hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地形性重力波の発生・鉛直伝播に関する数値実験

既存の対流圏2次元大気モデルの鉛直領域を成層圏まで拡張し、次の2種類の視点で数値実験を行なった。1.不連続な鉛直温度勾配をもつ大気中での地形性重力波の鉛直伝播特性温度の鉛直勾配を対流圏界面高度10kmを境に現実的に変化させた。温度勾配の不連続性の効果のみを調べるため、背景風を鉛直方向と一定にした。山はベル型の孤立峰とした。その結果、温度の鉛直勾配が一定の対流圏モデルには現れない、風下側の波とは明らかに長い水平波長を持つ波構造が成層圏風上側に現れた。これまで、地形性重力波の鉛直伝播の水平波長依存性は、亜熱帯西風ジェットに対応する風の鉛直構造が主に議論されていたが、この結果は、温度勾配の不連続面での地形性重力波の反射や透過をきちんと評価する必要があることを示唆している。2.現実的な温度、風構造のなかでの地形性重力波の鉛直伝播特性これまでに行なってきた京都大学MUレーダー、ラジオゾンデ観測により得た典型的な水平風・温度の鉛直プロファイルを、簡単な関数形で近似し、数値モデルに組み入れた。風下側には鉛直方向に1つ節を持ち、対流圏トラップされた波構造が現れた。この様相は、MUレーダー観測データに現れた山岳波と考えられる鉛直風擾乱の節構造(Sato 1990)と一致する。成層圏にはやはり観測結果と対応の良い孤立峰の半値全幅の50倍以上の長い水平波長を持つ単色的な波が現れた。今後は、これらの結果をスペクトル法・フィルター法などで解析し定量化する。また、成層圏領域では密度減少に対応し波の振幅が指数関数的に増大するため、通常のスポンジ層では反射が押えられず、長時間安定に走らせられなかった。そこで、この反射を押える工夫し、移動性高低気圧波動の通過などを念頭においた、非定常な背景風のなかで地形性重力波の発生、伝播などを詳しく調べる計画である。
超高分解能光電子分光による高温超伝導体の電子・ホール対称性の研究

本年度は、高温超伝導体における「電子相図のキャリア対称性」をテーマに研究を行い、以下に挙げる成果を得た。1.ホール型高温超伝導体LSCOにおける高分解能角度分解光電子分光測定を実施し、これまで互いに独立に議論されてきた超伝導準粒子ピークと擬ギャップの間に密接な相関関係があることを見出した。この結果は、先に我々のグループが発表した電子型高温超伝導体における実験結果と合わせて統一的に理解することができ、高温超伝導体の擬ギャップの起源について電子-ホール対称性の立場から新たな解釈を提示したものと考えられる。2.電子型の超伝導/擬ギャップについてドーピング依存性の研究を進めた。Pr系においては超伝導ギャップがd波対称性からs波へ転移することを見出した。Nd系においては反強磁性相と超伝導相の境界において擬ギャップの開閉を明確に観測し、電子型高温超伝導体の擬ギャップの起源が磁気的電子相関であることへの新たな証左を与えた。3.電子型高温超伝導体における2キャリア輸送の問題を明らかにする目的で、放射光において3p-3d共鳴角度分解光電子分光を行った。、その結果、これまで明瞭に観測されなかった電子的フェルミ面(シャドウフェルミ面)のスペクトル強度が共鳴効果によって著しく増大することを見出し、電子面がホール的フェルミ面(メインフェルミ面)と同等の輸送コヒーレンスをもつことを明らかにした。この結果は、輸送測定から示唆されていた電子型高温超伝導体の2キャリアモデルを強く支持する結果であり、1キャリアを前提としてきた従来の電子型の超伝導機構に再検討を迫るものと考えられる。以上の結果を中心に国際会議での発表を積極的に行い、多くの理論、実験研究者との間で意見交換を行った。
特別支援学級を対象とした作問学習の支援に関する研究

現在,特別支援学級の算数文章題の学習は,各生徒の特徴を考慮して緩やかに行われている.この一因として言語理解の困難さが挙げられ,作問学習のように,学習としては効果が高いが,文章を一から記述するような演習は実現が不可能であった.これに対して本研究では,単文の組み合わせとして作問学習を行える学習環境を開発している.このシステムを用いることで,単文が理解可能な生徒であれば,作問学習が実現可能ではないかと考えた.実践利用の結果,単文が理解できれば,作問学習だけではなく,構造を直接操作し学習するような演習も実現可能であることが確認できた.算数文章題は日常生活と算数を繋ぐための重要な学習課題であり,その作問は教師にとっても行わせたい学習活動である.しかし文の処理を苦手とする児童の多い特別支援学級では,作問学習は実質的には実施の不可能な学習方法とされていた.これに対して本研究では算数文章題を対象とした単文統合型の作問学習支援システムにより,特別支援学級において作問学習を実施することを目的として,1.作問課題設定の細分化と,2.教師による設定可能化,および3.実践運用と効果の確認,を目指している.平成27年度は,従来2名の中期利用の結果のみであった分析データを,4クラス17名に拡張することができた.この内1クラス1名を対象とした利用結果については,詳細な分析を行った上で,国内の学会で発表している.また,新たに4名の特別支援学級担当教員と議論を続けていく機会も得られた.これらの実験結果と担当教員との議論から,(1)課題の細分化に於いて指標となる要素,(2)教師による作成課題及び問題の設定手法についての知見が得られ,目的とする1, 2の設計のためのデータが揃った.複数クラスの児童を対象とできたため,単文統合型の作問を実施可能な児童の特徴,児童の文の処理能力などの特徴によるシステム上で実施する演習への補助機能についての知見も得ることができた.また,文章の処理が適切に行える児童と,本研究で対象とした児童の比較も行え,後者の児童が,前者の児童と同程度の作問能力の改善が行える可能性も新たに示唆された.以上の結果により,従来の分析結果からは得られなかった新たな知見が得られたこと,その知見に基づいて,予定より有用なシステムの開発が見込めると期待できる.なお,システムはベースとなるサーバについて,ローカルサーバの構築は既に終えている.加減乗除の文章題を対象とした上で改良システムの開発までを行う予定であったが,加減の文章題を対象とした改良システムの設計と,ベースとなるサーバの作成に留まっている.これは計画時点で対象としていた人数よりも遥かに多い人数で設計のためのデータ収集が行えたこと,これにより多くの知見が得られ,分析や設計に当初より時間がかかったことに起因する.しかしながら,予定より多くの児童を対象とした実践利用が行える地盤が整えられており,課題設計や教師用システム開発のためのデータは揃っている.これらのデータは,課題の詳細化のみではなく,児童の特徴に合わせたインタフェースの改良も含んでおり,予定より有効なシステムの開発が見込める.また,システムを動作させるためのサーバの構築も終えている.従って,単文統合型の作問学習支援システムを特別支援学級で利用可能なように改良するという目的に対しては,当初より有効な結果が得られたと考えており,概ね順調と判断した.また,今回行った実践結果は国内外の学会で発表し,学術論文としてもまとめる予定である.算数文章題は日常生活において数量関係を取り出するために重要な課題であり、教師にとっても重要な学習活動と認識されている。一方、特別支援学級では文章の理解が困難な児童が多く、作問学習は実質的には不可能な学習とされていた。しかし昨年度の本申請研究にて、特別支援学級の児童にも理解可能な単文という単位で作問のためのパーツを提供、これを組み立てる演習として作問演習を行わせることで、学習者の認知負荷を減らし、作問学習が可能となることが確認できた。学習効果についても、算数文章題の作問能力の向上という形で確認している。平成28年度は、この結果を踏まえ、より高度とされる、算数文章題の構造組み立て学習を特別支援学級にて実現することを試みた。昨年度の実践結果は、あくまで作問学習を実施した結果作問能力を向上させているため、算数文章題の理解は向上したが、構造理解が十分であるとは言えなかった。よって中学校の特別支援学級を対象に、算数文章題の構造を直接組み立てるシステムを提案、実践利用を行った。この実践から、特別支援学級における加減算の算数文章題の構造を操作する演習の実現可能性と、学習効果の検証を行った。実践の対象は、中学校の特別支援学級で3クラス14名である。また、新たに2名の数学教員と連携していく機会も得られ、1名は特別支援グループに属している。実践利用は、上記教員を含む教員5名との議論を経て実施した。結果として、算数文章題の構造の学習という高度な演習は、本システムを用いることで、特別支援学級でも実施可能であることが示された。また、通常学級でも困難な逆思考問題の理解の促進や、作問能力の向上も確認できている。担当教員らとの議論からは、システムのインタフェース改良が従来データをより閲覧しやすくしていることが確認された。また、昨年度の結果について、国内外の学会で発表も行った。現在,特別支援学級の算数文章題の学習は,各生徒の特徴を考慮して緩やかに行われている.

