hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
異種界面原子層の電界イオン顕微鏡による評価

当研究課題では、下地M(M:W,Mo,Ta,Nb)表面上に結晶構造の異なるPdを、10^<-8>Pa下で真空蒸着し、PdのsubmonolayerからPd固有の結晶構造を持つ成長層が形成される迄の、各原子層の配列構造との遷移過程、およびその結合状態等について、一原子分解能電界イオン顕微鏡(FIM)と電界脱離法により調べられた。1.下地界面にあるPdの12原子層の原子配列構造は、何れの下地面に於いても下地表面の原子配列構造と全く同じ配列構造を持つ疑似形態層(Pseudomprphiclayer)を形成している。そして、この構造は極低温下(20K)に於いても観察された。2.そのPd単原子層の疑似形態層は下地面に対して最も安定で、仕事関数は最大値を示す。4.W(011)Ta(011)、Mo(011)表面上に2030のPd原子層を蒸着させた場合に、蒸羞原子固有のPd【111】方位の明瞭な結晶面が成長することが確認された(Pd【111】/U(011))。Pd固有の成長層は、下地界面にある最も安定な12原子層のPd疑似形態層上に形成されるが、両原子届は連続的には移行せず両原子配列相の中間層には数原子層のbufferlayerが存在する。しかし、この中間層では規則性の在る明瞭な原子配列構造は分析できなかった。これらの中間層を、更に定量的に分析するめには、試料の極低温化等の装固の工夫が必要であろう。5.W(011)、Uo(011)表面上での微小Pd単原子層同志の熱拡散の挙動についでも分析された。エレクトロニクスデバイスの極微細化構造と共に,一原子レベルの原子挙動の情報が必要不可欠である。当研究では金属(M;W,Mo,Ta,Nb)表面上に異種金属Pdを≦10Torr中で真空蒸着し,PdのSubmonolayerから蒸着質固有の成長層が形成される迄の原子配列構造について,一原子分効能電界イオン顕微鏡(FIM)法により調べられている。観察手法は[011]方位針状試料(W,Mo,Ta,Nb)表面上に数十原子層のPdを低温で真空蒸着させた後,蒸着層を乱さず最表面層から静的に一原子層毎,界面を経て下地原子面が現れるまで電界蒸発法により剥ぎ取りながら,その都度Pd蒸着層の原子配列構造が観察された。(1)下地原子面に直接接触している12Pd原子層は何れの下地原子面(011),(111),(112)上でも,下地の原子配列構造と全く同じFIM像が観察される。すなわち疑似形態層が形成されており低温下でも観察された。Pd蒸着層のうち疑似形態層の下地面に対する結合力は最も安定で,仕事関数は最大値を示す。(2)更に,疑似形態層の蒸発電界強度は下地原子種の蒸発電界強度に強く支配されており,もはやPd固有の値(3.4V/A)を示さない。すなわち,下地W(011),Mo(011)の表面原子の蒸発電界強度が5.7V/A,5.0V/Aに対して,Pd単原子層の疑似形態層の蒸発電界強度は5.2V/A,4.6V/Aである様に,下地の蒸発電界強度よりも僅か低い(△F≦0.5V/A)。

(3)bcc構造の最密面Mo(011)表面上のfcc構造のPd固有の上層は水素イメ-ジに依り,最も安定な12層疑似形態層を介して形成されており,その成長(111)方位で成長している{Pd(111)||Mo(011)}。これらの結晶学的関係は,下地W,Ta表面上のPdに於も観察された。当研究課題では,平成3年度に続いてW(011),Ta(011),Mo(011)及びNb(011)上に結晶構造の異なるPdを,10^<-8>Pa下で真空蒸着し,Pd単原子層からPd固有の成長層が形成される迄の原子配列構造の遷移過程とその挙動について一原子分解能電界イオン顕微鏡(FIM)により,最表面層から下地界面に至るまで順次電界脱離させ,その都度一原子層ごとの原子配列構造が調べられた。2.W(011),Ta(011),Mo(011)表面上に2030のPd原子層を蒸着させた場合に,Pd[111]方位の明瞭な結晶面が成長することが確認された。これらのPd成長層を電界脱離法で下地界面まで各原子層の配列構造の移行過程についてFIM観察された。最表面層のPd固有の成長層と,下地界面の12原子層のPd疑似形態層は明瞭に分解される。また,これらの両原子層は連続的には移行せず,両原子配列相の中間層には数原子層のbuffer layerが存在する。しかし,この中間層(buffer layer)では,規則性の在る明瞭な原子配列構造は分析できない。これらの中間層を,更に定量的に分析するめには,試料の極低温化等の装置の工夫が必要であろう。3.W(011),Mo(011)表面上に極微少量のPdを極底温で蒸着され(011)表面上での微小Pd単原子層同志の熱拡散効果の挙動について分析された。(011)面上のPd単原子層同志が加熱により一つの大きなPdを生成した後,ある臨界温度で,Pd単原子層は個々に分解されず一つの単原子層のまま(011)表面から消滅する。
IgA腎症及び糖尿病性腎症の発症・進展に関する遺伝素因の研究

