hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
グローバル化に対応する探究的な課題学習を通した数学的コンピテンシーの育成

(2)Math A-lympiadeの国内予選と国際本選に参加し、そこでの課題をもとにパフォーマンス評価の枠組みを作成した。(1)に関しては、附属高校第1学年と第2学年において探求的な課題を開発し、公開授業を行った。第1学年では、数学Iのデータの分析の単元で、心拍数を測定して健康管理を行う課題を実施した。第2学年では数学IIのベクトルの単元で、ケーキの分割課題を実施した。(2)に関しては、11月23日にMath A-lympiadeの国内予選を実施し、3月9-10日に国際本選に参加した。予選は4チーム16名が参加し、オランダでの本選には4名1チームが参加した。今年度は本選で本校のチームが3位(銅メダル)に初入賞を果たした。これら2つの大会で生徒が協同で取り組んだ探求的な課題解決のレポートを評価する枠組みを開発し、附属高等学校数学科教員とともに評価を行った。これまで3年間の累積的な取り組みを通して、最初は現実的数学教育に慣れていなかったが、授業での探究的課題学習やコンテストの継続的な取り組みも平常化し、グローバル化を推進しようとする他の高等学校に対してそのモデルを示すことができた。教育のグローバル化やキーコンピテンシーの育成が喫緊の課題となる中で、高等学校数学科での探究的な課題学習の在り方を提言するために、代表者が学校長である金沢大学附属高等学校数学科と協働し,次の3つの課題に取り組んだ.(1)数学科においてグローバルな社会課題を用いて探究的な授業実践を行った.(2)オランダのユトレヒト大学が実施する「数学A-lympiad」の予選と本選に東アジアから初参加し,3位に入賞した.また,米国COMAPが主催する「国際数学モデリングチャレンジ」にも日本から初参加した.(3)「オランダ教育測定研究所」(Cito)による全国最終試験問題を分析し多元的評価指標の開発を行った.次年度はA-lympiadの予選と本選に確実に参加するとともに,国際数学モデリングチャレンジにも引き参加するとともに,参加チーム数も増やせるように試みる.次年度も金沢大学の支援で国内予選と本選に1チームを派遣する予定である。こうして、探究的な数学コンテストについて実績を重ねることを通して、グローバル化をめざす探究的な課題開発の枠組みとその評価枠組みについて、更に精緻なシステムの構築が期待される。数学教育学次年度のA-lympiad本選に参加する生徒数の引率教員を増やすため.金沢大学がユトレヒト大学より数学A-lympiadコンテストの日本幹事校になることを了承し、大学として生徒の本選出場のための旅費の一部を支援してくれたため、当該年度の旅費を一部のみ使用することで計画の遂行が可能となった。繰り越した金額を国外旅費に充てる.当初の研究計画では、数学A-lympiad本選参加は本年度1回を予定していたが、次年度にも生徒を本選に出場する際の教員の引率費用に充てることこする。
シロアリ腸内原生生物群集の遺伝資源の開拓と水平伝播した遺伝子に関する研究

異種生物間の遺伝子の水平伝播、特に多様な代謝・機能を有する細菌から真核生物への水平伝播は、新しい機能や代謝の獲得など生物の適応進化に極めて重要な役割を果たしてきたと考えられている。本課題では、シロアリ腸内の共生微生物群集を題材として、群集中の原生生物が細菌から水平伝播で獲得した遺伝子群を同定して解析し、遺伝子水平伝播が腸内の原生生物の適応進化に果たした役割を考察することを目的とする。昨年度までに、ヘミセルロースの分解関連遺伝子や解糖系酵素遺伝子群に加え、non-phosphorylating glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPN)遺伝子が細菌から水平伝播で獲得したものであることを見出し、分子系統学的にも確認した。今年度は、GAPN遺伝子特異的なPCRプライマーを用い、オオシロアリの共生原生生物を顕微鏡下でマイクロマニピュレータ装置を利用して、単一細胞で分取して、RT-PCRにより遺伝子が由来する原生生物種の同定を実施した。その結果、オキシモナス目の原生生物種が細菌由来のGAPN遺伝子を有していることを明らかにした。GAPNは、NADPをNADPHに還元してglyceraldehyde-3-phosphateから3-phosphoglycerateを生成する酵素である。NADPHは細胞成分の生合成に必須であり、セルロース分解で生じる糖を利用する解糖系の一部反応をバイパスすることで、NADPHを必要量供給すると考えられた。難培養のオキシモナス目原生生物の代謝能は未解明であるが、腸内の原生生物で発現する遺伝子群の中に、一般の微生物のNADPHの生成に重要とされるペントースリン酸経路酵素遺伝子群はほとんど認められず、細菌からの遺伝子水平伝播の意義を考察することができた。本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。異種生物間の遺伝子の水平伝播、特に多様な代謝・機能を有する細菌から真核生物への水平伝播は、新しい機能や代謝の獲得など生物の適応進化に極めて重要な役割を果たしていると考えられている。異種生物が共生する生態系では、密接な関係である程遺伝子水平伝播が高頻度に生じていると予想することができるが、実証例には乏しい。本課題では、シロアリ腸内の共生微生物群集を題材として、群集中の原生生物が細菌から水平伝播で獲得した遺伝子群を同定して解析する。オオシロアリの共生原生生物群において、網羅的な発現遺伝子の配列を決定しており、シロアリ腸内共生系に特徴的な機能であるセルロースやヘミセルロースなどの木質成分の分解に関与する酵素遺伝子群、および、それらの分解によって得られる糖を利用するエネルギー代謝関連酵素遺伝子群に焦点をあてて、細菌から水平伝播により獲得したと考えられる遺伝子の検索を実施した。数多くのヘミセルロース分解に関与する遺伝群が細菌由来のものであった。エネルギー代謝関連酵素としては、既知の解糖系酵素に加え、non-phosphorylating glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPN)遺伝子が細菌から水平伝播で獲得したものであることを見出し、分子系統学的にも確認した。NADPHは細胞成分の生合成に必須であり、セルロース分解で生じる糖を利用する解糖系の一部反応をバイパスすることで、NADPHを必要量供給すると考えられ、細菌からの遺伝子水平伝播が、原生生物の共生系への適応のための意義を考察することができた。オオシロアリの共生原生生物群において、細菌から水平伝播により獲得したと考えられる遺伝子の検索を実施して、ヘミセルロースの分解関連遺伝子に加え、non-phosphorylating glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPN)遺伝子が細菌から水平伝播で獲得したものであることを見出し、分子系統学的にも確認した。GAPN遺伝子に対して特異的にPCR増幅できるプライマーを設計し、オオシロアリの共生微生物群集全体から調整したDNAまたはRNAを鋳型に、それぞれPCRまたはRT-PCRで増幅した配列を調べることで特異的な増幅を確認することができた。このプライマーを用いて、オオシロアリの共生原生生物を顕微鏡下でマイクロマニピュレータ装置を利用して、単一細胞を分取して、RT-PCRにより遺伝子が由来する原生生物種の同定を開始した。