この一因として言語理解の困難さが挙げられ,作問学習のように,学習としては効果が高いが,文章を一から記述するような演習は実現が不可能であった.これに対して本研究では,単文の組み合わせとして作問学習を行える学習環境を開発している.このシステムを用いることで,単文が理解可能な生徒であれば,作問学習が実現可能ではないかと考えた.実践利用の結果,単文が理解できれば,作問学習だけではなく,構造を直接操作し学習するような演習も実現可能であることが確認できた.従来システムの利用結果と教員との議論から,概ねシステムの設計方針は得られている.平成28年度は,システムの設計を終え,担当教員と再度議論した上でシステムを開発する.そして,実際に特別支援学級の児童を対象とした実践利用から,システムが特別支援学級に適した作問演習を実現していることを実証する.なお,この実践利用については秋ごろに行うことを既に担当教員らと計画している.なお,平成27年度はより幅広い特徴の児童を対象とした従来システムの追加検証が行えたため,当初予定していた課題の細分化の他に,児童に合わせたシステムインタフェースの設計と開発も追加で行うこととなった.学習工学,マルチメディア当初予定では資料整理や資料収集に人件費を割く予定であったが,大学の異動により人員を確保できず,これらの作業を代表者が行ったため,この分の資金において差額が生じている.また,関連学会への調査も予定より少なかった.平成28年度は,平成27年度実施の結果についての整理と,調査のために必要となる人員も増やし,こちらにこれらの資金を回す予定である.関連学会への調査も積極的に行っていく.また,検証実験から得られた結果について,国内外の学会で発表する予定である.
超対称性理論の非摂動論的定式化と数値シミュレーション

宇宙の基本構成要素である素粒子は、ゲージ場理論という高い対称性を持った理論で記述されます。ゲージ場理論のダイナミクスを研究する現在最も強力な手法が格子場の理論ですが、この手法は構成上、時間や空間に関連した時空対称性と極めて相性が悪い側面があります。現在の素粒子の標準模型を越える一つの可能性である超対称性はまさにこうした時空対称性の一つで、この研究ではこうした超対称性や並進対称性などの時空対称性を格子場の理論でいかに実現するかについての研究を進め、一定の成果を得ました。本課題の目的に関して今年度得られた研究成果は以下の通りである。まず、4次元N=1超対称Yang-Mills理論の格子定式化に関するものが挙げられる。この定式化に対しては、昨年度、一般化されたBRS対称性に基づいて、超対称性に付随したWard-高橋関係式の連続極限での回復の証明を摂動論の全次数で与えた。今年度は、この研究で得られた格子理論での超対称性Ward-高橋関係式と超対称性カレントの構造、さらに4次元の超対称性理論に存在するFerrara-Zumino超多重項の構造に着目して、連続極限で保存則を満たす格子上のエネルギー運動量テンソルの構成法を与えた。さらにこの格子エネルギー運動量テンソルの定義する零点エネルギーが連続極限で超対称性代数と無矛盾になること、また、正しいトレースアノマリーを再現すること(この部分の論文は準備中)などを示した。格子定式化は無限小並進対称性を壊すため、連続極限を考えても保存則を満たすエネルギー運動量テンソルを構成することは難しい。このことが、エネルギー運動量テンソルに関係した物理量を第一原理から格子定式化で測定することを困難にしている。ここで我々が構成した格子エネルギー運動量テンソルは、超対称性理論の今後の格子数値シミュレーションにおいて真空のエネルギーや粘性係数などの興味深い物理量を測定するための有用な方法を与えると期待できる。また、今年度はさらに、上の成果に触発されて、Yang-Mills gradient flowという手法を用いた格子上のエネルギー運動量テンソルの構成法を考察・提案した。これは、gradient flowを呼ばれる格子理論と連続理論の両者で計算可能な量を媒介にしてエネルギー運動量テンソルを定義するもので、全く新しいアイデアに基づくものである。このアイデアは超対称性を持たない理論にも応用でき、今後のさらなる解析が待たれる。当該年度は、超対称性を含む時空対称性を場の理論の非摂動論的定式化において如何に実現するかという問題意識のもとに研究を進めた。具体的な成果としては、並進対称性に付随したネーターカレントである、エネルギー運動量テンソルを格子ゲージ理論において如何に構成するか、という問題を追求した。並進対称性は場の理論の基本的な対称性であるが、場の理論の非摂動論的定式化である格子正則化はこの対称性を陽に壊すため、そこでのエネルギー運動量テンソルの構成は自明ではない。また並進対称性は超対称性代数の中にも含まれ、超対称性理論の格子による非摂動論的定式化の困難は正に並進対称性の破れの結果とみなすことができる。我々は、この問題に対する全く新しいアプローチとして、Yang-Mills gradient flowという概念に注目した。Yang-Mills gradientflowとは、Yang-Mills作用の関数空間でのgradientであるYang-Mills場の方程式に従ってゲージ場の配位をflowさせるものである。実はこのようにflowされたゲージ場から作られた局所演算子積は繰り込まれた有限な演算子になることが知られている。こうした有限な演算子は正則化の方法に寄らないはずで、そのためにこのgradient flowを利用することで、異なった正則化における複合演算子の間を関係づけられる可能性が出てくる。我々はこの可能性に注目し、並進対称性を保つ次元正則化におけるエネルギー運動量テンソルと格子正則化におけるある種の局所積を関係づけることで、格子の連続極限で正しく規格化され保存するエネルギー運動量テンソルの構成を与えることに成功した。この構成法はその後Yang-Millsゲージ理論の熱力学に応用され、従来の方法で得られていた値を再現することが示され、ここでの議論の正しさを裏付ける結果を与えている。当該年度の研究業績は以下のものである。まず、我々が以前定式化した2次元のN=(2,2)Wess-Zumino模型の非摂動論的定義に基づき、この模型の数値シミュレーションを実行した。この理論で質量項を持たないものは低エネルギーの極限で非自明な共型場理論になると考えられているが、これは非摂動論的なダイナミクスの結果であり、これを解析的に直接示すことは困難である。ここではまず、超ポテンシャルが3次の最も単純な模型を取り上げ、低エネルギー極限でプライマリー演算子に対応すると考えられるWess-Zumino模型のスカラー場のスケーリング次元を有限体積スケーリングから評価した。その結果、予想されている共型次元と無矛盾な結果を得た。次に我々の定式化で厳密に保存する超対称性に付随したネーターカレントの2点関数を超共型カレントの2点関数と同一視することで、低エネルギー極限での超共型代数の中心電荷を測定した。結果として予想される中心電荷と極めてよく一致する値を得た。もう一つの成果としては、4次元のN=1超対称Yang-Mills理論の格子定式化の基礎付けを与えたことが挙げられる。

