Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
## (2) 鰭脚類による漁業被害と資源動態との関連の評価

道東沿岸域における鰭脚類モニタリング手法の確立を目的に航空機調査を実施する。また、ゼニガタアザラシを取り巻く餌生物環境を明らかにするために上陸場周辺において継続的な魚類採集調査を実施すると共に、より広域の調査結果を利用して餌生物環境の時空間的変化を明らかにする。ゼニガタアザラシおよび餌生物の食性分析を行い、定常的モデルにより本種を中心とした食物網の構造を明らかにすると共に、本種による餌資源の消費量を推定する。更に、環境変動がゼニガタアザラシおよび地域漁業の重要資源に及ぼす影響を明らかにする。

## (3) 飼育および野生環境下における個体の採餌行動解明

漁場周辺での行動を調べるためにバイオロギング手法を用いる。まず、海域での行動圏を明らかにするため、精度の良いGPS衛星発信器を個体に装着する。次に、定置網周辺での行動をモニタリングするため、音波発信器を個体に装着し、定置網周辺に受信機を複数台設置することにより、個体の位置を定位する。また、襟裳岬で生体捕獲をした個体を水族館に搬入し、生きたサケに対して、どのように反応するのかを明らかにする。さらには擬似漁具を投入し、物理的な防除法が効果的かどうかを検証する。

## (4) 混獲・漁業被害軽減手法の開発と持続型漁業の社会経済的評価

## 4 -1) 混獲・漁業被害軽減手法の開発

本研究では、対象とする定置網において、適切な被害防除法を検討するため、1)定置網の操業環境（網への水深ロガー装着による操業時刻のモニタリングと漁獲状況の調査）、2)定置網に侵入するアザラシの行動調査（水中カメラ、音響カメラ）を行う。その結果をもとに、3)漁具改良法（①箱網内への仕切り網（遮断網）装着、②箱網入口への格子網装着）を考案し、海上試験によりその効果を評価する。

## 4 –2)持続型漁業の社会経済的評価

個体群動態モデルの作成:過去から現在までのゼニガタアザラシの個体群増加率を算出し、国内最大の上陸場であるえりも岬のゼニガタアザラシ個体群について、将来予測を行う。推移行列により本種の生存率を推定する。

社会経済学的評価:地域住民および高校生に、持続型漁業について聞き取り調査を行う。

### 4. 結果及び考察

## (1) 移動生態と遺伝的交流の有無による個体群構造と地域特性の解析

mtDNAの分析の結果、16のハプロタイプが検出され、そのうち4タイプは襟裳とその他の地域の両方で確認され、9タイプは1地域からしか見られない地域特異的ハプロタイプであった。mtDNAのハプロタイプ多様度および塩基多様度は襟裳で両指標とも低く、過去に長期のボトルネック後に集団が回復していないことが示唆された。それ以外の地域では、ハプロタイプ多様度は高いが塩基多様度が低く、ボトルネック後に一斉放散した集団であると推定された。一方、マイクロサテライト解析の多様度は、地域ごとに有意差が見られなかったことから、各集団内で自由交配していることが考えられた。

遺伝的分化係数は、mtDNA、マイクロサテライトともに襟裳とそれ以外の地域での異なることを示したため、北海道のゼニガタアザラシは、雌雄ともに襟裳とそれ以外の地域間での移入・移出が少ないと判断された。

また、ゼニガタアザラシに発信機を装着して移動範囲を調べた結果、移動範囲は成長段階ごとに異なるが、数十kmと非常に狭いことが明らかになった。

これらのことから、北海道のゼニガタアザラシは、襟裳とそれ以外の地域で遺伝的に異なる集団であるため、両地域の集団は別々に個体数管理が必要と判断された。

## (2) 鰭脚類による漁業被害と資源動態との関連の評価

道東沿岸域東部に分布するゼニガタアザラシを対象に広域航空センサスを実施し、陸上センサスの成果と併せて、当該域の本種生息数は670頭（95%C.I.:504-835頭）と推定した。根室海峡トド、道東東部のゼニガタアザラシの何れも陸上からの継続的なセンサスにより相当の精度が保証されるが、新規上陸場の形成や不可避的な死角の発生に対処するためには、数年に一度の航空センサス実施が好ましいと結論された。元りも上陸場周辺の魚類群集ではカジカ類が圧倒的に優占しており、特異な魚類相を形成していた。カジカ類がゼニガタアザラシ類の餌として好ましくないために、これら魚種が上陸場周辺で卓越している可能性が指摘された。ゼニガタアザラシによる消費量が最も多かったのはタコ類であり、周辺地域での漁獲量の1/4程度に上った。一方、サケに対する捕食圧は限定的であった。食物網構造を分析したところ、元りも岬上陸場周辺域では最上位捕食者であるゼニガタアザラシの密度が特異的に高く、これが過剰な捕食圧を通じて漁業への直接・間接的な影響を及ぼしている可能性が指摘された。
## (3) 飼育および野生環境下における個体の採餌行動解明

衛星発信器による追跡では、襟裳岬周辺海域の行動圏についてGPSによる詳細なデータを得ることができた。また、個体に音波発信器を装着し、定置網周辺に音波受信機を複数台設置することにより、定置網に入る行動と入らなかった行動を区別することができた。この結果、漁期前からアザラシは定置網周辺を通過しており、通り道として利用していることが示唆された。また、1個体のみが何回も同じ網に来ていたが、この個体はモニタリングしていた網で混獲された1歳以上の個体であることが判明した。次に、水族館において飼育実験を行ったところ、生きたサケなど、見たことのない物体についての反応では、個体による行動特性の違いが確認できた。さらに、経年的な飼育実験の結果、同じ個体でも経験や文化の伝搬によって、餌のサケに対するハンドリング反応が変化することが明らかとなった。加えて、本種の漁業被害を防除するため、物理的に網に入れなくするような格子網の開発を進めるため、飼育下において、どれくらいの格子目の幅を通り抜けられることができるのかを実験した。この結果、肩甲骨の幅よりも小さい格子では、アザラシは通り抜けられないことが明らかとなった。