本課題では、シロアリ腸内の共生微生物群集を題材として、群集中の原生生物が細菌から水平伝播で獲得した遺伝子群を同定して解析し、遺伝子水平伝播が腸内の原生生物の適応進化に果たした役割を考察することを目的とする。昨年度までに、ヘミセルロースの分解関連遺伝子や解糖系酵素遺伝子群に加え、non-phosphorylating glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPN)遺伝子が細菌から水平伝播で獲得したものであることを見出し、分子系統学的にも確認した。今年度は、GAPN遺伝子特異的なPCRプライマーを用い、オオシロアリの共生原生生物を顕微鏡下でマイクロマニピュレータ装置を利用して、単一細胞で分取して、RT-PCRにより遺伝子が由来する原生生物種の同定を実施した。その結果、オキシモナス目の原生生物種が細菌由来のGAPN遺伝子を有していることを明らかにした。GAPNは、NADPをNADPHに還元してglyceraldehyde-3-phosphateから3-phosphoglycerateを生成する酵素である。NADPHは細胞成分の生合成に必須であり、セルロース分解で生じる糖を利用する解糖系の一部反応をバイパスすることで、NADPHを必要量供給すると考えられた。難培養のオキシモナス目原生生物の代謝能は未解明であるが、腸内の原生生物で発現する遺伝子群の中に、一般の微生物のNADPHの生成に重要とされるペントースリン酸経路酵素遺伝子群はほとんど認められず、細菌からの遺伝子水平伝播の意義を考察することができた。本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。細菌から水平伝播で獲得したと考えられる遺伝子の検索に成果をあげ、特に、獲得遺伝子の推定機能から、その遺伝子の獲得が原生生物の共生環境への適応に果たした役割を検証可能なものとして推定することができた。さらに、その遺伝子を検出するためのツールの開発も達成し、成果も出つつある。水平伝播で獲得した遺伝子が共生環境適応に果たした役割を検証するために、まず、遺伝子が由来する原生生物を同定する。そのために、遺伝子を特異的に検出するツールを開発して適用する。特定した原生生物種を分画して活性を測定して評価する。水平伝播で獲得した遺伝子を有する原生生物種を特定した後、その原生生物種細胞を腸内共生微生物群集から遠心分画等で濃縮して、遺伝子のコードする酵素の活性、関連酵素の活性を評価する。異種での組換え酵素の発現によって活性の評価も試みる予定である。
岩石破砕機の軸トルクと所要動力に関する研究

本研究はブレ-ク型ジョウクラッシャを用い、岩石の破砕機構を解明することを目的としたので、以下本年度の新らたに得られた知見について研究実施計画にもとずいて記述する。1.科学研究費で購入した動歪測定器、ブリッジボックス及びフラットヘッドレコ-ダ(ペンレコ-ダ)を用い、軸トルクの計測とロ-タリ-エンコ-ダによる回転角速度の精密計測ならびに八角環ダイナモによる岩石破砕荷重測定等一連の計測システムを確立した。2.主軸から岩石破砕に至る偏心軸、ピットマン、動歯板の運動について機構学的に軸トルクの理論を確立させ、無負荷運転における実験値と比較検討を行った結果、本機回転数が100rpm200rpmで良く一致することが判明した。3.動歯板に加えられる岩石破砕荷重は固定歯板後部に本年度試作した軟鋼製の八角環ダイナモロ-ドセルによって容易に測定することが出来るようになり、今後の成果が期待されるようになった。4.モルタルやコンクリ-ト供試体の代りに登別産溶結凝灰岩(比重2.07平均静圧裂強度34Kg/cm^2)を直径25mm長さ50mmの円筒型試料を作製し、実験に供した。5.破砕産物の粒度分析は主にロ-ジン・ラムラ-・ベネット線図によって行ったが、本実験の設定条件下での特徴は見出し得なかった。6.岩石破砕エネルギについては、毎年軸トルクの実測結果から算出していたが、ここではフライホイ-ルの角速度変化に着目し、慣性エネルギから求める方法を見出し、従来の方法と比較検討した。その結果、両者の間には良い相関性があることが認められ、今後破砕エネルギの新しい測定方法として有効であると考えられる。ただし、角速度変化の測定には更に精度を高めることが要求される。
研究開発スピルオーバーの吸収力仮説とイノベーション、経済成長に関する実証研究

