれ の発育 段階に おい ても， 絶食さ せ胃内 容物の ない 個体の 平均過 冷却点は絶食処理をしな
か った 個体を 下まわ ってい た。こ のこ とは， 胃内容 物が氷 晶核 となり やすい ことを示しており，
越 冬 中 の個 体 が 胃 内容 物 を もた な い とい う 雪 鳥沢 で の 観察 結 果 と整 合 す る 。
平均過 冷却点 は幼虫 ，若 虫，成 虫で― 30℃前 後，卵 で―34℃ 前後 であっ た。昭和基地における気 温の 観測記 録によ ると， 真冬の 最低 気温は ‑35.
4℃で あり， いず れの発 育段階の過冷却点をも‑ 57

下ま わる 。しか し，冬 季に約 50cmの積 雪に被 われ る昭和 基地周 辺の蘇 類群落内での最低温度は，約‑20℃ にすぎ ないこ とが既 に明か とな ってい る。雪 鳥沢の 蘚類 群落も 冬季に は厚い 積雪に 被われ て おり 最 低 気温よ りかなり 高い安定 した温 度が保た れてい ると考え られる 。
陸 生節足 動物の 生息環 境は ，夏季 に水分 の供給 が保 証され て植物 が生育し，地温の上昇が容易な場 所で あり， 冬季に は積雪 によ り高い 安定し た地温 が保た れる 場所が選択される。雪鳥沢は年間の 積雪 状況の 観察か ら，こ れら の条件 を満た してお り，こ のこ とによってダ二類の生息を可能に し て い る も の と 結 諭 さ れ た 。 ．
本論 文によ って 明らか にされ た結果 は，こ れま で情報 の乏し かった 大陸性南極において，生態系の 重要な 構成要 素であ る節 足動物 相を明 らかに する ととも に，研 究の進められていなかった生態 的 分野 に 新 た な 知見を もたら したも のと 評価さ れる。 また， 英文 4編， 和文 2編の 参考 論文を数え ，大学 院課程 におい て研 鑽した 内容や ，取得 単位 の評価 ととも に，審査員一同，申請者は博士 （環 境 科 学） の 学 位を 受 け る にふ さ わ しい 資 格 を有 す る もの と 判 断した 。