この理論における超対称性を壊すrelevantな演算子はグルイーノの質量項だけであり、この演算子はカイラル対称性も壊すことから、仮に格子上でカイラル対称性を実現することが出来ればそれは(連続極限で)超対称性をも意味するという議論が古くからなされ、実際にこのシナリオに基づいた数値シミュレーションもなされている。しかしながら、この議論はかなり素朴なものであり、超対称性のWard-高橋恒等式とカイラル対称性のWard-高橋恒等式が同時に回復することの厳密な証明はこれまで存在しなかった。ここでは、一般化されたBRS変換というゲージ変換、超対称性変換、カイラル変換、並進などを含んだ変換の代数構造を利用しこの厳密証明を与えた。超対称性理論の格子定式化における最大の困難は、格子構造と無限小並進対称性が相入れない点にある。この問題の認識から、格子上での並進対称性の実現に関心を持った。より具体的には、並進対称性に付随したネーターカレントであるエネルギー・運動量テンソルの格子場理論での構成に関心を持ち、この問題を精力的に研究している。連続極限において、正しく規格化された、保存するエネルギー・運動量テンソルを再現する格子場理論の演算子を構成する問題は、以前から厄介なものと認識されてきた。我々は、この格子場理論におけるエネルギー・運動量テンソルの構成にグラディエント・フローという概念を用いる全く新しい独自の方法を提案し、その正当性・有用性を研究してきた。昨年度は、ゲージ場だけを含む理論のエネルギー・運動量テンソルをグラディエント・フローによって構成する公式を導き、熱力学における数値シミュレーションにより、その有効性を検証した。当該年度は、まず、上の公式を、フェルミ場を含む一般の4次元ゲージ理論に拡張した。次に4次元のゲージ理論での状況を理解するよりやさしい模型として、2次元O(N)非線形シグマ模型を取り上げ、その理論におけるグラディエント・フローを導入した。さらに、そのフロー方程式に従う場と複合演算子が波動関数くり込みを受けないことを摂動論の全次数で厳密に証明した。これは、4次元のゲージ場と極めて類似した性質である。また、2次元O(N)非線形シグマ模型のフロー方程式の1/N展開の最低次での解を求め、これから上の構成法で定義されるエネルギー・運動量テンソルの有限温度期待値を計算し、これが通常の1/N展開で計算される熱力学量と一致していることを示した。また、同様の解析を2次元のGross-Neveu模型でも行い、グラディエント・フローで構成されるエネルギー・運動量テンソルの保存則を1/N展開の最低次で示した。当研究の目的は、素粒子理論において多大の関心を持って研究されてきた超対称性場の理論の非摂動論的定式化、およびそれに基づいた理論のダイナミクスの解明である。場の理論の非摂動論的定式化として最も成功しているものは時空格子に基づく格子場の理論であり、当研究でも超対称性理論の格子による定式化を想定している。これは大変難しいことが歴史的にも認識されてきた問題である。この困難の根本的な原因は、超対称性理論を定義する超対称性代数が無限小並進を含む一方、時空の格子構造が無限小並進と相容れないことにある。
動的量子相関関数の厳密な解析と平衡・非平衡系への応用

本研究は量子転送行列法を動的に拡張し、完全WKB法と組み合わせる事により、低次元量子系のダイナミクスの定量的評価に新しい枠組みを構築することを目的とする。1次元系量子系に対してサイズN (トロッター数)の仮想的な次元を導入することにより2次元古典系に置き換えることが量子転送行列法の最も基礎的なアイデアである。これを量子散乱法の枠内で取り扱うために、動的相関関数の場合、逆問題を二重に解く必要がある。この手順を行なった後、問題はトロッター数のオーダーで離れたスピン静的相関を評価することに帰着する。ただし本来の量子系の問題に戻るためにはトロッター数無限大の極限を取る必要があり、そのため形状因子展開をとることが不可避になる。今年度はこの形状因子展開が厳密にフレッドホルム行列式として総和可能なXX模型の場合に動的相関の定量的な数値評価を行なった。その結果、この問題において標準的なパフィアンによる表示や標準的な数値的方法であるt-DMRGやMatrix product法に比較してはるかに、長い時間間隔で定量的に信頼できる結果を得ることに成功した。またその解析的評価を行列リーマンヒルベルト問題ととらえ直すことにより,任意のスピン間間隔,任意の磁場に対するtransverse相関の高温極限での主要項について定係数まで含めて決定することに成功した。これにより1970年代後半より未解決であった問題に解答を得ることができた。これらの結果は、ドイツ、フランスでの国際会議で発表され、現在論文作成中であり、近日中に投稿予定である。またこの手法を超対称性ヤン・ミルズ場の問題に応用して、大きな化学ポテンシャルにおけるグルーオン散乱振幅の評価を得ることができた。この結果はすでに論文として公表された。本年度中に本質的な相互作用をもつXXZ鎖までの平衡系ダイナミクスの定量評価まで行う予定であったが、XX模型の解析が予想以上に時間がかかり、そこまで手が回らなかったため。来年度中にはXXZ鎖までの平衡系ダイナミクスの定量評価を終了させたい。具体的には、温度ゼロ極限でのスピノン描像との比較検討、Fredholm行列式の解析的評価、および有限温度でのkinematic poleの定量的取り扱いなどを行うことにより、4-スピノン以上取り込んだ精密なダイナイクスの評価と高温でのスピン拡散の問題の解決をはかりたい。さらには非平衡系の量子ダイナミクスの問題に取り掛かる予定である。本年度招聘する予定であった外国人研究者が予定を半年遅らせたため未使用分が生じた。令和元年度には国際会議の開催を予定しており、本研究費の一部を用いてこの研究者の滞在補助も含んだ開催費用に当てる予定である。
重度脳障害児におけるポジショニング評価尺度の作成と教育活動への適用