本研究は、イノベーションのスピルオーバーが企業の市場における競争と成長にどのような役割をはたしているかを理論、実証的に明らかにすることが目的である。トランスログ費用関数モデルが構築され日本の製造業に対して適用された。その結果イノベーションのスピルオーバーは、競争的な市場構造になるほど行われることがわかった。また企業の生産、利潤、費用に有意に貢献することがわかった。本研究は、研究開発のスピルオーバーに関して、吸収力仮説を考慮して分析することを目的としているが、平成25年度はその理論、実証分析でイノベーションと経済成長との関連を調べることにある。そうした点から平成25年度は、研究開発とイノベーションに関する実証分析とイノベーションと経済成長に関する分析、政府の政策に関する基礎についての研究成果が得られた。1,分析の第一として、研究開発、イノベーションとスピルオーバーに関する実証分析がおこなわれた。第一は、中西(2012)、(2013)がその研究成果である。研究開発のスピルオーバーに関する実証分析をおこなった。スピルオーバーに関して、産業内と産業間の2種類のスピルオーバーを考えることが可能になった。企業の企業価値および付加価値にプラスの貢献をすることが確認された。第二に、Yamada, Inoue (2013)では、特許のデータを使用して、特許の審査請求制度に関する分析をおこなった。企業の審査請求行動を、一種のリアルオプションととらえて、実際のデータを使用した。統計的な推定から得られたパラメータから、企業の審査請求行動が過剰になっていることを示している。2,分析の第2として研究開発および特許と経済成長に関しての分析と政府の政策に関する基礎的な分析をおこなった。ここでの分析は、第一に中西(2013)にあり、一般技術資本をつくる部門と通常の財をつくる部門の2部門の一般均衡モデルが構築されITに代表される技術の分析になっている。さらに近年の部門間賃金格差が説明されている。また第二にOkamura et. al (2013)では、政府の政策の基礎的な分析をおこなった。そこでは政府の税率の関して一種の租税競争が行われており、それを繰り返しゲームでモデル化すると、ある種の協調行動が発生し社会的に望ましい状況になるという分析である。本研究は、研究開発のスピルオーバーに関する分析を吸収力仮説の見地からおこない、特にイノベーション、経済成長に果たす役割を理論、実証分析によって解明することにある。平成25年度では、研究開発とイノベーションによる基礎的な分析が、主に現実のパネルデータを用いておこなわれた。またその際の政府の役割についても分析がなされた。今年度では、研究開発がイノベーションと経済成長についてどのような役割を果たしているか、特に一般均衡的に分析して、実証的にはシミュレーションによって明らかにしていくということが当初の課題であった。今年度の具体的な研究実績については以下により詳しく説明される。1,実際にシミュレーションを行うに当たっては、モデルの関数形の特定化が必要である。関数にはそれぞれ関数形の違いにより得られる性質も異なる。そこで中西(2014)では、代表的な生産関数、費用関数、投資関数に関しての関数形について調べその性質を明らかに整理して、シミュレーションが行えるような分析を行った。2,われわれの分析は、研究開発とイノベーション、経済成長のモデルである。そこでは、政府の政策が重要になってくる。そこでItaya,Okamura and Yamaguchi (2014), Itaya, Ikefuzi and Okamura, forthcoming,では、財政政策特に税の影響に関する分析をおこない、本研究のための基礎分析とした。また市場における競争と効率性についても分析しわれわれの不完全競争のモデル分析のためのベースを創った。3,研究開発とイノベーションに関して、特許が重要な要素となろう。そこで山田:近刊では、特許に関しての政策に関しての実証分析を行った。実際の個票にもとづいた実証分析であり、サバイバル分析、オプションモデルなどのオリジナルのある分析が行われた。イノベーションに関する分析の中で生産関数によるアプローチについて基礎的な部分の研究を行った。第一に生産関数に関しての整理をおこなった。現在までに実証分析に使用されている生産関数について、その理論的な性質について比較をおこなった。次にそうした生産関数をもとにして双対性にもとづいた費用関数を紹介している。費用関数の理論的な部分について説明しさまざまな関数形の費用関数について説明し実証分析への適用について調べられている。第二にそうした費用関数による実証分析に関してのサーベイをおこなっている。費用関数による実証分析を生産性の分析、代替の弾力性の計測、IT、R&Dに関する分析、投資関数による分析に関して,分析の方法に関して説明して、計測結果を紹介している。第三に筆者による日本経済に関しての実証分析を紹介している。その分析としては、規模の経済性の実証分析、ヘドニック費用関数による、属性要素の生産物に関しての影響による分析、資本の調整行動を考慮した実証分析、動学的なモデル分析による投資関数の分析を紹介した。また実証分析に対してのデータを処理した。実証分析のために個票のデータの処理をおこなった。日本経済新聞社のNIKKEI NEEDSを利用して、始めに非製造業に関して300社ほどの企業のデータを特に生産関数を使った分析のさいに使用するであろうデータに関して収集をおこなった。次に製造業に関しても同様のデータの収集をおこなった。同時に最新の個票を使用した、イノベーションの分析について整理して、モデル化を行いすぐに分析できる体制を整えた。また筆者のイノベーションの分析の整理をおこなって今後の分析のための課題の抽出をおこなった。

昨年度まで順調な進行を見せていたが、現在若干の遅延になっている。本課題は、すでに第一に研究のための理論的な分析および実証分析についてのサーベイが終わっており問題点の抽出ができている。また実証分析のためのモデル化に関してもすでに完成している。実証分析のためのデータの準備に関しても、すでに個票データの収集が終了している。このように準備は終了している。また実証分析も進んでおり、R&Dに関する分析と特許に関する分析がおこなわれている。理論的な分析に関しても研究は進んでおり、いくつかの論文がすでに完成している。しかしながら研究代表者と共同研究者に研究時間が取れない状況が続いていた。こうしたことにより研究の進行が、やや遅れている。今年度は,以下の理論分析と実証分析をおこなった。理論分析に関しては、いわゆる研究開発スピルオーバーの吸収力仮説に関する分析と多数財市場における研究開発のスピルオーバーに関する分析をおこなった。いわゆる研究開発スピルオーバーの吸収力仮説に関する分析に関しては、2企業の存在する複占市場において、他企業から受け取る研究開発のスピルオーバーに関して、ストレートに受け取るわけではなく、自企業の研究開発に依存して受け取るというモデルの分析をおこなった。ただし一般的にはモデルの非線形性が強いため、まったく依存しない場合と完全に依存する場合について考えられた。次に多数財市場における研究開発のスピルオーバーに関する分析に関しては、一般的な単一財のモデルではなく多数財特に2財の市場がある場合に関しての分析をおこなった。2財の市場つまり2財に関して、企業が2市場で寡占的な行動をしている分析である。それぞれの市場ではn個の企業が存在しているモデルである。研究開発のスピルオーバーに関する構造は、同じ市場内でのスピルオーバーというintra industryのスピルオーバーと他市場からというinter industryのスピルオーバーに関しての分析をおこなった。実証研究では、生産関数の分析をおこなった。データは以前におこなったハイテク産業に関するものであり、そこでは特に生産関数の近年重要な課題の一つである内生性に関しての考慮した実証分析をおこなった。この実証分析は、将来的に市場構造などの分析に発展できるものであり、この分析を基礎として今後の研究につなげていきたい。本研究は、イノベーションのスピルオーバーが企業の市場における競争と成長にどのような役割をはたしているかを理論、実証的に明らかにすることが目的である。トランスログ費用関数モデルが構築され日本の製造業に対して適用された。その結果イノベーションのスピルオーバーは、競争的な市場構造になるほど行われることがわかった。
建国期からGATTに至るまでのアメリカ通商政策の展開--進化、文化、企業家

平成16年度は、国連グローバル・コンパクト(GC)に参加する日本企業から構成されるグローバル・コンパクト・ジャパン・ネットワーク(GCJN)について研究をおこなった。GCはグローバル化する経済に「人間の顔」を与えるべく、企業が自主的に社会的責任を果たす実践に取り組むよう促す試みであり、アナン国連事務総長が主導している。GCは国ごとにローカル・ネットワークと呼ばれるものを有する。本研究は、日本のGCネットワークであるGCJNに参加する17社(2004年7月現在)のうち15社の担当者にインタビューを試み、GCJNの現状についてまとめたうえで、将来を展望したものである。本研究は、平成15年度以来おこなってきた研究の延長線にある。さらに、9月28日には、国連広報センターにて開催されたグローバル・コンパクト・ジャパン・ネットワークの会合において、同センターや参加企業の担当者の方々に対して拙稿および学術会議について帰国報告をおこなった。2002年夏に約3週間、2003年春に約2週間、ワシントンDCを訪れ、議会図書館やジョージタウン大学図書館において資料を収集した。夏季の滞在では、本研究の理論的枠組みを構築する際に参考となりうる資料の収集をおもな目的とした。資料の収集にあたっては、議会図書館のコンピュータで利用可能なオンラインのデータベースを用いて論文を検索し、必要なものをプリントアウトした。研究については、一方で為政者の国家観・世界観に注目しつつ、アメリカ建国期の外交政策について書かれた文献を読み込んでいる。他方で、アメリカ通商政策の発展を一貫して説明するための理論枠組みの構築に努めている。合理的選択論や制度論にもとづく理論とは異なる対外政策論として、コンストラクティヴィズムの知見を基にしつつ、ブリコラージュ、即興、社会的技能といった概念を中心として、「政策企業家」の役割を明らかにするような行為論を構想中である。本年度は、主に研究の理論的枠組みの構築に取り組んだ。本研究は、理論的にはコンストラクティヴィズムに基づく。それを世界政治のマクロな枠組みに応用し、「ヘテラーキー」という概念の精緻化を行なった。その成果を小論"Heterachy in World Politics : Circularity, Diffused Authority, and Networks"としてまとめ、平成16年3月にモントリオールで開催されたInternational Studies Associationの年次大会において報告した。報告時には、アメリカ、イギリス、フランス、ポーランド、フィンランド、日本などの研究者と議論を交わすことができた。また、大会期間中に小論を様々な研究者に手渡した。このうち、Phil Cerny教授からは、帰国後に好意的なコメントを頂いた。また、「ヘテラーキー」の事例として、国連グローバル・コンパクトに関する小論を執筆し、『ジュリスト』第1254号(2003年10月15日)に掲載された(106-13頁)。同論文は、実務家や研究者の方々から評価を得ることができた。アメリカなどの研究者から本研究に関する意見を伺うため、平成15年8月にはフィラデルフィアで開催されたAmerican Political Science Associationの年次大会に出席し、平成16年3月にはカリフォルニア大学バークレー校を訪れた。アメリカ貿易政策については、平成14年度にワシントンを訪問してコピーした資料を読み込んだ。
学校における性に関する指導の日豪比較