## (4) 混獲・漁業被害軽減手法の開発と持続型漁業の社会経済的評価

## 4 -1) 混獲・漁業被害軽減手法の開発

1) 操業環境 対象とした定置網の操業時間は、待ち時間約7時間、約13時間の2パターンが主であった。この時間をもとに、CPUE（単位時間あたり漁獲量）を求めて時期ごとの変動を調べた。その結果、CPUEは9月に最大値を示し、その後10月下旬に向けて減少していた。箱網の水深平均値は、10月中旬までほぼ15m程度で安定していたが、それ以降は平均水深と最大水深の差が4m程度になることが頻繁となった。このことから、漁具改良では潮流による流体抵抗をできるだけ抑え、かつ軽量な構造とすることが必要と判断した。

2) アザラシ行動調査 カメラ観測により、サケは時刻に関わらず入網していることがわかった。また、音響カメラにより、アザラシの定置網への侵入頻度が夕方前から夜間にかけて増加することがわかった。特に、日没後の薄明時に網内で活発に行動していた。観測されたアザラシのサイズ範囲は60～200 cm程度であり、100～150 cmの個体が優占していた。遊泳速度は特に日没前後に速くなり、この時間帯に活発にサケを捕食していることが推察された。

3) 漁具改良法 ①仕切り網（遮断網）：定置網網の箱網内部にアザラシに追われたサケが逃避できる区画を設けるために仕切り網を装着し、海上試験により被害軽減効果を確認した。その結果、試験網よりも対照網でサケの総尾数は多かった。ただし、生きたサケの尾数は試験網で多く、食害割合は試験網で40％、対照網で89％と顕著な差が認められた。一方、仕切り網装着は揚網時の負荷を増加させるなど問題点も見られた。②格子網（ロープ格子）：箱網入口の漏斗部にダイニーマ製ロープ（直径2.3mm）で製作した格子（格子目サイズ：20×20cm, 20×40cm）を装着して海上試験を行い、水中カメラ観測によりその効果を確認した。その結果、20×20cm格子では、アザラシの侵入防除率は87%であった。一方、サケの格子に対する通過率は約20％と、多くのサケが格子を忌避して箱網に入らない状況が観測された。しかし、操業期間中の格子の有無による漁獲状況の比較では、「格子あり」での平均漁獲尾数は“格子なし”よりも1割ほど多く、平均被害率も“格子なし”の0.27から0.02と大幅に減少した。なお、調査終了後も漁業者は自主的に格子網を使用していた。このことから、考案・試作した格子網の効果と運用上の実用性は十分なものと判断した。

## 4 -2)個体群動態モデルの作成と持続型漁業の社会経済的評価

個体群動態モデルの作成: 長期モニタリングデータから個体群増加率を算出したところ、年平均3～7%で増加していたが、諸外国と比較すると低く、混獲による影響と推察された。元りも岬におけるゼニガタアザラシの生息数の将来予測を行ったところ、これまでのところのK値（環境収容力）は、1,500頭程度であることが示唆された。また、生息数が400頭以下になった場合は、絶滅リスクが高まることが明らかになった。年平均生存率は、成獣では90～99%、幼獣では10～60%であり、1年に1子の本種は、子どもの死亡率が高いが、成長した後はほとんど死なないことが明らかになった。これらのことから、今後の本種の管理政策としては、元りも町における本種の目標生息数は700～1500頭とし、海洋環境の変化に対応した順応的管理を行っていくことが提案される。また、個体群の保護のためには、成獣のメスの保護が重要である。サブ(3)およびサブ(4)の結果により、定置網内に侵入し、サケを捕食しているのが特定の個体があることをふまえると、今後、個体管理が重要であると提案される。

社会経済学的評価: えりも町民約100名にアンケート調査の結果では、漁業を営むにあたり不満な点の第一位は“収入・漁獲量が安定していないこと(約52%)”、であった。ゼニガタアザラシ被害対策に求めること第一位は“駆除(個体数調整)(約56%)”であったが、同時に観光への影響が懸念されていた。ただし、アザラシの絶滅を望む町民は一人もいなかった。定置網漁業者からは、“1定置網あたり、年間7千万円から1億円の売り上げで安定的にやっていける。しかし、近年はゼニガタアザラシによる漁業被害で年間売り上げが5千万円程度であり赤字経営である”といった声も聞かれた。“金額的に、観光収入による被害金額の補てんは厳しい(1万人から一人
千円集金しても1千万円）”、“漁業者もアザラシとの共生に努力しているという一般へのアピールはしていきたい”、といったことが挙げられ、そのためには、今後、エコラベルの認証、地域ブランド確立が要検討である。具体的には、“銀聖サケ（地域）ブランドの拡充”、“（アザラシ捕食から生き延びた）幸運のサケ”などのアイデアが挙げられた。

漁業者を含む各ステークホルダー(利害関係者)は、「未来の世代が継続して活用できるように漁業資源を保全する」ことの重要性に、現在では必ずしも気づいていないと推定された。漁業資源を適切に管理しながら持続的に利用して行くためには、各地域の漁業協同組合や自主的な漁業種組織などが、それぞれ主導する効率的な漁業管理をより実行して行くことが重要であると考えられた。

### 5. 本研究により得られた主な成果

## (1) 科学的意義

サブテーマ1)では、これまでmtDNAのみでしか行われてこなかった北海道（北方四島を含む）ゼニガタアザラシの集団遺伝構造解析を、mtDNA、マイクロサテライトの両者を利用して行った。その結果、襟裳とそれ以外の地域で遺伝的集団が異なる可能性が高く、北海道（北方四島を含む）のゼニガタアザラシは、雌雄ともに襟裳とそれ以外の地域で遺伝的交流が少ないことが明らかになった。また、ゼニガタアザラシに発信機を装着して移動範囲を調べた結果、移動範囲は成長段階ごとに異なるが、数十kmと非常に狭いことが明らかになった。これらのことから、今後ゼニガタアザラシ個体群の保護管理を進めるためには、襟裳と道東の2集団に分離した保護管理を提案した。