重度脳障害児・者(重障児)のなかでも大島の分類の「1」に該当する最も重篤な障害を有する者には,姿勢・運動面に厳しい制限をもつ者が少なくない.教育活動を実際に展開する上で,最初に問題となるのは教育活動時の課題とそれに適切なポジショニングである.現状では,担任教師の経験に依存した対応がなされているが,誰もが利用可能な客観的な評価尺度が必要である.昨年は主として,心拍指標による評価尺度の作成を行った.本年度は、研究計画の最終年にあたり,評価尺度の教育実践への適用について,2事例で検討を行った.なお,本事例は昨年からの継続児であった.評価尺度として用いたのは,平均HR(HR水準),一過性反応(減速反応,加速反応,無反応)の2種類であり,RSAの即時フィードバックは実現できなかった.A児は高等部3年の男児で,強度四肢麻痺(痙直型)があり,有用な随意的な運動はほとんど不能であった.A児には,課顕によって車椅子座位および背臥位,側臥位での働きかけを行った.静的な課題(読み聞かせ,ペープサート劇)では心拍反応をモニタし,適切な姿勢を指示した.その結果,比較的良好な状態で課題を継続できる時間は延長した.B児は小学部6年の女児で,四肢麻痺はあるが,上肢の運動はリーチングが一部可能であった.A児に対しては,指導当初は主として車椅子座位で働きかけた.しかし,HR測定の結果および作業療法士との協議に基づき,側臥位姿勢で課題を実施することとした.その結果,2学期半ばには,上肢の運動コントロール(目と手の協応)に顕著な改善が見られ,本尺度の有用性が確認された.今後,酸素飽和度等のその他の生理指標との併用により,評価尺度の精度を高める必要がある.重度脳障害児・者(重障児)のなかでも大島の分類の「1」に該当する最も重篤な障害を有する者には,姿勢・運動面に厳しい制限をもつ者が少なくない.教育活動を実際に展開する上で,最初に問題となるのは教育活動時の課題とそれに適切なポジショニングである.現状では,担任教師の経験に依存した対応がなされているが,誰もが利用可能な客観的な評価尺度が必要である.昨年は主として,心拍指標による評価尺度の作成を行った.本年度は、研究計画の最終年にあたり,評価尺度の教育実践への適用について,2事例で検討を行った.なお,本事例は昨年からの継続児であった.評価尺度として用いたのは,平均HR(HR水準),一過性反応(減速反応,加速反応,無反応)の2種類であり,RSAの即時フィードバックは実現できなかった.A児は高等部3年の男児で,強度四肢麻痺(痙直型)があり,有用な随意的な運動はほとんど不能であった.A児には,課顕によって車椅子座位および背臥位,側臥位での働きかけを行った.静的な課題(読み聞かせ,ペープサート劇)では心拍反応をモニタし,適切な姿勢を指示した.その結果,比較的良好な状態で課題を継続できる時間は延長した.B児は小学部6年の女児で,四肢麻痺はあるが,上肢の運動はリーチングが一部可能であった.A児に対しては,指導当初は主として車椅子座位で働きかけた.しかし,HR測定の結果および作業療法士との協議に基づき,側臥位姿勢で課題を実施することとした.その結果,2学期半ばには,上肢の運動コントロール(目と手の協応)に顕著な改善が見られ,本尺度の有用性が確認された.今後,酸素飽和度等のその他の生理指標との併用により,評価尺度の精度を高める必要がある.重度脳障害児・者(重障児)のなかでも大島の分類1に該当する最も重篤な障害を有する者には,姿勢・運動面に厳しい制限をもつ者が少なくない.教育活動を実際に展開する上で,最初に問題となるのは教育活動時の課題と適切なポジショニングである.現状では,担任教師の経験に依存した対応がなされているが,誰もが利用可能な客観的な評価尺度が必要である.本研究では,麻痺のタイプと程度が異なる重障児を対象に,複数の姿勢において異なる期待反応課題を呈示し,同一個人内での期待心拍反応の条件間比較を行い,それに基づき評価尺度の試案を作成した(検討1).さらに,その評価尺度の教育実践への適用について,事例的に検討を行った(検討2).(検討1)姿勢は,仰臥位,側臥位,車椅子座位の3種であった.期待反応課題は,通常利用されるS1(呼名)とS2(働きかけ)の対呈示(S1+S2課題)とイナイイナイバー遊び(face課題)の2種であった.多くの対象児で,S1+S2課題では車椅子座位が,face課題では介助者が支える側臥位でより大きな期待心拍減速が記録され,課題により適切な姿勢は異なった.心拍モニタと表情の2側面よりポジショニングを評価できる可能性を得,試案を作成した.(検討2)訪問教育対象児2事例において,実際の個別指導の教育活動場面で心拍反応と表情をモニタしながら指導実践を試み,尺度の適用可能性と改善方向について考察した.平均心拍値と一過性反応(加速,減速,無反応)と表情から,適切と判断されたポジショニングに関する指示を与え,指導を展開した.