初年度は、日本とオーストラリアで学校における性教育がどのように教育課程に位置づけられているか比較検討を行うため、オーストラリアの学校の教育課程に関する情報収集を行った。オーストラリアの学校教育は、地域と学校、子どもの発達をサポートしていく社会的環境との協働が充実しており、非常に興味深いものがある。こうした点も含めて、収集した資料を基に、オーストラリアの教育システムについて分析した。一方、日本の学習指導要領から小学校、中学校、高等学校において性に関する指導の内容を洗い出し、性の人間関係や人権についてどの程度教えられているか、行っている場合は教材に何を使用しているか、性の多様性も含めて分析する予定であったが、この点については研究が遅滞している。次年度は、上記の内容に加え、日本の小学校、中学校、高等学校の教員に対し、性に関する指導の指導法等について教員養成時代に性の関係性や人権について学修したか、現在性に関する指導の教材について、各世代に対しインタビューと質問紙調査を行う予定である。さらに、2016年に西オーストラリア州家族計画協会(SHQ)が独自に研究開発した健康教育プログラム「RELATE」について分析を行う。「RELATE」は、学生が主体的に学習する対話的学習が中心となっており、学生が能動的に学習に参加する方式をとっていることから、この教材の活用方法を分析することは、日本の性教育の教材開発にも役立てることができると考える。2018年4月に現在の勤務先に着任したため、業務内容の変化に伴い本研究にかける時間数が予定より減少したため研究の進行が遅滞した。初年度の遅れを取り戻すため、引き続きオーストラリアの学校の教育課程に関する情報収集を行う。収集した資料をもとに、オーストラリアの教育システムについて分析する予定である。西オーストラリア州パースにあるSHQ(家族計画協会)のSue Dimitrijevich (Education Consultant)に協力を依頼し、「RELATE」を使用した性教育の授業見学を行うとともに、発行から3年間でこの教材がどれほどの頻度で使用されているか、またこの教材に対する西オーストラリア州の教師たちの意見や感想、生徒の反応についてインタビュー形式で調査を実施する。こうした点も含めて、オーストラリアの教育システムについて分析を深める。また、日本の小学校、中学校、高等学校の教員に対し、性に関する指導の指導法等について教員養成時代に性の関係性や人権について学修したか、現在性に関する指導の教材について、各世代に対しインタビューと質問紙調査を行う。勤務先の変更により当初計画していた研究が遅滞したため、予定していた調査研究ができなかったから。最終年度では、オーストラリアにおける追加調査を行うとともに研究の総括を行う。
粒界すべりと粒間拘束のレオロジー

多結晶セラミックスの高温変形と流動(高温レオロジー)に関する研究を通じ粒界すべり機構の定量化を行い以下の成果を得た。(1)高温粘弾性の定量化に不可欠な単純せん断応力あるいは歪みを試片に付加し、その際のクリープ変形あるいは応力緩和を定量化する高性能高温試験計測装置の開発を行った。(2)粒界すべりと粒間拘束機構を定量的に組み込んだ多結晶焼結体の粘弾性構成方程式の理論導出を行った。これにより、従来の慣用クリープ試験に加え、応力緩和試験からも粒界レオロジー解析が可能となった。(3)2相系セラミックスの高温粘弾性試験(クリープ、応力緩和)を行い、粒界相の粘性流動、焼結粒の弾性変形を分離定量化した。(4)新規な「協調粒界すべりモデル」を提案し、その超塑性変形・流動過程における重要性を明らかにした。理論考察より超塑性変形に寸法効果の存在することを世界で始めて立証した。(5)ジルコニア超塑性体の単純せん断変形の下で粘弾性挙動を超塑性変形に結び付け、Zener緩和、粒間拘束、協調粒界すべり機構の解明を行った。(6)鋭角圧子の圧入・除荷過程に線型粘弾性構成方程式を適用し、新規な微視領域粘弾性計測・解析手法を確立した。(7)鋭角圧子を用いた微視領域高温粘弾性計測装置を開発し、各種ガラス相の粘弾性挙動を定量化した。1.せん断変形クリープ・応力緩和試験装置の試作完了本研究で試作を計画した試験装置は高温での操作性に優れる圧縮負荷方式を取り入れ、更に試験片を特殊形状に加工する事により純粋せん断変形の実現を可能とする全く新しい試験装置である。また、クリープ試験と応力緩和試験を同一の試験装置で行い得るよう設計された。定応力付加には分銅方式を採用し、定歪み付加には電磁マイクロメータを採用した。装置可動部位の摩擦軽減を図るため空気ベアリングを装着した。応力の検出には水冷型ロードセルを、雰囲気制御高温炉内での試片変位の検出には非接触型レーザー干渉変位計を用いた。1600°Cでのレオロジー計測を可能とするよう電気炉を設計し、かつ炉内雰囲気を真空、酸化性、および還元性雰囲気に対応可能とするチャンバーの設置も行った。2.試作装置を用いた予備試験完了試作装置の性能を検出するための予備試験を完了した。試料として高温での粘弾性基礎データが比較的整備されているソーダ石灰ガラスを用いた。応力緩和試験、およびクリープ試験を行い、粘弾性応答における線型性の検定、両試験法で得られた緩和スペクトルと遅延スペクトルの補完性を検討した。これら基礎的な予備試験結果より、試作装置が高精度かつ極めて信頼性の高い高温レオロジーデータを提供する事を確認した。3.平成10年度の研究計画多結晶セラミックスの高温レオロジー評価・解析に上記の試作装置を適用し、粒界すべりと粒間拘束の基礎データの集積と高温レオロジー構成方程式の理論導出を試みる。1.試作装置を用いたレオロジー試験および構成方程式の理論導出【レオロジー試験】昨年度完成した粘弾性評価装置を用いた高温レオロジー試験を実施した。下記の3種類の多結晶セラミックスを試料とした:(1)2相系セラミックス、(2)多結晶マグネシア、(3)3Y-TZP。各種の付加荷重、付加歪み、および計測温度域で単純せん断モードでのクリープ及び応力緩和試験を行い粒界すべりと粒間拘束に関する解析を行った。【粘弾性構成方程式】(1)粒界のガラス相の粘性流動および焼結粒の弾性変形に着目し2相系焼結体の粘弾性構成方程式を導出した。(2)焼結粒の粒界すべりに関する協同現象を定量化する中で焼結体の巨大変形(超塑性)を記述する構成方程式を導出した。2.成果(1)微視的な「粒界すべり、粒間拘束」機構を多結晶体の高温クリープ及び応力緩和現象に反映させる粘弾性構成方程式論を理論、実験両面から確立した。