サブテーマ2)では、根室海峡～北海道南東岸(厚岸以東)沿岸海域にいたる広域において、鰭脚類を対象とした航空機センサス調査をはじめて実施した。また、えりも岬においてはじめて資源量調査を行い、ゼニガタアザラシを高次捕食者とする沿岸海洋生態系の解明に向けて、基礎的なデータを収集することができた。さらには、食物網のモデルを作成した。

サブテーマ3)では、発信機を装着した個体が、繰り返し定置網に出入りしていることを明らかにした。また、えりも岬で生体捕獲したゼニガタアザラシ5頭を、青森県営あさむし水族館に輸送し、飼育を実施した。野外でのフィールド研究に飼育下での研究結果を融合することで、漁業被害軽減に向けて本種の生態解明を進めるとともに、サブテーマ4の被害防除手法の開発に貢献した。

サブテーマ4)では、サブテーマ3)の飼育実験データをもとに、日本ではこれまで全く実施されていなかった、ゼニガタアザラシの漁業被害・混獲軽減のための漁具の改良に着手した。定置網に鉄格子を設置して物理的なアザラシの侵入阻止を試みた結果、大型個体の侵入は阻止し、被害軽減に成功した。過去40年間に蓄積された個体数調査（センサス）データを整理・解析することで、本種の分布と個体群の増加率を算出し、基礎的な生態学的パラメータを得ることに成功した。IUCNレッドデータブックにおいて、「UNKNOWN（情報なし）」とされていた千島列島から北海道東部沿岸に生息するゼニガタアザラシについて、生息状況を明らかにした。

## (2) 環境政策への貢献

## ＜行政が既に活用した成果＞

環境省の中央環境審議会における「えりも地域ゼニガタアザラシ特定希少鳥獣管理計画」の検討において、ゼニガタアザラシ個体群動態の分析結果、餌資源動態調査、および漁業被害防除策の研究成果を提示し、中央環境審議会の答申作成に貢献した。具体的には、管理計画のp3に個体群動態に関する論文成果、p7に餌資源動態の調査結果が引用されている。また、p36に被害防除策の検討結果が示されている。

環境省による「平成28年度環境省元りも地域ゼニガタアザラシ管理事業実施計画」の検討において、以下の項目に関して調査結果を提示し、計画案の作成に貢献した。1)漁業被害防除策の検討結果：20cm×20cmの格子網による被害軽減効果に関する情報を提示（元りも地域の協議会に環境省が示した実施計画案のp1に記載。）した。2)ゼニガタアザラシの個体群構造解析の結果：「元りもの個体群は閉鎖性が高い」情報を提示（同実施計画案のp4に記載。）した。

環境省のレッドリスト検討会における「環境省レッドリスト2015」の検討において、本研究によるゼニガタアザラシの個体群動態に関する基礎的情報が提示され、絶滅危惧種の再評価に貢献した。

## ＜行政が活用することが見込まれる成果＞

・環境省によるゼニガタアザラシの個体群管理に関する平成28年度事業の実施において、本研究で用いた格子網を装着することによるゼニガタアザラシの捕獲が見込まれる。

・環境省による漁業被害防除に関する平成28年度事業の実施において、本研究で効果を明らかにした格子網
の使用及び効果検証手法（水中カメラの装着等）の活用が見込まれる。

・環境省による沿岸海洋生態系調査に関する平成28年度事業の実施において、本研究の餌資源動態に関する分析結果の活用が見込まれる。

・環境省による平成28年度のタコ漁被害の実態調査において、本研究のゼニガタアザラシ摂餌量推定の結果の活用が見込まれる。

### 6. 研究成果の主な発表状況

## (1) 主な誌上発表

## <査読付き論文>

1）小林由美、風呂谷英雄、石川恭平、桜井泰憲：野生生物保護14(1・2):53-60（2013）北海道東部厚岸湾におけるアザラシ類による漁業被害-漁業者アンケートの解析

2) Y. KOBAYASHI, T. K4-1RIYA, J. CHISHIMA, K. FUJII, K. WADA, S. BABA, T. ITOO, T. NAKAOKA, M. KAWASHIMA, S. SAITO, N. AOKI, S. HAYAMA, Y. OSA, H. OSADA, A. NIIZUMA, M. SUZUKI, Y. UEKANE, K. HAYASHI, M. KOBAYASHI, N. OHTAISHI and Y. SAKURAI: Endangered Species Research 24(1): 61-72 (2014) http://dx.doi.org/10.3354/esr00553

Population trends of the Kuril harbour seal Phoca vitulina stejnegeri from 1974 to 2010 in southeastern Hokkaido, Japan

## <査読付論文に準ずる成果発表>

特に記載すべき事項はない。

## くその他誌上発表(査読なし)>

1）小林由美、小林万里、桜井泰憲、藤森康澄、駿河秀雄、成ケ沢重一、白石智泰、石川昭：えりも研究11：31-34（2014）

「秋サケ定置網におけるマンボウMola spp.を中心とした海洋生物の偶発的捕獲」

2）三谷曜子：鰭脚類の回遊行動と食性．日本水産学会漁業懇話会報 63:1-3（2014）

3）小林由美、増淵隆二、蔵本洋介、藤森康澄、駿河秀雄、成ケ沢重一、白石智泰、小林万里、桜井泰憲、石川昭：えりも研究12:15-19（2015）

「秋サケ定置網における海洋生物の偶発的捕獲2014」

4) Y FUJIMORI: Second Interim Report of ICES-FAO Working Group on Fishing Technology and Fish Behaviour (WGFTFB) / ICES WGFTFB REPORT, 102–103 (2015)

“Coexistence of Fishery and Harbor Seal along the Coast of Hokkaido, Japan”

5）小林由美：(社)水産資源・海域環境保全研究会（CoFRaME）メールマガジン第42号，1-3（2015）「希少種で観光資源かつ害獣であるゼニガタアザラシの管理」

## (2) 主な口頭発表 (学会等)

1）磯野岳臣、米田豊、和田昭彦、服部薫、山村織生: 哺乳類学会大会（2013）「上陸場モニタリングシステムにより確認されたトド焼印個体の滞留と移動」

2）山村織生:横浜国立大学公開コロキウム「減る水産物、増える海獣」(2013)「絶滅危惧種から外れたトドの未来」

4) Y. MITANI, T. HAKUMAN, K. SAKAGUCHI and K. MIYASHITA: International Symposium "Dolphin acoustics, behavior and cognition", Shizuoka, Japan (2014)

“Feeding ecology and foraging behavior of harbor seal (Phoca vitulina) in-situ and ex-situ: Systematic conservation and management planning for the coexistence of harbor seals and fisheries along the coast of Oyashio.”