持続性心拍変動に関する情報(RSA,変動係数)のオンライン処理による即時フィードバックが可能となれば,より高精度の尺度の作成が可能と考えられた.重度脳障害児・者(重障児)のなかでも大島の分類の「1」に該当する最も重篤な障害を有する者には,姿勢・運動面に厳しい制限をもつ者が少なくない.教育活動を実際に展開する上で,最初に問題となるのは教育活動時の課題とそれに適切なポジショニングである.現状では,担任教師の経験に依存した対応がなされているが,誰もが利用可能な客観的な評価尺度が必要である.昨年は主として,心拍指標による評価尺度の作成を行った.本年度は,研究計画の最終年にあたり,評価尺度の教育実践への適用について,2事例で検討を行った.なお,本事例は昨年からの継続児であった.評価尺度として用いたのは,平均HR(HR水準),一過性反応(減速反応,加速反応,無反応)の2種類であり,RSAの即時フィードバックは実現できなかった.A児は高等部3年の男児で,強度四肢麻痺(痙直型)があり,有用な随意的な運動はほとんど不能であった.A児には,課題によって車椅子座位および背臥位,側臥位での働きかけを行った.静的な課題(読み聞かせ,ペープサート劇)では心拍反応をモニタし,適切な姿勢を指示した.その結果,比較的良好な状態で課題を継続できる時間は延長した.B児は小学部6年の女児で,四肢麻痺はあるが,上肢の運動はリーチングが一部可能であった.A児に対しては,指導当初は主として車椅子座位で働きかけた.しかし,HR測定の結果および作業療法士との協議に基づき,側臥位姿勢で課題を実施することとした.その結果,2学期半ばには,上肢の運動コントロール(目と手の協応)に顕著な改善が見られ,本尺度の有用性が確認された.今後,酸素飽和度等のその他の生理指標との併用により,評価尺度の精度を高める必要がある.
ポルフィリン単分子層のナノ構造制御と電子移動

機能性電極の設計指針を確立するには、電極表面構造と電子移動反応との関係を明らかにすることが重要である!本研究ではこの目的のため、ポルフィリン単分子層のナノ構造と電子移動機構との関係を系統的に明らかにする研究を遂行するとともに、単分子層の構造制御や評価を行う上で不可欠な関連プロセスの分子レベル解析を実行した。メタロポルフィリン単分子層の構築は、前年度に確立したチオール誘導体の単分子層を構築した後に金属イオンを導入する方法により行った。電極触媒能の評価に必要なポルフィリンの吸着量を評価するために、単分子層の電気化学的還元脱離プロセスを水晶振動子マイクロバランスを用いた質量測定により検討した。単分子層にはアルカンチオールやメルカプトアルキルカルポン酸も用いた。質量変化に及ぼすカチオンや鎖長の効果の検討から、いずれの単分子層でも脱離と同時に溶媒和カチオンが基板表面に吸着することがわかった。また、カルポキシ基のような解離性機能中心の場合にはカチオンとの会合がおきていることが明らかになった。ポルフィリン単分子層については、質量変化からも単分子層の生成が確認されたが、先にメタロポルフィリンを調製し後から単分子層を構築する方法では多層膜の生成が示唆された。これらの結果から、質量変化の測定により単分子層におけるポルフィリンの分子数や構造の評価が行えることが明らかになった。メタロポルフィリン単分子層は酸素分子の還元反応や臭化ベンジルなど含ハロゲン有機化合物の脱ハロゲン化反応に対して良好な活性を示した。アルカンチオールとの混合単分子層を用いて酸素分子の還元反応を検討したところ、ポルフィリン吸着率が減少するとポルフィリンあたりの活性が減少した。また、単分子層をピリジン処理した場合、活性は増加した。このように活性は構造に敏感であることがわかった。
コノドント・小型有孔虫による石灰岩層中のP/T境界の認定

我が国のペルム系・三畳系の境界の研究は,最近の諸外国での研究の進展とともに大方の関心を集め,まず遠洋性岩相での検討が始まりかなりの成果が報告されてきた。しかし石灰岩相での研究は1960年代の知識の水準で,諸外国のそれに比べて決して十分とはいえない状態であった。本研究は3年前の現状に鑑み立案計画された。石灰岩相でこの境界が十分期待できるセクションとして,宮崎県高千穂地域,四国田穂石灰岩,岐阜県大垣市赤坂石灰岩,東京都奥多摩御前山石灰岩,栃木県安蘇郡葛生石灰岩,北海道上磯石灰岩,同じく目梨泊地域などが選択された。本研究ではこれらの地域で詳細な層序の再検討と,炭酸塩岩の採集ならびに微化石を主体とする化石層序学の設定と微岩相との関連を検討した。その結果含有する微化石としては,コノドント・小型有孔虫・フズリナ目有孔虫・石灰藻類等が識別された。これらはそれぞれの生存期間が柱状図中に特定され,かなり詳細な時代を確立することができた。しかし,地域によってはP/T境界部で著しく化石に乏しく,化石層序学的な区分が不十分のセクションもある。炭酸塩岩の微岩相やドロマイト化作用を受けた層準等には,諸外国との強い類似性が認められた。炭質物に富んだ石灰岩層もセクションによっては層準が特定され,P/T境界に於ける生物の大絶滅を引き起こしたとされる環境変遷との反映が読みとれ,最近中国等で解析された境界を含むセクションとの対比が十分可能となった。さらに,栃木県葛生などに見られた特異な堆積相を示す石灰岩礫岩は,P/T境界と時間的に一致しないものも含まれるが,突発的な海水面変動によると見られるtsunamite,tempesite,inunditeなどである可能性が強くなり,境界問題に関連して詳細な解明が要求される新しい研究テーマが得られた。1.野外調査は次の地域で通常の地質学的調査法によって集中的に行った。まず最近明瞭なペルム紀・三畳紀境界として知られる足尾山地の層序学的な調査を行い,多くの資料を得た。北海道宗谷支庁の目梨泊は研究代表者がかねてから研究していた地域であるが,今回の調査によって新たに石灰岩体中にペルム紀最上部の化石帯が確認された。しかし,三畳系最下部との層位学的関係については明らかにできなかった。岐阜県大垣市の赤坂石灰岩は鉱業的に採掘が進展していて,調査は限られたが最上部ペルム系に関する多くの情報を得た。宮崎県高千穂地域はペルム紀・三畳紀境界が最も近接したセクションで知られ,新たな資料特に有孔虫や小型腹足類などの動物群が見いだされた。2.室内実験は薄片の作成と酸処理が併用され,有孔虫,石灰藻,放散虫,コノドント,サンゴ,海綿,軟体動物などが抽出され,古生物学的な検討が進められている。これらの資料については研究の完成まで今後かなりの日時を要するとみられる。また石灰岩の微岩相の解析や,微量成分の化学分析も準備されている。3.ペルム系・三畳系境界に関する層位学的ならびに古生物学的資料のデーターベース化については,近年特に多くなってきた古生物学的な資料についてはかなり整理が進んだ。