(2)多結晶体の超塑性現象の定量化を目的とし、粒子グループを介する協同現象としての粒界すベり機構の新規な提案と、その重要性を明らかにした。3.圧子力学に基づく新規試験装置の試作極微小試験片、薄膜の高温レオロジー評価を可能とする微小圧子を用いた粘弾性計測装置を試作し、信頼性を確認するための予備試験を行った。多結晶セラミックスの高温変形と流動(高温レオロジー)に関する研究を通じ粒界すべり機構の定量化を行い以下の成果を得た。(1)高温粘弾性の定量化に不可欠な単純せん断応力あるいは歪みを試片に付加し、その際のクリープ変形あるいは応力緩和を定量化する高性能高温試験計測装置の開発を行った。(2)粒界すべりと粒間拘束機構を定量的に組み込んだ多結晶焼結体の粘弾性構成方程式の理論導出を行った。これにより、従来の慣用クリープ試験に加え、応力緩和試験からも粒界レオロジー解析が可能となった。(3)2相系セラミックスの高温粘弾性試験(クリープ、応力緩和)を行い、粒界相の粘性流動、焼結粒の弾性変形を分離定量化した。(4)新規な「協調粒界すべりモデル」を提案し、その超塑性変形・流動過程における重要性を明らかにした。理論考察より超塑性変形に寸法効果の存在することを世界で始めて立証した。(5)ジルコニア超塑性体の単純せん断変形下での粘弾性挙動を超塑性変形に結び付け、Zener緩和、粒間拘束、協調粒界すべり機構の解明を行った。(6)鋭角圧子の圧入・徐荷過程に線型粘弾性構成方程式を適用し、新規な微視領域粘弾性計測・解析手法を確立した。(7)鋭角圧子を用いた微視領域高温粘弾性計測装置を開発し、各種ガラス相の粘弾性挙動を定量化した。
金属薄膜メッシュを用いた高効率半導体テラヘルツ波放射源の研究

適切な構造の金属メッシュについて、テラヘルツ領域においても高い透過特性が得られることを実験的に確認した。特に、薄い金属メッシュにおいては、個々の孔の導波管的特性が消失して遮断周波数が無くなり、斜め方向の入射に対しても高い透過率が得られる。その透過特性には表面プラズモンが関与していることをシミュレーションと実験により確かめた。したがって、半導体THz波エミッタ表面に金属薄膜で構成された金属メッシュを形成することで、表面プラズモンを含む表面波モードの寄与により、電磁波に対する境界条件の変化を実現できることが予測された。実際に、新しいTHz波エミッタの基本構造を試作し、その特性を評価した。半導体内部で発生するテラヘルツ波は大きな放出角への強度が強いが、スネルの法則による臨界角により強度が制限される。金属メッシュは、予測の通り誘電体界面での電磁波に対する境界条件を変化させ、臨界角を超える角度への放射を取り出せることがわかった。さらに構造を最適化することにより、半導体からのテラヘルツ放射を増強でき、高効率の放射が可能となる見込みを得た。テラヘルツ放射源の1つとして期待される量子構造については、実際の使用には表面の不活性化が重要となる。本研究においては、ガリウム砒素系の量子構造について有効な表面不活性化法を最適化し、良好な特性が実現されることも見出した。半導体THz波エミッタの特性を向上させる鍵は、半導体の表面・界面の適切な制御とその応用にかかっている。金属薄膜メッシュのフィルタとしての透過特性について検討し、下記の知見を得た。メッシュの膜厚が薄い場合にも厚い場合にも、開口周期程度の波長の電磁波が入射した場合、表面特有の定在波モードが発現して、表側での入射と裏側からの出力という電磁波モード状態還移の介在状態として仲立ちをすることで透過率を上げる。このような表面特有のモードは、電波領域では表面波、光領域では表面プラズモンと呼ばれるものであり、面に垂直な方向に対してはエバネッセント波として振舞うものである。テラヘルツ波についても、このようなモードが発現し、フィルタの透過率を上げる。このような機構を利用すれば、斜め入射の電磁波に対しても、表面波モードとの結合が可能となり、透過率の向上を図ることができる。さらにこのような機構は、メッシュの両側で誘電率が異なる場合でも、メッシュの口径と周期を適切に制御することで利用可能である。半導体表面にパルスレーザを照射した場合、半導体内部表面付近で発生するテラヘルツ波は、表面に対して垂直方向よりはむしろ斜め方向に強く放射されるので、半導体から外に出る場合に空気との界面での屈折率の不連続性から、その透過率は低いものとなる。もし、その界面において表面波モードが発現可能であれば上記の機構により透過率の向上につながるが、平坦な半導体表面においては表面波モードとテラヘルツ波との結合は起こらない。しかし、半導体表面に2次元周期構造を導入することで、テラヘルツ波領域での表面波発現が可能となり、発生したテラヘルツ波の出力特性の向上につながる。このようなことは蒸着した金属薄膜による周期構造でも可能であり、作製の容易性につながる。本年度は、時間領域サンプリング測定を用いた実験により、下記のような知見を得た。1)金属メッシュフィルタ板の厚さが波長に比べて薄くなると、個々の孔の導波管的な性質が消失して、エバネッセント的な透過が顕著に現れる。従来フィルタに用いられていた適度に厚いもの(0.2THzに対して500μm)では急峻な遮断により、斜め入射に対して透過率の低減を引き起こすが、厚さを10分の1にしたものでは、遮断特性が消失し斜め入射でも十分な透過が得られた。本研究で意図する構造においては、半導体からの様々な方向への放射に対応してその制御を行うことが目的で、かつ、金属薄膜を用いるので、この知見は有用である。2)金属メッシュフィルタ板のTHz波透過率に、表面プラズモンが寄与していることを実験により確認した。

当初、微小開口配列において報告されていた現象であるが、孔の径が大きく、板が薄い場合にはその寄与が顕著となる。目的とする構造においては、金属薄膜メッシュを用いるので、表面プラズモンを含む表面波モードの寄与により、誘電体界面での電磁波に対する境界条件の変化を実現できる可能性がある。3)実際に、新しいTHzエミッタの基本構造を試作し、その特性を評価した。半導体内部で発生するテラヘルツ波は大きな放出角への強度が強いが、スネルの法則による臨界角により強度が制限される。金属メッシュは、予測の通り誘電体界面での電磁波に対する境界条件を変化させ、臨界角を超える角度への放射を取り出せることがわかった。
脊椎動物の分節構造:体節細胞の挙動からみた形態形成運動とその支配因子の同定.