5）小林万里：ゼニガタアザラシンポジウム（環境省主催）、招待講演（2014）「ゼニガタアザラシとは？—えりも地域を例に—」

6）桜井泰憲：ゼニガタアザラシンポジウム（環境省主催）、招待講演（2014）
「えりも地域におけるゼニガタアザラシの保護管理の課題について」

7）小林由美、桜井泰憲、藤森康澄、小林万里：平成26年日本水産学会春季大会（2014）「北海道東部元りも岬の秋サケ定置網におけるゼニガタアザラシの食害」

8）服部薫、磯野岳臣、山村織生:日本哺乳類学会 2014年度大会（2014）「北海道日本海沿岸におけるトドの来遊状況の変化」

9) 磯野岳臣、服部薫、山村織生: 日本哺乳類学会 2014年度大会（2014）「上陸場自動撮影システムによるトド焼印個体の出自」

10) E. A. SWEKE, R. OKAZAKI, Y. KOBAYASHI, M. MAKINO and Y. SAKURA: Annual Meeting: Scientific program– PICES – North Pacific Marine Science Organization(2014)

“Social–ecological studies towards integrated management of local fisheries in the North–Eastern Hokkaido, Japan”

11) 白曼大翔、葛西広海、田中寛繁、山村織生、小林万里、宮下和士、三谷曜子: 平成26年度日本水産学会北海道支部大会 (2014)

「ヒゲの安定同位体比分析によるゼニガタアザラシの食性履歴の推定」

2) K. HATTORI, T. ISONO and O. YAMAMURA: Marine Mamals of the Holarctic 2014 (2014) "Decadal change of spatial distribution of wintering Steller sea lions around Hokkaido Island, Japan"

13) 服部薫、磯野岳臣、山村織生:2014年度勇魚会シンポジウム(2014)「北海道におけるトドの分布と資源」

14) 山村織生、服部薫、磯野岳臣、浅見大樹: 第45回北洋研究シンポジウム(2015)「2000年代におけるトド来遊動向の変化」

15) 小林万里: 第45回北洋研究シンポジウム(2015)「アザラシ類の生態変化に伴う漁業への影響」

16）山村織生、服部薫、磯野岳臣：2015年日本水産学会春季大会（2015）「襟裳岬ゼニガタアザラシ上陸場近傍における底魚類の種組成と季節変化」

17) 藤森康澄、川本雄平、小林由美、伊藤遼平、桜井泰憲、三谷曜子、蔵本洋介、関口泰治：2015年日本水産学会春季大会（2015）

「北海道えりも地域のサケ定置網におけるゼニガタアザラシによる食害防除を目的とした漁具改良の検討」

18) 越智洋介、山崎慎太郎、伊藤遼平、川本雄平、藤田薫、藤森康澄、桜井泰憲:2015年日本水産学会春季大会(2015)

「音響カメラを用いた定置網内でのゼニガタアザラシの行動観察の試み」

19) 三谷曜子、阪口功喜、小林万里、中野江一郎:2015年日本水産学会春季大会(2015)「ゼニガタアザラシ腸内容物のDNA分析による餌生物推定」

20) T. HAKUMAN, T. HORIMOTO, H. KASAI, H. TANAKA, O. YAMAMURA, M. KOBAYASHI, K. MIYASHITA and Y. MITANI: Vth International Wildlife Management Congress, Sapporo, Japan (2015) "Stable Isotopes In Harbor Seal Whiskers As Indicators Of Seasonal Feeding Patterns"

21) Y. FUJIMORI, Y. OCHI, S. YAMAZAKI, K. FUJITA, R. ITOO, Y. KAWAMOTO, Y. KOBAYASHI and Y. SAKURAI: Non-Visual Observation of Marine Mammals Using Innovative Technology, Session37, Vth International Wildlife Management Congress, Sapporo, Japan (2015)

“Under water Observation of Harbor Seal Behavior in a set net Using an Underwater camera and Acoustic Sonar”

22) Y. KOBAYASHI: Migration and Distribution of Pinnipeds in Japanese–Russian Waters, Round Table Round Table46, Vth International Wildlife Management Congress, Sapporo, Japan (2015) "Harbor Seals in Hokkaido, Japan"

23) Y. FUJIMORI, Y. OCHI, S. YAMAZAKI, K. FUJITA, R. ITOO, Y. KAWAMOTO, Y. KOBAYASHI. and Y. SAKURAI: A New Strategic Plan for Management of The Kuril Harbor Seal Aiming at the Coexistencw wetween the Seals and Local Fisheries in Erimo Area, Southern Hokkaido, Round Table84. Vth International Wildlife Management Congress, Sapporo, Japan (2015)

“Under water Observation of Harbor Seal Behavior in a set net Using an Underwater camera and Acoustic Sonar”

24) O. YAMAMURA, T. KITAKADO, K. HATTORI and T. ISONO: Vth International Wildlife Management Congress, Sapporo, Japan (2015)

“Management of Steller sea lion on the western coast of Hokkaido Island, Japan”
25) M. MIZUNO, M. KOBAYASHI, T. SASAKI, T. HANEDA. and T. MASUBUCHI: Vth International Wildlife Management Congress, Sapporo, Japan (2015)

“Mitochondrial DNA of Japanese Harbour Seal(Phoca vitulina stejnegeri) reveals their unique colonisation history in Pacific”