4.来年度は野外の層序学的研究をさらに行うのと,研究代表者がかって集めた外国産の古生物学的な資料と共に比較研究を鋭意進める予定である。野外調査は岐阜県高山市ならびに大垣市,山口県秋吉台,福井県足羽川ならびに手取川流域,北海道上磯などの地域で行つた。その内容は上部ペルム系・下部三畳系の石灰岩ならびにチャート,珪質頁岩の化石層序学的研究で,野外での資料の収集特に詳細な柱状図の作成と微化石の採集に勤めた。なかでも大垣市赤坂町金生山に露出する石灰岩からは,従来知られている上部ペルム系の有孔虫化石による層序学的な結論とはかなり異なった新しい見解が得られた。特にフズリナ化石帯に関しては,中国や他のテ-チス地域で設定された最上部ペルム系の小型フズリナや,小型有孔虫化石群に更に付け加わる新しい種属が識別された。またサンゴ化石などにも特異な種属の共存が確かめられた。最下部三畳系と見られる層準は石灰岩が全般的にドロマイト化した部分が多く,微化石も決して豊富ではない。しかし,少量ではあるが時代決定に有効なコノドントが識別されるので層準の決定が可能である。また上磯石灰岩からは,多くの三畳紀微化石が得られたが,これらはこれまでわが国からはほとんど知られていない小型有孔虫化石群である。また上部ペルム系石灰岩にはしばしば異常な堆積相を示す石灰岩角礫岩が知られる。特に栃木県葛生地域や上述の大垣市赤坂石灰岩のものは顕著である。これらはツナマイトとよばれる津波などの波浪によって混合堆積されたものの可能性が強いとみられるような試料が得られ今後の新しい研究テーマである。これは巨大隕石の地球への衝突による生物の大量絶滅にも関係し,興味ある問題であるが目下のところ堆積年代が特定できない。室内研究としては得られた微化石の処理と共に古生物学的記載が進展している。当該年度は最終年度で成果のとりまとめの為の総括的室内作業、ならびに補助的な野外調査に従事した。室内作業は昨年度までの野外調査により得られた層序や採集試料、特に炭酸塩岩類について顕微鏡的特徴の観察を重点的に行い、含有する微化石の小型有孔虫・フズリナ目有孔虫・石炭藻類等の微化石との関連について解析し、ペルム系と三畳系境界における微化石と堆積環境の変遷を考察した。その成果として、我が国では最も完全な地質断面が期待された宮崎県高千穂地域の炭酸塩岩のセクションについて、微岩相が示す境界付近での海水準変動とそれに伴って発生したと見られるドロマイト化作用、微化石層序との変遷課程が明らかになった。同様に北海道北東端の目梨泊に露出する小石炭岩体、さらに古くから知られている岐阜県大垣市の赤坂石炭岩最上部層のセクションについても検討し、高千穂地域のセクションと類似した変遷過程を解析することができた。またかねてから研究を続けてきた栃木県安蘇郡葛生の長網でのセクションは、石炭岩礫岩中での検討であるが、境界付近でのドロマイト化作用を伴う微岩相ならびにサンゴ等の造礁性生物群と微化石層序の消滅と新たな生物群の到来との関連を明示する事ができた。この検討の過程で、これらの石炭岩が津波や突発的な大きな風浪等によって堆積したtsunamiteやtempesite、inunditeの可能性が高くなり、今後解明を要する新しい問題点が提起された。
ヘテロクロマチンと転写装置とを結ぶ分子リンクとその意義の解明

本年度は、われわれが同定した新規HP1結合タンパク質HBiX1(HP1 bindingprotein enriched in inactive X chromosome1、および、HBiX1と結合するSMCHD1のRNA干渉法による機能阻害とDNA-FISH(fluorescence in situ hybridization)法を組み合わせた解析から、HBiX1およびSMCHD1は不活性X染色体の凝縮に寄与することを明らかにした。また、この不活性X染色体の凝縮メカニズムは、X染色体の不活性化に必須とされるXIST(X-inactive specific transcript)RNAの下流に存在すること、これまでXIST RNAの下流で転写抑制に働くことが知られているPRC2とは独立していることが明らかになった。加えて、次世代シーケンサーとクロマチン免疫沈降法を組み合わせたChIP-seq法を立ち上げ、X染色体上にはトリメチル化されたピストンH3K9(H3K9me3)、H3K27(H3K27me3)が互いに排他的なドメインを形成していることを明らかとした。さらに、HBiX1およびSMCHD1はX染色体全体に局在しており、HBiX1はSMCHD1あるいはXISTRNA依存的にH3K27me3領域に局在し、SMCHD1はHBiX1依存的にH3K9me3領域に局在することが明らかとなった。これらのことを考えあわせることにより、HBiX1、SMCHD1およびXIST RNAは複合体を形成し、不活性X染色体上のH3K9me3領域とH3K27me3領域を結ぶ高次の折り畳みにより染色体凝縮を引き起こし、この構造が転写装置に働きかけて不活性化に寄与しているというモデルを構築することができた。これらの成果は、現在論文として投稿する段階にある。これまでに、プロテオミクスを用いて、HP1相互作用タンパク質を80種類以上同定した。同定した多くのHP1結合タンパク質は、疎水性のアミノ酸がならんだPxVxL配列モチーフを介して、HP1と相互作用する。しかし、新規HP1結合因子であるPOGZ(交付申請書にはSUHWと記載した)は、既知の結合様式とは異なりZnフィンガー様モチーフを介してHP1と結合することがわかった。本年度の研究から、POGZのZnフィンガー様モチーフはPxVxL配列モチーフと競合してHP1と結合し、またHP1とクロマチンの結合を不安定化することがわかった。RNA干渉法とその相補実験から、POGZのZnフィンガー様モチーフを介したHP1との結合は、正常なM期の進行や、HP1のM期染色体腕部からの解離に必要であった。さらにPOGZは、Aurora BキナーゼのM期染色体腕部からの解離と活性化に必要であることがわかった。Aurora Bを含む複合体はHP1と直接結合することから、POGZはZnフィンガー様モチーフによりHP1に働きかけ、Aurora Bの局在や活性化を制御していると考えられる。現在、これまでの結果を論文にまとめて投稿中である。またPOGZは、POGZBP2(POGZ-binding protein 2)を介してRNAポリメラーゼII(polII)と結合しうることをこれまでに明らかにしている。本年度の研究では、POGZBP2のプロテオミクス解析から、polIIだけでなくpolIIとの結合に必要なモチーフを持つタンパク質をPOGZBP2の他に2種類同定した。このことから、POGZはこれらのタンパク質を介してある転写状態のpolIIと結合し、機能性RNAの転写制御に関与していることが予想された。本年度は、酵母ツーハイブリッド法を用いてクロモソームパッセンジャー複合体(CPC)の構成因子であるINCENPがHP1結合モチーフであるPxVxLモチーフを持つことを示し、さらにHP1と結合できない変異INCENPの免疫染色による観察から、分裂期前期においてINCENPはHP1との結合を介して染色体腕部に局在することが明らかとなった。またAurora Bキナーゼの活性を薬剤により阻害した場合でもHPZ (HP1 binding zinc finger like motif)を強発現させることで、CPCを染色体腕部から解離させられることがわかった。よって、POGZ(申請書にはSUHWと記載した)はHPZによりHP1との結合を介してAurora Bキナーゼの局在と活性を制御すると結論し、これまでの結果を論文としてまとめ、Nature Cell Biology誌に発表した。また次世代シーケンサーを用いたChIP-seq法の実験系の立ち上げの第一段階として、核内で特異的な局在を示す新規HP1結合タンパク質に着目し、染色体上の分布を調べたところ、X染色体上に濃縮されることが明らかになった。このタンパク質をHBiX1 (HP1 bindingprotein enriched on X chromosome1)と名付けた。HBiX1をRNA干渉法により機能阻害をすると、X染色体上のトリメチル化されたヒストンH3の9番目のリジンが減退したことから、HBiX1はHP1を介してX染色体上のヘテロクロマチン領域の機能に寄与しているものと想定された。