脊椎動物において,椎骨と肋骨からなる中軸骨格は体節から発生する.胸部にはよく発達した肋骨があるが,頚部や腰仙部では,それは椎骨の小さな突起となっている.本研究では,このような形態の部域差を起こさせる機構に,ウズラ-ニワトリキメラ胚を用いた実験発生学的手法を用いて迫ろうとしている.体節は,その形成直後から,将来形成する骨格の形が決定されている(Kienyら,1974)が,この決定は,軟骨原基となる,予定椎板領域のみならず,予定皮筋板領域にも決定されている.(Aoyama & Asamoto,1988).このことは,骨格の形態形成が,決定を受けた軟骨前駆細胞自身の自律的な発生によってなされるのか,それとも,真皮や筋の前駆細胞に誘導されて形成されるのか,という疑問を引き起こす.この疑問に答えるため,胸部体節の断片を,腰部体節の内側,内部,および表皮下に移植した.移植部位が表皮から離れるに従って,移植片由来の細胞から軟骨が形成される割合が増える.従って,もし移植細胞が軟骨のみを形成したときにも肋骨形成が見られたならば,肋骨形成は,軟骨前駆細胞自身の形成能によるものといえる.得られた結果を要約すると:1)胸部体節断片は,内側外側軸に関して,移植部位に相当する中軸骨格の部分を形成する.2)胸部体節の皮筋板も椎板も腰部体節に肋骨形成を誘導することはこれまでのところなかった.3)肋骨は胸部体節由来細胞によってのみ形成されるが,その際に胸部皮筋板の存在が必要かどうかははっきりしない.これをはっきりさせる目的で,現在,真皮や筋はすべて宿主由来であり,肋骨を形成する軟骨のみが移植片由来となるようなキメラ胚を得ようとしている.脊椎動物において,椎骨と肋骨からなる中軸骨格は体節から発生する.胸部にはよく発達した肋骨があるが,頚部や腰仙部では,それは椎骨の小さな突起となっている.本研究では,このような形態の部域差を起こさせる機構に,ウズラ-ニワトリキメラ胚を用いた実験発生学的手法を用いて迫ろうとしている.体節は,その形成直後から,将来形成する骨格の形が決定されている(Kienyら,1974)が,この決定は,軟骨原基となる,予定椎板領域のみならず,予定皮筋板領域にも決定されている.(Aoyama & Asamoto,1988).このことは,骨格の形態形成が,決定を受けた軟骨前駆細胞自身の自律的な発生によってなされるのか,それとも,真皮や筋の前駆細胞に誘導されて形成されるのか,という疑問を引き起こす.この疑問に答えるため,胸部体節の断片を,腰部体節の内側,内部,および表皮下に移植した.移植部位が表皮から離れるに従って,移植片由来の細胞から軟骨が形成される割合が増える.従って,もし移植細胞が軟骨のみを形成したときにも肋骨形成が見られたならば,肋骨形成は,軟骨前駆細胞自身の形成能によるものといえる.得られた結果を要約すると:1)胸部体節断片は,内側外側軸に関して,移植部位に相当する中軸骨格の部分を形成する.2)胸部体節の皮筋板も椎板も腰部体節に肋骨形成を誘導することはこれまでのところなかった.3)肋骨は胸部体節由来細胞によってのみ形成されるが,その際に胸部皮筋板の存在が必要かどうかははっきりしない.これをはっきりさせる目的で,現在,真皮や筋はすべて宿主由来であり,肋骨を形成する軟骨のみが移植片由来となるようなキメラ胚を得ようとしている.
肺の炎症・線維化における脂質信号伝達物質の作用に関する研究

肺線維症の病態における脂質信号伝達物質の役割を明らかにし,関与する物質を分子標的とした新治療法の開発を目的として,以下の解析を行ったHVJリポソームによる経気道的合成遺伝子導入実験:研究対象のプロスタグランジン(PG)I2,トロンボキサン(TX)A2の生理活性を局所で利用し,全身性の副作用を抑えるため,これらの合成酵素遺伝子(PGIS,TXAS)の経気道的投与実験をブレオマイシン投与によるマウス肺線維症モデルを用いて行った.投与14日目の肺のヒドロキシプロリン含有量はコントロールに対しPGIS投与で75%(p<0.05)に減少,TXAS投与で105%に増加傾向だった.肺組織への細胞浸潤はPGIS投与で増加,TXAS投与で減少し,モデル動物の生存はPGIS投与で延長,TXAS投与で短縮した.骨髄移植モデルマウスでの解析:GFPトランスジェニックマウスの骨髄を移植したマウスに,ブレオマイシンを投与して得られた肺組織の免疫組織学的検討を行った.肺胞マクロファージは,ほとんどGFP陽性であった.GFP陽性血管内皮細胞,上皮細胞は,ブレオマイシン傷害肺でみられたが,ブレオマイシン非投与群の肺ではほとんどみられなかった.吸入治療による肺胞マクロファージへの影響の解析:GM-CSF吸入で改善した肺胞蛋白症患者の治療前後の気管支肺胞洗浄液中の肺胞マクロファージを解析した.表面マーカーであるマンノース受容体・ラテックスビーズの貧食能は,吸入治療後に改善した.経気道的吸入治療が臨床的に肺内のマクロファージに影響することが示された.siRNA発現プラスミド設計:マウスPGIS,TXASに対するsiRNAを設計し,発現ベクターを構築して,C26細胞を用いて,抑制実験を試みたが,プロスタグランジン代謝産物の産生低下はみられなかった.発現プラスミド構築,プラスミド導入方法の再検討が必要と考えられた。肺線維症の病態に関して筋線維芽細胞の役割が注目されている.プロスタグランジン(PG)12は血小板の活性化を抑制し,平滑筋を弛緩させ,血管平滑筋の増殖を抑制する脂質信号伝達物質であり,細胞膜のリン脂質からPGH2を経てPGI2合成酵素(PGIS)により作られる.「肺線維症動物モデルでの肺局所へのPGIS遺伝子導入は肺線維症を軽減する」との仮説を検証するため,まず本研究者が作成したPGISを組み込んだプラスミドpCI-PGISを培養肺癌細胞株に導入し,PGI2の発現上昇をその代謝産物のEIAで確認した.さらにブレオマイシン経気管投与による肺線維症モデルマウス実験でMAA-プラスミドの静脈注射と,HVJリポソーム-プラスミドの経気管投与を比較して投与経路の検討を行い,後者が肺組織象への影響でより良好な再現性を示したため,810週齢C57BL/6マウスにpCI-PGIS 20μgをHVJリポソームを用いて経気管的に導入し,翌日ブレオマイシン60μgを気管内投与し,PGIS遺伝子導入が肺線維症形成に与える影響を検討した.PGIS遺伝子導入動物での体重は対照に比し増加し(19.5±0.7 vs 12.4±0.8g,投与後21日),肺の含有するヒドロキシプロリン量は低下し(37.6±7.2 vs 50.3±2.9μmol,投与後14日目の摘出肺1gあたり),肺組織への細胞浸潤の程度が少なかった.