26) 山村織生、小岡孝司：2015年水産海洋学会研究発表大会(2015)「北海道南東沿岸域における底生魚類群集構造」

28) S. KATAYAMA, K. MIYASHITA and Y. MITANI: 21st Biennial Conference on the Biology of Marine Mammals, The Hilton San Francisco, San Francisco, USA (2015)

“Overlap of juvenile harbor seals ( $ Phoca\ vitulina $ ) foraging areas and salmon fishing grounds around Cape Erimo, Japan”

29）伊藤遼平、藤森康澄、小林由美、桜井泰憲、三谷曜子、蔵本洋介：H28年度日本水産学会春季大会（2016）

「北海道襟裳地域のサケ定置網内におけるゼニガタアザラシとサケの行動観測」

30）三谷曜子・宮下和士・山本潤・片山誓花・小林万里：H28年度日本水産学会春季大会（2016）

「VPS 測位システムによるゼニガタアザラシの行動追跡 〜北海道襟裳岬のサケ定置網周辺への出現〜」

31) O. YAMAMURA, K. HATTORI and T. ISONO: ESSAS Annual Science Meeting (2016)

“Management of Steller sea lions off the western coast of the Hokkaido Island: mitigating the threat to the sustainability of local fishery”

### 7. 研究者略壓

課題代表者:桜井 泰憲

北海道大学大学院水産科学研究科博士課程修了、水産学博士、現在、北海道大学名誉教授、函館頭足類科学研究所 所長

研究分担者

1) 小林万里

北海道大学獣医学部卒業、博士(獣医学)を取得、現在、東京農業大学生物産業学部教授

2) 山村 織生

北海道大学大学院水産科学研究科博士課程修了、水産学博士、現在、国立研究開発法人水産総合研究センター

## 3 ) 宮下 和士

北海道大学水産学部卒業、北海道大学大学院水産科学研究科修了、東京大学大学院農学生命科学研究科修了、博士（農学）取得、海洋水産資源開発センター職員、北海道大学水産学部助教授、現在、北海道大学北方生物圏フィールド科学センター教授

## 4 ）三谷 曜子

総合研究大学院大学数物科学研究科博士課程修了、博士（理学）、現在、北海道大学北方生物圏フィールド科学センター准教授

## 5 ）山本潤

北海道大学大学院水産科学研究科博士前期課程修了、博士（水産科学）、現在、北海道大学北方生物圏フィールド科学センター助教

## 6 ) 藤森 康澄

東京水産大学漁業生産学科卒業、水産学博士、現在、北海道大学大学院水産科学研究院教授
4-1301 親潮沿岸域のゼニガタアザラシと沿岸漁業の共存に向けた保護管理手法の開発

（１）移動生態と遺伝的交流の有無による個体群構造と地域特性の解析

学校法人東京農業大学生物産業学部アクアバイオ学科水産資源管理学研究室

小林万里

平成25（開始年度）～27年度累計予算額：42,215千円（うち平成27年度：14,040千円）

予算額は、間接経費を含む。

## [要旨]

本研究では、遺伝様式および遺伝速度の異なる2つの遺伝子、ミトコンドリアDNA(以下、mtDNA)とマイクロサテライトを使い、北海道のゼニガタアザラシの集団遺伝構造をその歴史的背景、近年の個体数変動、雌雄の生活様式（定着性の違いなど）を考慮し解明することを目的とした。

サンプルには、北海道（北方四島を含む）のゼニガタアザランの主要繁殖上陸場を含む4地域、襟裳、厚岸、浜中、根室の定置網で混獲、捕獲または漂着した個体の筋肉を用いた。mtDNAの分析の結果、16のハプロタイプが検出され、そのうち4タイプは襟裳とその他の道東地域（厚岸、浜中、根室）の両方で確認され、1地域からしか見られない地域特異的ハプロタイプも9タイプが検出された。mtDNAのハプロタイプ多様度および塩基多様度は襟裳で両指標とも低く、過去に長期のボトルネック後、集団が回復していないことを示唆した。道東地域では、ハプロタイプ多様度は高いが塩基多様度が低く、ボトルネック後に一斉放散した集団であることを示唆した。一方、マイクロサテライト解析の多様度は地域ごとに有意差が見られなかったことから、各集団内で自由交配していることを示した。

遺伝的分化係数はmtDNA、マイクロサテライトともに襟裳とそれ以外の地域で異なっていたことから、北海道のゼニガタアザラシは、雌雄ともに襟裳と道東地域で行き来が少ないことが明らかになった。

また、ゼニガタアザラシに発信機を装着して移動範囲を調べた結果、移動範囲は成長段階ごとに異なるが、数十kmと非常に狭いことが明らかになった。

これらのことから、北海道のゼニガタアザラシは、襟裳とそれ以外の地域で遺伝的に異なる集団であるため、両地域は別々に管理するべきだと考えられた。

## [キーワード]

ゼニガタアザラシ、ミトコンドリアDNA、マイクロサテライト、歴史的背景、集団遺伝構造

### 1. はじめに

## （1） 歷史的背景

ゼニガタアザラシ（ハーバーシール Phoca vitulina）はバルト海から日本を含む北半球全域に生息する半水棲の動物である(図(1)-1-1)。450万年前にグリーンランド海およびバレンツ海間で
Halichoerus属、Pusa属およびPhoca属の共通祖先から分岐して $ ^{1)} $ 大西洋に最初に定着した後、ベーリング海峡を通って太平洋に移入し、170～220万年前に海水と大陸氷河が形成されてベーリング海峡が封鎖されると、大西洋集団と太平洋集団の交流がなくなり、遺伝的に大きく分化したと考えられる $ ^{2)} $ 。

図(1)-1-1 ゼニガタアザラシ（Phoca vitulina stejnegeri）の主要繁殖上陸場を含む4地域. サンプルは各地域から採集

その後、ゼニガタアザラシが太平洋に移入後どのように分布を広げたかには諸説ある。

Stanleyら $ ^{2)} $ は、初めてゼニガタアザラシの全生息域における系統関係を明らかにした。日本を含む北西太平洋の集団は太平洋の中でも初期に定着した基盤集団であり、太平洋ゼニガタアザラシは西から東方向に分布を広げたことを示唆した。Burgら $ ^{3)} $ も同様に、日本集団はベーリング海を通って太平洋に移入した基盤集団の1つとしたが、ワシントン州の一部の集団も同時に移入したとし、さらにその後東太平洋において分布域は南下したことを示唆した。