また、この不活性X染色体の凝縮メカニズムは、X染色体の不活性化に必須とされるXIST(X-inactive specific transcript)RNAの下流に存在すること、これまでXIST RNAの下流で転写抑制に働くことが知られているPRC2とは独立していることが明らかになった。加えて、次世代シーケンサーとクロマチン免疫沈降法を組み合わせたChIP-seq法を立ち上げ、X染色体上にはトリメチル化されたピストンH3K9(H3K9me3)、H3K27(H3K27me3)が互いに排他的なドメインを形成していることを明らかとした。さらに、HBiX1およびSMCHD1はX染色体全体に局在しており、HBiX1はSMCHD1あるいはXISTRNA依存的にH3K27me3領域に局在し、SMCHD1はHBiX1依存的にH3K9me3領域に局在することが明らかとなった。これらのことを考えあわせることにより、HBiX1、SMCHD1およびXIST RNAは複合体を形成し、不活性X染色体上のH3K9me3領域とH3K27me3領域を結ぶ高次の折り畳みにより染色体凝縮を引き起こし、この構造が転写装置に働きかけて不活性化に寄与しているというモデルを構築することができた。これらの成果は、現在論文として投稿する段階にある。
新規インターフェロン様蛋白Limitinのシグナル解析とヒト型遺伝子同定

我々が同定したlimitinに関し、IFN-αやIFN-βと相同性を有する事実・IFN-α/β受容体と結合する事実・抗ウイルス活性を有する事実を明らかにした。これらの事実に基づき、Limitinは新種のI型IFNと認められIFN-ζと命名された。リコンビナントIFN-ζ/limitinを作製し、IFN-ζ/limitinの生理活性をIF-αと同一実験系にて直接比較した。IFN-ζ/limitinは、腫瘍細胞増殖抑制・MHC class I発現増強・CTLキラー活性増強に関しIFN-αと同等の生理活性を示した。一方、正常骨髄球・赤芽球・Bリンパ球・巨核球前駆細胞に対するIFN-ζ/limitinの増殖抑制作用は、IFN-αと比較して減弱していた。特に、IFN-αをマウスに投与すると骨髄中の骨髄球・赤芽球前駆細胞数が減少したのに対し、IFN-ζ/limitin投与では影響を及ぼさなかったことが象徴的であった。次に、IFN-ζ/limitinやIFN-αによる増殖抑制シグナルを解析した。線維芽細胞では、抗ウイルス作用誘導及びISREプロモーター活性誘導に対し、IFN-ζ/limitin刺激ではIFN-α刺激と比較してIRF-1依存性の経路がより重要であった。培養巨核球では、IFN-ζ/limitinは、IFN-αと同程度のStat1リン酸化やSOCS-1遺伝子発現を誘導した。しかし、IFN-ζ/limitin刺激は、IFN-αと比較してTyk2活性化および巨核球前駆細胞増殖抑制に重要であるDaxx遺伝子発現やCrkリン酸化誘導が減弱していた。我々はDaxx分子と細胞増殖抑制の関係を解析し、Daxx蛋白をBa/F3細胞に過剰発現させるとFasを介するアポトーシス誘導が増強されることを明らかにするとともに、Daxx蛋白との新しい結合蛋白としてDMAP1やTSG101を同定した。このように、IFN-ζ/limitinの生理活性の特徴を明らかにするとともに、シグナルの特徴も徐々にではあるが解明してきた。一方、ハイブリダイゼーションによるスクリーニングやゲノムシクエンス解析を行なったが、ヒト型IFN-ζ/limitin遺伝子を同定できなかった。そこで、IFN-ζ/limitin様ヒトIFNの構築を目的としてIFN-ζ/limitinとIFN-αのシークエンスの違いに基づき種々のアミノ酸置換IFN-αを作製した。本研究成果は、IFN-ζ/limitin様ヒトIFNの構築に貴重な情報を提供するだけでなく、副作用を減らす新しいIFN治療戦略確立に寄与するものである。IFN-αやIFN-βと相同性を有する事実・IFN-α/β受容体と結合する事実・抗ウイルス活性を有する事実に基づき、我々が同定したlimitinは新種のI型IFNと認められIFN-ζと命名された。

作製したリコンビナントIFN-ζ/limitinを用い、IFN-ζ/limitinの生理活性をIFN-αと同一実験系にて直接比較した。IFN-ζ/limitinは、腫瘍細胞増殖抑制・MHC class I発現増強・CTLキラー活性増強に関しIFN-αと同等の生理活性を示した。一方、正常骨髄球・Bリンパ球・巨核球前駆細胞に対するIFN-ζ/limitinの増殖抑制作用は、IFN-αと比較して減弱していた。次に、培養巨核球を用いIFN-ζ/limitinやIFN-αによる増殖抑制シグナルを解析した。IFN-ζ/limitinは、IFN-αと同程度のStat1リン酸化やSOCS-1遺伝子発現を誘導した。しかし、IFN-ζ/limitinは、IFN-αと比較してTyk2活性化および巨核球前駆細胞増殖抑制に重要であるDaxx遺伝子発現やCrkリン酸化誘導が減弱していた。我々はDaxx分子と細胞増殖抑制の関係を解析し、Daxx蛋白をBa/F3細胞に過剰発現させるとFasを介するアポトーシス誘導が増強されることを明らかにするとともに、Daxx蛋白との新しい結合蛋白としてDMAP1やTSG101を同定した。ハイブリダイゼーションやゲノムシクエンス解析を行なったが、ヒト型IFN-ζ/limitin遺伝子を同定できなかった。そこで、IFN-ζ/limitin様ヒトIFNの構築を目的としてIFN-ζ/limitinとIFN-αのシークエンスの違いに基づき種々のアミノ酸置換IFN-αを作製した。本研究成果は、IFN-ζ/limitin様ヒトIFNの構築に貴重な情報を提供するだけでなく、副作用を減らす新しいIFN治療戦略確立に寄与するものである。
タイ国シャム湾沿岸のさんご礁生物群集に関する研究(第二次調査)