また血小板や平滑筋に対して反対の生理活性をもつTXA2合成酵素遺伝子の導入実験を同様に行って,PGIS遺伝子導入実験と対照的な結果が得られた.これらの結果は,PGIS遺伝子導入が肺線維症を軽減することを示唆する.またGFPマウス骨髄を移植したキメラマウスの作成方法を改善し,2回照射により,90%以上のキメラ率を得た.このマウスでPGIS遺伝子導入の影響の機序を次年度検討の予定である.肺線維症の病態における脂質信号伝達物質の関与を明らかにし,これらを分子標的とした吸入等の新治療法の開発を目的として,以下の解析を行った.(1)HVJリポソームによる経気道的合成遺伝子導入実験:研究対象のプロスタグランジン(PG)I2,トロンボキサン(TX)A2の合成酵素遺伝子(PGIS, TXAS)の経気道的投与実験をブレオマイシン投与によるマウス肺線維症モデルを用いて行った.投与14日目の肺のヒドロキシプロリン含有量はコントロールに対しPGIS投与で75%(p<0.05)に減少,TXAS投与で105%に増加傾向だった.肺組織への細胞浸潤はPGIS投与で増加,TXAS投与で減少し,モデル動物の生存はPGIS投与で延長,TXAS投与で短縮した.(2)骨髄移植モデルマウスでの解析:GFPトランスジェニックマウスの骨髄を移植したマウスに,ブレオマイシンを投与して得られた肺組織をGFP,トロンボモジュリン,CD34,サイトケラチンに対する抗体を用いて組織学的検討を行った.肺胞マクロファージは,ほとんどGFP陽性であった.血管内皮細胞,上皮細胞は,ブレオマイシン障害肺でみられた.またこれらの細胞はHGF遺伝子投与により減少した.(3)吸入治療による肺胞マクロファージへの効果の解析:GM-CSF吸入により臨床的に改善した肺胞蛋白症患者の治療前後の肺胞マクロファージを解析した.吸入治療後,表面マンノース受容体の発現,ラテックスビーズの貪食能が改善した.経気道的吸入治療が臨床的に肺内のマクロファージに効果を及ぼすことが示された.(4)siRNA発現プラスミド設計:公開されているsiRNAの設計支援プログラムを用いて,マウスPGIS, TXASに対するsiRNAを設計し,癌細胞株を用いて,抑制実験を試みた.
思春期特発性側弯症に伴う腰痛の特異的な発症メカニズムの解明

思春期特発性側弯症では腰痛の有訴率が同一年代の集団と比べて有意に高いことから、本研究では思春期特発性側弯症の左右傍脊柱筋が非称性に機能していることと腰痛との関連に着目し、思春期特発性側弯症特有の腰痛の病態の解明することを目的としている。これまでに15例の側弯症の手術症例に対して、術前から経時的にデータの収集を開始している。表面筋電図は、腰椎カーブの頂椎レベルでの凹側、凸側の多裂筋および大殿筋の筋活動パターンを記録し、その筋電図波形の左右差を解析した。多裂筋の筋活動は、術前では側弯凸側にある左側にて大きい傾向にあったが、術後には凹側にある右側で筋活動が大きくなっていた。大殿筋の筋活動に関しては、術前ほとんど左右差は認めなかったが、術後には右側において筋活動が大きくなっている傾向にあった。脊柱アライメントが手術にて矯正され変化することで、体幹部のバランス保持のために作用している体幹筋にも変化が生じていると考えられた。この結果を踏まえ、我々は術前後での歩行パターンの変化を体幹部の歩行時の動きの変化で評価するために、三軸加速度センサーを体幹(胸椎中央部、仙骨部)に装着し、データ測定を行っている。さらに、X線画像での術前後での脊柱の冠状面および矢状面アライメントおよびJOABPEQやSRS-22などの患者立脚型質問評価と筋電図・加速度センサーでの記録との関連についても評価を行っている。来年度はさらに症例を集め、手術時に採取した筋組織の病理学的な評価についても解析を進めていく予定である。思春期特発性側弯症の手術症例に関する解析は、前述のように左右の傍脊柱筋の筋活動に差を認める傾向にあることから、今後さらに症例数が増えることによって、腰痛との関連についての知見が得られるのではないかと考えている。一方、非特異的慢性腰痛患者の症例数がまだ少ないため、今後積極的に評価を行っていく必要があると考えている。今後は、症例数をさらに増やし、歩行時の筋電図や加速度センサーでのデータとX線画像、症状との関連について、検証を行っていく。また、非特異的慢性腰痛患者の症例での調査をより積極的に進めていく予定である。購入したEMG研究用プログラムが予定より安価であったため、残りを次年度の物品購入などに使用する予定である。
湖沼深底部における水生貧毛類相の解明