Westlake and O'Corry-Crowe $ ^{4)} $ は、東太平洋のゼニガタアザラシの方が西太平洋のゼニガタアザラシよりも系統群数が多いことから、本種は、初期に東方向に定着し、その後から西へ広がり日本には後期に定着した仮説を提唱した。

このように、日本とその他の地域のゼニガタアザラシの系統関係にはさまざまな仮説が混在しており、近年の研究では $ ^{4} $ 、日本のゼニガタアザラシにはいくつかの系統群があることが示唆されている。さらに、先行研究 $ ^{2,3,4,5} $ の中では、DNAの抽出領域も混在している。

## （２）北海道内における集団遺伝構造

ゼニガタアザラシは鰭脚類の中で最も広い分布域を持ち、その広さは北半球1万6千kmにも及ぶ。本種は、長距離遊泳が可能であるにも関わらず、休息、換毛、出産および子育てを同じ上陸岩礁で行い、定住性が高く、他の哺乳類と同様にオスよりもメスで定住性が高いことが知られている。

日本に生息するゼニガタアザラシ（Phoca vitulina stejnegeri）は1亜種であり、北海道からロシアのコマンドル島まで生息する集団を示す $ ^{6} $ (図(1)-2-1)。北海道には、ゼニガタアザラシの上陸場が襟裳、厚岸、浜中および根室（図(1)-2-1）の4地域に11か所が存在し、そのうちの8か所が繁殖上陸場として知られている。中でも、襟裳はゼニガタアザラシの西太平洋における生息域最南端
であり、北海道でも最大の繁殖上陸岩礁で2010年には上陸頭数403個体が確認されている $ ^{7} $ 。襟裳から最も近い生息域は厚岸で、襟裳からは直線距離で150km離れている。厚岸には、襟裳に次いで2番目に上陸頭数が多い大黒島があり、2010年の調査で169個体が確認されている $ ^{7} $ 。厚岸から根室地域にかけては複数の上陸場が存在しており、地域ごと（厚岸—浜中、浜中—根室）では、それぞれ直線距離で約30kmずつ離れている $ ^{8} $ 。他の地域のゼニガタアザラシと同様に、日本のゼニガタアザラシのメスはオスよりも繁殖場に対する執着が強く、毎年同じ岩礁で出産していることが報告されている $ ^{9} $ 。

図(1)-2-1 北海道におけるゼニガタアザラシ（Phoca vitulina stejnegeri）の分布域（右上）と主要繁殖上陸場を含む4地域：襟裳、厚岸、浜中および根室．黒丸は上陸場11ヶ所を、赤丸は既知の繁殖上陸場および2010年の繁殖期に観察された個体数を示す $ ^{7)} $

オスに偏った遺伝子流動は、陸上および海棲ほ乳類では一般的であり、東太平洋ゼニガタアザラシでも報告されている。一方、定住性の高いメスでは遺伝子流動が少ないため、通常母型列で遺伝するミトコンドリアDNAの方が、両親から遺伝するマイクロサテライトよりも集団の細分化が起こりやすい $ ^{3,10} $ 。しかしながら、ゼニガタアザラシの遺伝研究の中には、両遺伝マーカー共に同様の集団の遺伝的分化を示すものもあり、この定説に沿わないことがある $ ^{2,11,12,13} $ 。ゼニガタアザラシの定住性の臨界距離は300-500kmといわれているが $ ^{14} $ 、集団の中には300km以内で明確な遺伝的分化を示す場合もある $ ^{12,14} $ 。地域で定住性の違いがある要因として、歴史的な氷期の氷による集団の分断および孤立と近年の個体数の減少が考えられている $ ^{14,15,16} $ 。

このように、雌雄で分散形式に違いがある海棲ほ乳類で集団遺伝を調べるには、両遺伝マーカーを使用することが重要である。しかしながら、日本のゼニガタアザラシでは各遺伝子を使用した研究はまだ行われていない。

北海道のゼニガタアザラシは、現在の集団に影響するような大きな個体群の増減を過去に2度経験している。一つは、数百万年前に起こった歴史的イベントで、最終氷期に氷が北太平洋沿岸を覆い、季節的海氷が襟裳付近まで南下し集団が分断されたことである。二つめに、日本のゼニガタアザラシは、1940年代以降に毛皮を目的とする乱獲や、藻場を増幅のための上陸場の爆破による
り 1970年代までに個体数が激減し、絶滅の危機に瀕した。1980年代以降、個体数は回復し、現在は1,000頭以上が北海道に生息していると言われている。これら近年の個体数変動もまた現在の集団遺伝に影響していると考えられる。

ミトコンドリアDNA（mtDNA）と比較して、マイクロサテライトは進化速度が速く近年の個体数変動を研究するのに適している。しかしながら、過去に日本のゼニガタアザラシの遺伝を調べた研究では、mtDNAのチトクロムb領域を使用したものがあるのみである。この研究では、襟裳と厚岸地域で共通ハプロタイプがなかったことから、日本のゼニガタアザラシは南（襟裳）と東（厚岸、浜中、根室）の2集団に分かれ、これら集団間で遺伝子流動がないことを示唆した $ ^{5)} $ 。しかしながら、この研究ではいくつかの地域はサンプル数が極めて少なく、べての繁殖上陸場を含む地域のサンプルを使用していない。また、変異の比較的少ないmtDNAのチトクロムb領域を使用している。