タイ国シャム湾湾奥部にあるシイチャン島周辺は、湾内への大きな河川の流入がある為に海水塩分の年間変動が大きい(15ー33%。)。また懸濁物も多いので透明度も低い。このような内湾的環境に成立するサンゴ群集は、サンゴ礁を形成することのない非礁性のサンゴ群集である。わが国の温帯地方でも造礁サンゴが生育し、しばしばよく発達したサンゴ群集が成立している場所が少なくない。しかし、このような場所で見られる群集ではいずれも非礁性サンゴ群集であり、サンゴ礁が発達することはない。これは通常温帯海域では水温が低くサンゴの生育が悪い為と推測されているが、未だ十分に説明されているとはいえない。サンゴの生育にとって水温条件は申し分ないと思われる熱帯海域においても、本研究を行なったシイチャン島のような内湾的環境のもとでは、サンゴ礁が発達しないのが普通である。このことは、サンゴ礁が発達しない直接の要因として水温のみを引き合いに出すことが再検討されるべきであることを示唆している。サンゴ礁の形成は、サンゴをはじめとした生物による造礁作用と、生物及び非生物的要因による破壊作用との差引によって動的に決っていると言える。このようなことを念頭において、非礁性のサンゴ群集の成立と維持(何故礁を形成することができないのか)を解明することを目的として本研究が行なわれた。第1次調査によって得られた成果に基づいて、非礁性サンゴ群集と本調査地に発達した特色ある生物群集の構造解明の為に、いくつかのテーマについて集中的な調査が行なわれた。1.塊状ハマサンゴは、サンゴ同士の種間競争においては常に劣位にあり、多くの種に攻撃された場合勝ち目はないが、調査地では優占種でその被覆度は最も高い。それは何故なのか?詳細な現場調査によって、サンゴの大きさや空間配置の正確な地図を作成し、群集構造と優占種の個体群構造の詳細な解析と種間競争関係を検討し、合せてガンガゼのグレイジングや既に得られている穿孔物動の豊富さなどから、次の様な推測がなされた。このハマサンゴが優占する非礁性サンゴ群集の形成と維持には、ガンガゼのグレイジングによる骨格の削り取りや穿孔動物の侵食作用によるサンゴの死亡や分断・破壊、更にハマサンゴが群体の倒壊によって新たな生息場所へ受動的に加入する能力を持っていることなどが重要であると考えられた。また、ガンガゼはサンゴの骨格や他の硬い底質上の藻類群集にも極めて重大な影響を及ぼしていることが野外における実験で確かめられた。ガンガゼや多様な穿孔動物の役割の評価が将来の重要な課題であり、このような環境でこれらサンゴの破壊生物が多い理由を解明し、具体的に造礁作用と破壊作用のかかわりを解明する必要がある。2.サンゴ群集に続く砂底には様々な底生動物が生息しているが、中でもウニ類が低生生物群集に及ぼす影響は興味深い。埋在性の2種のブンブクが、深度に沿って住み分けている。浅所ではミナミオオブンブクの摂食作用によって、粗い礫が残った谷間と細かい粒子の山が作られる。このような環境の異質性が動物の活動によってもたらされ、その為に砂底に微小生息場所が形成され維持されることを実験的に確かめた上で、それぞれに特色ある動物群集を成立させていることを立証した。ウニ類は砂底においても極めて重要で、群集の構造化過程における影響種として重要な役割を担っている。3.数メートル以深の砂底には、2種の単体サンゴと2種のワレクサビライシが極めて高密度で生息していることがこの場所の際立った特徴であった。それらの分布と個体群構造の記載を行ない、また走査電子顕微鏡による形態観察や生体染色実験によって、オオワレクサビライシの自割による無性的増殖のメカニズムを調べた。4.これらの他にもサンゴ棲の小型動物の群集構造の記載と、それに及ぼすサンゴ群体の大きさの影響をハナヤサイサンゴを用いて調べた。また、群集の特徴を全体に把握する為に不可欠な動物相の記載作業の手始めとして、貝類のリストを作成した。)。

サンゴ礁の形成は、サンゴをはじめとした生物による造礁作用と、生物及び非生物的要因による破壊作用との差引によって動的に決っていると言える。このようなことを念頭において、非礁性のサンゴ群集の成立と維持(何故礁を形成することができないのか)を解明することを目的として本研究が行なわれた。第1次調査によって得られた成果に基づいて、非礁性サンゴ群集と本調査地に発達した特色ある生物群集の構造解明の為に、いくつかのテーマについて集中的な調査が行なわれた。1.塊状ハマサンゴは、サンゴ同士の種間競争においては常に劣位にあり、多くの種に攻撃された場合勝ち目はないが、調査地では優占種でその被覆度は最も高い。それは何故なのか?詳細な現場調査によって、サンゴの大きさや空間配置の正確な地図を作成し、群集構造と優占種の個体群構造の詳細な解析と種間競争関係を検討し、合せてガンガゼのグレイジングや既に得られている穿孔物動の豊富さなどから、次の様な推測がなされた。このハマサンゴが優占する非礁性サンゴ群集の形成と維持には、ガンガゼのグレイジングによる骨格の削り取りや穿孔動物の侵食作用によるサンゴの死亡や分断・破壊、更にハマサンゴが群体の倒壊によって新たな生息場所へ受動的に加入する能力を持っていることなどが重要であると考えられた。また、ガンガゼはサンゴの骨格や他の硬い底質上の藻類群集にも極めて重大な影響を及ぼしていることが野外における実験で確かめられた。ガンガゼや多様な穿孔動物の役割の評価が将来の重要な課題であり、このような環境でこれらサンゴの破壊生物が多い理由を解明し、具体的に造礁作用と破壊作用のかかわりを解明する必要がある。2.サンゴ群集に続く砂底には様々な底生動物が生息しているが、中でもウニ類が低生生物群集に及ぼす影響は興味深い。埋在性の2種のブンブクが、深度に沿って住み分けている。浅所ではミナミオオブンブクの摂食作用によって、粗い礫が残った谷間と細かい粒子の山が作られる。このような環境の異質性が動物の活動によってもたらされ、その為に砂底に微小生息場所が形成され維持されることを実験的に確かめた上で、それぞれに特色ある動物群集を成立させていることを立証した。ウニ類は砂底においても極めて重要で、群集の構造化過程における影響種として重要な役割を担っている。3.数メートル以深の砂底には、2種の単体サンゴと2種のワレクサビライシが極めて高密度で生息していることがこの場所の際立った特徴であった。それらの分布と個体群構造の記載を行ない、また走査電子顕微鏡による形態観察や生体染色実験によって、オオワレクサビライシの自割による無性的増殖のメカニズムを調べた。4.これらの他にもサンゴ棲の小型動物の群集構造の記載と、それに及ぼすサンゴ群体の大きさの影響をハナヤサイサンゴを用いて調べた。また、群集の特徴を全体に把握する為に不可欠な動物相の記載作業の手始めとして、貝類のリストを作成した。