新たな採集によって得られた標本と博物館などに保管されている過去の標本の分類学的検討によって,日本列島に分布する50の淡水湖沼の深底部から,5科にわたる35分類群の水生貧毛類を記録した。貧毛類の群集構造は,湖沼の生物地理学的位置や栄養状態によって大きく異なっており,貧栄養湖では,密度は低いものの多様性の高い群集が見られた。一方,富栄養化の進行に伴って,ミズミミズ科イトミミズ亜科の特定の種群が高密度になって優占する群集に収れんする傾向が指摘された。この点から,深底部の群集構造の変化を追跡することで,また深底部と集水域の群集構造を比較することによって,湖底環境の変化や富栄養化の進行を監視できると考えられる。貧毛類は湖沼に普遍的に出現する動物群で,水深が大きな湖沼の深底部では唯一の底生動物となることも多い。しかし,日本でその種組成が解明されている湖沼は,いまだ一部に限られている。本研究の目的は,日本列島に分布する自然湖沼の深底部に出現する貧毛類群集の組成を種レベルで把握することにある。これは,以下の2つの観点から進められる。ひとつは,日本の湖沼生物の多様性の全貌や生物地理学的背景を明らかにすることである。湖沼ごとに隔離された深底部に成立する動物群集は,集水域の生物地理学的特徴を反映していると予想される。日本列島には成因や歴史の異なる多くの自然湖沼が分布するため,種組成を相互に比較することによって,日本の淡水生物相の特徴や群集の成立背景が浮かび上がると期待される。もうひとつは,出現種と湖沼環境との関連を明らかにする点である。多くの湖沼で種組成の把握が行われることによって,湖沼環境と出現種の対応が明瞭になり,貧毛類を湖沼環境の指標として役立てることができると期待される。1.湖沼深底部の貧毛類群集の構成を種レベルで把握するために,平成19年度は,当初の予定どおり,十三湖,津軽十二湖湖沼群,田沢湖,中禅寺湖,野尻湖,青木湖,中綱湖,諏訪湖で調査を実施した。採集した標本は,各種プレパラートにしたのち,分類学的観察を行った。木崎湖と諏訪湖を除く調査湖沼はいずれも,貧毛類の種レベルでの調査は初めてである。2.山間に位置する貧栄養の青木湖と中禅寺湖は,深底部の貧毛類群集がイトミミズ(Tubifex tubifex)だけからなる点で互いに類似し,また平地の富栄養湖である中綱湖と諏訪湖の群集もユリミミズ(Limnodrilus hoffmeisteri)が優占する点で類似していた。これより,貧毛類の群集構造は,湖沼の立地や栄養段階と関連することが示唆された。一方,山間の中栄養湖である野尻湖の深底部から,日本ではこれまでに琵琶湖北湖からしか記録のないソコユリミミズ(L.profundicola)の生息が確認された。岩木川河口の十三湖は,おそらく高い塩分濃度により,沖合の湖底に貧毛類は出現せず,また,津軽十二湖湖沼群の2湖沼では深水層が無酸素化しており,湖底は無生物帯となっていた。3.田沢湖の深底部には大型底生動物が全く見られず,酸性水の導入によって過去にいったん壊滅した群集がいまだに回復していないことが確認された。一方,未成熟のため種レベルの同定はできなかったものの,湖畔の湧水帯から,深底部にかつて生息していた可能性の高い貧毛類の種群が採集された。今後新たな標本を得ることによって,かつて深底部に生息していた群集を明らかにできる可能性がある。1.湖沼深底部の貧毛類群集の構成を種レベルで把握するために,平成20年度は,予定していだ北海道の5湖沼(渡島大沼,倶多楽湖,屈斜路湖,阿寒湖,パンケトー)に加え,昨年度の追加調査として,東北地方の田沢湖,十和田湖,伊豆沼で調査を実施した。阿寒湖を除くと,いずれの湖沼の深底部でも貧毛類が得られた。標本は,各種プレパラートにしたのち,分類学的観察を行った。大沼と阿寒湖を除く調査湖沼はいずれも,貧毛類の種レベルでの調査は初めてである。2.貧栄養カルデラ湖である倶多楽湖と屈斜路湖では,ロシア極東から記載されたナガレイトミミズ属の一種Rhyacodrilus komaroviが深底部で優占していた。また,この2湖沼を含む北海道の調査

湖沼ではいずれもイトミミズ(Tubifex tubifex)が出現し,さらに,倶多楽湖ではヒメミミズ科の一種と未記載と思われるイトミミズ科の一種が採集された。ヒメミミズ科貧毛類の湖沼深底部での出現は,カムチャッカや極東の湖沼で知られているものの,日本では北海道を除くと記録がない。したがって,北海道の湖沼の深底部の貧毛類相は,極東ロシアと類似しているといえる。一方,浅い富栄養湖である宮城県の伊豆沼で,ユリミミズ(Limnodrilus hoffmeisteri)が優占し,フユナガレイトミミズRhyacodrilus hiemalisが出現するという点で,霞ヶ浦や諏訪湖のファウナとよく似ていた。この種群の出現に地理的要素は薄く,むしろ環境,特に富栄養化の進行に関連している可能性が高い。伊豆沼はフユナガレイトミミズの分布記録の北限になる。1.湖沼深底部の貧毛類群集の構成を種レベルで把握するために,平成21年度に,関東地方の湖沼(富士五湖,日光菅沼,赤城大沼)で採集調査を行なった.富士五湖を構成する5湖沼はいずれも深底部で貧毛類が優占したが,その組成はTubifex tubifexが優占する場合とそうでない場合とにはっきりと分かれた.深さの違いによる温度環境の違いと栄養段階の違いが貧毛類の構成を決める要因になっていることが推測された.2.田沢湖で新種記載され,タイプ産地の深底部ですでに絶滅したことがわかっている貧毛類の一種,Tubifex(Peloscolex)nomuraiの実体を明らかにするために,田沢湖周辺をはじめとする北東北の湧水域で追加の調査を行ったところ,T.(P.)nomuraiの近縁種と考えられるEmbolocephalus nikolskyiとE.yamaguchiiの2種の分布境界が田沢湖付近にあることがわかった.T.(P.)nomuraiは,このいずれかかである可能性が指摘される.3.小川原湖からミズミミズ科の一種(Nais kisui)を新種記載した.ミズミミズ科の新種が日本から報告されるのは半世紀ぶりとなる.4.これまでの調査結果に基づいて,田沢湖,沼沢湖,猪苗代湖,伊豆沼,手賀沼・印旛沼などの深底部に出現する貧毛類群集の種組成の特徴を5編の論文にまとめ,湖底の群集の由来や成立背景について議論した.1.湖沼深底部の貧毛類群集を種レベルで把握するために,中国地方の2湖沼(湖山池および宍道湖)と九州地方の3湖沼(霧島御池,鰻池藺牟田湖),および関東地方の1湖沼(霞ヶ浦)で新たな標本を採集し,分類学的精査を行った.2.富栄養湖の鳥取県湖山池では,8種類の貧毛類が確認され,ユリミミズ(Limnodrilus hoffmeisteri)が優占した.この組成は,諏訪湖など中部日本の富栄養湖の組成と類似していた.島根県の宍道湖は無酸素層が発達し,深底部は広く無生物帯となっていることが確認された.3.九州で最も深い霧島御池の深底部はイトミミズ(Tubifex tubifex)だけで構成されていた.この種類は西日本では地表水からはほとんど記録がない.鹿児島県鰻池は深底部で無酸素層が広がっており,30m付近でユリミミズが採集されたもののそれよりも深い地点では生物は確認されなかった.4.霞ヶ浦で行った貧毛類の調査を,1980年代の結果と比較すると,出現種に大きな違いは見られないものの,現存量が大きく減少していることがわかった.5.これまでの調査結果を整理して,深底部に出現する貧毛類相を湖沼間で比較したところ,調査を行った国内の50湖沼から計35種の貧毛類が確認され,群集の組成は湖沼の地理的位置や湖水の栄養状態に応じて大きく異なることが明らかになった.湖水の栄養状態による出現種の違いは,主に,貧酸素に対する耐性の違いによると考えられる,一方,東北や北海道の貧栄養カルデラ湖はいずれも湖底の酸素濃度が高いにも関わらず,貧毛類相は湖沼ごとに大きく異なっていた.