## （３）北海道本土における混獲個体の回収および発信機装着調査

ゼニガタアザラシは長距離遊泳能力が可能でありながらも、繁殖期には同じ上陸場に戻る回帰性の高い動物であることがわかっている。衛星発信機追跡及び電波発信機追跡では当歳獣で26.7km、1歳以上で22.6kmと報告されている。また、別の衛星発信機追跡結果からは、本亜種の行動距離は、上陸場から平均19.31kmであり、主に上陸場から近い海域で採餌していることが報告されている。北方四島でゼニガタアザラシの繁殖が確認されていること、さらに、北方四島の歯舞群島のハルカリモシリからと道東の最東のユルリ・モユルリ間の直線距離は、40kmほど離れている。このことから、タグ等調査等で北方四島のアザラシが両島間を行き来している事実はあるものの、遺伝的に道東の集団と遺伝的に独立している可能性が考えられる。さらに、道東全域においても、各地域の中心的な上陸場間の距離は、それぞれ20km以上離れており、繁殖集団は分離している可能性もある。

## 2 ．研究開発目的

## （1） 歷史的背景

過去の太平洋ゼニガタアザラシの系統の混乱は、日本の個体群を1集団として扱っていたことによるものと考えられる。そこで、他地域の先行研究と同様に、mtDNAの調節領域を使用して解析し、太平洋における日本のゼニガタアザラシの遺伝的な系統から見た集団の位置を明確にすることを目的とした。

## （２）北海道内における集団遺伝構造

日本のゼニガタアザラシの集団遺伝をmtDNAとマイクロサテライト両マーカーを使用することにより、分化の歴史、1970年代の個体数減少及び遺伝子流動の雌雄差を考慮し、現在の集団構造を研究することを目的とした。

## （３）北海道本土における混獲個体の回収および発信機装着調査

発信機装着による移動生態を明らかにして、両者により地域特性を把握することを目的とした。
## 3 ．研究開発方法

## 材料と方法

## （1） 歷史的背景

## 1 ）サンプル

サンプルは主要繁殖上陸場を含む全4地域；襟裳（n=50）、厚岸（n=50）、浜中（n=28）、根室（北方四島の個体を含む）（n=50）（図（1）-1-1）、サケ定置網漁で混獲された個体および漂着個体の筋肉サンプル、またはタグ付けの際回収された皮膚片を使用した。サンプルは抽出されるまで70%エタノールで保存した。

## 2 ）DNA抽出、PCRおよびシーケンシング

Green and Sambrook（2012）に従い、フェノール・クロロホルム法を用いてDNA抽出を行った後作成した2つのプライマーPvsF（5'-GTACTCATACCCATTGCCAGC-3'）とPvsR（5'-GCGCGGAGGCTTGCATGTAT-3'）を使用してmtDNAの調節領域全域を増幅した。PCRはDNAテンプレート1.0μl、10X buffer 2.5μl、dNTP(0.2mM)2.0μl、Taq polymerase (5U/μl) 0.1μl、フォワードおよびリバースプライマーそれぞれ1.25μl（1mM）ずっとMili-Q water 16.9μlを含む25μl反応液で行い、94°C,5分で熱処理後、94°C、1分、63°C、72°C1分半を30サイクル繰り返す条件で行った。PCR産物は電気泳動後アガロースゲルで増幅を確認し、BigDye terminator cycle sequencing kit v3.1（Applied Biosystem）を用いて配列決定した。その際、PCRで使用した際と同様のフォワードプライマーと新しく作成したリバースプライマーPvsFR（5'-GTAACGTAACTATGTCCCGC-3'）を使用して配列を両側から読んだ。配列の編集およびCLUSTALWを使ったアラインメントには、MEGA6 $ ^{20)} $ を使用した。

## 3 ）解析

### a. 遺伝的多様度

サンプルを採取した4地域の遺伝的多様度を比較するために、ハプロタイプ数（Ns）、ハプロタイプ多様度（H）と塩基多様度（ $ \pi $ ）をArlequin version 3.5.1.2 $ ^{17)} $ を用いて算出した。

### b. 地域間での遺伝的分化

地域間での遺伝的分化を評価するため、Arlequin version 3.5.1.2 $ ^{17)} $ を用いてペアワイズFst値を算出した。

### c. 系統樹

日本産ゼニガタアザラシのハプロタイプとその他の地域のハプロタイプの系統関係を検討するため、GENBANKに登録されている既存の太平洋および大西洋ゼニガタアザラシのmtDNAの調節領域を使用して系統樹を作成した。

これまでに登録されている配列は、ほとんどが本研究で得られた配列よりも短く、情報が少なかったため、登録された配列の中でも最も長い調節領域を持つStanley $ ^{2)} $ のデータを使用した（GenBank accession numbers: U36342-U36375）。最適な塩基置換モデルおよび系統樹の作成はMEGA 6 $ ^{20)} $ を用いて行い、Baysian Information Criteion（BIC）をもとにBICの値が最も低かったK2+G+Iモデルを選択、使用しMaximul Likelihood（ML）法で系統樹を描いた。

### d. Median-joining network

日本のゼニガタアザラシの分布パターンおよび他地域のハプロタイプとの関係を検討するため、median-joining（MJ）法でネットワークを作成した。図の作成にはNetwork 4.6.1.3 $ ^{18)} $ を使用し、各
パラメータは初期設定で行った（epsilon=0 and weight=10）。日本以外のデータは系統樹と同様Stanleyら $ ^{2)} $ の配列を使用した。

### e. 地域間でのクレードの割合の比較

地域ごとの各クレードの割合を比較するため、R-studio（version 0.99.484.）を使用した。

### f. 個体数の歴史的変化

過去の個体数の変動を調べるため、ミスマッチ解析を行った。ミスマッチ分布は、それぞれの個体のもつハプロタイプ同士の違いを頻度分布で表したもので、解析にはArlequin version 3.5.1.2 $ ^{17)} $ を用いて行った。予測値と観測値の当てはまりの良さはsum of squared deviation（SSD）およびHarpending's raggedness index（Hrag）を用いて検証した。

## （２）北海道内における集団遺伝構造

## 1 ）ミトコンドリアDNA

### a. サンプルとmtDNAマーカー

遺伝的多様性を比較するため、比較的変異の多いmtDNAの調節領域を使用した。

サンプルは主要繁殖上陸場を含む4地域全ての個体を含む178個体分使用した（襟裳（n=50），厚岸（n=50），浜中（n=28）と根室（n=50）、図（1）-1-1）。サンプルには、サケ定置網漁で混獲された個体および漂着個体の筋肉サンプル、または生体捕獲でタグ付けの際に回収された皮膚片を使用した。サンプルは、抽出されるまで70%エタノールで保存した。

### b. DNA抽出、PCRおよびシーケンシング

Green and Sambrook $ ^{19)} $ に従い、フェノール・クロロホルム法を用いてDNA抽出を行った後、mtDNA調節領域全域を作成した2つのプライマーPvsF（5'-GTACTCATACCCATTGCCAGC-3'）とPvsR（5'-GCGCGGAGGCTTGCATGTAT-3'）を使用して増幅を行った。PCRはDNAテンプレート1.0μl、10X buffer 2.5μl、dNTP（0.2mM）2.0μl、Taq polymerase（5U/μl）0.1μl、フォワードおよびリバースプライマーそれぞれ1.25μl（1mM）ずっとMili-Q water16.9μlを含む25μl反応液で行い、94°C、5分で熱処理後、94°C、1分、63°C、72°C1分半を30サイクル繰り返す条件で行った。PCR産物は、電気泳動後にアガロースゲルで増幅を確認し、BigDye terminator cycle sequencing kit v3.1（Applied Biosystem）を使用して配列を決定した。その際、PCRで使用した際と同様のフォワードプライマーと、新しく作成したリバースプライマーPvsFR（5'-GTAACGTAACTATGTCCCGC-3'）を使用して配列を両側から読んだ。配列の編集およびCLUSTALWを使ったアラインメントにはMEGA6 $ ^{20)} $ を使用した。

## 2 ）解析

### a. 地域ごとのハプロタイプ頻度

各ハプロタイプの割合を地域で比較するため、R-studio（version 0.99.484.）を使用して地図上に割合をプロットした。

### b. 遺伝的多様度

遺伝的多様性の指標としてハプロタイプ数（Ns）、ハプロタイプ多様度（H）と塩基多様度（ $ \pi $ ）をArlequin version 3.5.1.2 $ ^{17)} $ を用いて算出し、地域間でその違いを比較した。

### c. 集团の分化

地域間で遺伝的分化の有無を調べるため、Arlequin version 3.5.1.2 $ ^{17)} $ を用いてペアワイズFst値を
算出した。

## 3 ）マイクロサテライト

### a. マイクロサテライト解析・核DNA遺伝子型決定

計102個体の9遺伝子座について解析を行った。使用したマイクロサテライト遺伝子座およびプライマーは、Pvc19、Pvc78, Pvc30 $ ^{21} $ 、SGPV16、SGPV11 $ ^{11} $ 、Hg3.7, Aa4 $ ^{22} $ 、SGPV9 $ ^{24} $ 、そしてM11A（unpublished data by Rus Hoelzel referred in Gemmell $ ^{22} $ ）の9遺伝子座で、PCRの温度設定は各論文に従って行った。各プライマーの5'末端に、FAM、TET、HEXもしくはNEDのいずれかで蛍光標識をした。

### b. マイクロサテライト多型解析

## i．遺伝子型決定および検証

アリルドロップアウト、ヌルアリル、およびスタッターバンドなどのスコアリングエラーの有無は、MICROCHECKER 2.2.3. $ ^{23)} $ を用いて行った。

## ii．遺伝子多様度

ハーディーワインベルグ平衡（HWE）および連鎖不平衡からの逸脱の検定はGENEPOP $ ^{25)} $ を使用し、有意差はsequential Bonferroni correctionで補正した。遺伝的多様度の検討にはARLEQUIN $ ^{17)} $ を使用し、指標として各集団における平均対立遺伝子数（mean number of allele (MNA)）、対立遺伝子多様度（Allelic richness (AR)）、ヘテロ接合体の観察値（observed heterozygosity (Ho)）、および期待値（expected heterozygosity (He)）を求めた。各集団内で近親交配によるヘテロ接合度の減少の度合いを調べ、自由交配しているか調べるため、FSTAT $ ^{26)} $ を用いて近郊係数（inbreeding coefficient (FIS)）を算出した。

### iii. 個体群分化

地域で遺伝的分化があるか確認するため、Arlequin version 3.5.1.2 $ ^{17)} $ を用いてペアワイズRst値をArlequin version 3.5.1.2 $ ^{17)} $ を使用し算出した。

北海道のゼニガタアザラシの個体群分化について詳細を調べるため、STRUCTURE 2.3.4 $ ^{27)} $ を用いてベイズ法を使ったクラスター解析を行い集団数の推定をした。STRUCTUREの設定は、burn-in periodおよびMorkov chain Monte Carlo（MCMC）simulationをそれぞれ100,000と1,000,000に設定した。また、admixture model with correlated allele frequenciesを使用し、サンプルの採取地を初期値として与えた(LOCPRIOR)。値Kは、1から5まで変化させて、解析は各Kで10回ずつ繰り返した。Evannoら $ ^{28)} $ に従い△Kが最も大きいときのKを集団数として採用した。

## （３）北海道本土における混獲個体の回収および発信機装着調査

厚岸地域の白糠漁協から厚岸漁協、および浜中地域の散布漁協と浜中漁協の全7箇所においては、2013年～2015年の5月15日～11月の春定置網および秋定置網で、さらに根室地域の落石漁組と根室漁協、納沙布地域の歯歯舞漁組の3箇所には、9月～11月の秋定置網において、ゼニガタアザラシの混獲があれば連絡を頂き、回収した（図(1)-3-1）。

死亡個体は、外部計測の後に遺伝子用サンプリングを行った。生きた個体においては、麻酔処理を施し、外部計測後に発信機（Wildlife Computer MK-10AF）を装着して放獣した。麻酔薬は体重に応じて塩酸メデトミジン（ドミトール、日本全薬工業株式会社）が1kg当り60μg、塩酸ケタミン（ケタミン注10％「フジタ」、フジタ製薬株式会社）が、1kg当り3mgになるように混合し