・糖尿病性腎症の発症に関する遺伝子の検索は、我々の基礎的研究でヒト腎生検での核酸の酸化的障害産物である8-OHdGの蓄積を確認したところ、糖尿病性腎症では糸球体内皮細胞、上皮細胞、間質の血管内皮細胞にその蓄積が観察され、高血糖状態に基づく核酸の酸化的障害と糖尿病性腎症発症の関連性が示された。この結果を基に、核酸の酸化的障害と関連することが報告されている遺伝子多型と糖尿病性腎症発症の関連性について検討した。有意な結果が得られたのは8-oxoguanine DNA glysosylase (hOGG1)のSer326Cys多型のみで、すでにCys326はSer326に比較して核酸の酸化的障害の除去能が弱いことが報告されている。今回の研究では、II型糖尿病426症例を対象にその遺伝子頻度を検討した。糖尿病性腎症を発症した症例の遺伝子頻度は(C=45%,S=55%)で、腎症を発症しなかった症例の(C=35%,S=65%)であった。糖尿病性腎症を発症した症例では核酸の酸化的障害の除去能の劣るCを有意に高く持つ傾向にあることが示された(p<0.01)。American Society of Nephrologyにて発表した。・IgA腎症の発症に関連する遺伝子検索は、近年6q22-3に原因遺伝子座の存在が報告された。今回、同様の部位においてhomozygosity mappingを施行した。(1)16症例の近親婚間に生まれたIgA腎症症例と、(2)10症例の家族内発症例についての検討を行った。(1)Homozygosity mappingの結果では16症例中9症例がhomozygosityであった。(2)の家族内集積では10家系中6家系がこの座位に連鎖していることが判明した。これらの家系に共通している遺伝子座位には、既知の遺伝子であるlamininα2を含む3つの遺伝子のみの存在が確認されている。今後、これらの遺伝子を候補遺伝子としてSNPS解析などを行う予定としている。・IgA腎症進展に関しても前述のhOGG1遺伝子多型についての検討を行った。末期腎不全に陥った症例の遺伝子頻度は(C=63%,S=37%)で、腎機能の悪化しなかった群の(C=47%,S=53%)であった(p<0.05)。IgA腎症でも同様にこの遺伝子多型が関与している事が判明した。(1)糖尿病性腎症の発症に関する遺伝子の検索は、我々の基礎的研究で、その発症に活性酸素の核酸障害が関与しているという結果を基に、核酸の酸化的障害の除去を行う酵素をコードする遺伝子の多型性と糖尿病性腎症発症の関連性について検討した。中でも有意な結果が得られたのは8-oxoguanine DNA glysosylase(hOGG1)のSer326Cys多型で、この遺伝子多型は基礎的研究に於いて、Cys326はSer326に比較して核酸の酸化的障害の除去能が弱いことが知られている。7年以上の経過を有するII型糖尿病426症例で、糖尿病性腎症を発症した症例の遺伝子頻度は(CC : CS : SS=24% : 43% : 29%)で、腎症を発症しなかった症例の(CC : CS : SS=11% : 49% : 40%)であった。糖尿病性腎症を発症した症例では核酸の酸化的障害の除去能の劣るCを有意に高く持つ傾向にあることが示された(P<0.01)。また、ヒト腎生検での核酸の酸化的障害のマーカーである8-OHdGの蓄積も確認したが、同様の腎機能であるIgA腎症の腎生検組織ではほとんどその蓄積が確認されないのに対して、糖尿病性腎症では糸球体内皮細胞、上皮細胞、間質の血管内皮細胞に蓄積が観察され、高血糖状態に基づく核酸の酸化的障害と糖尿病性腎症発症の関連性が示され、International Society of Nephrology/American Society of Nephrology(San Francisco)にて発表した。(2)IgA腎症の発症に関連する遺伝子検索は、近年6q22-3にIgA1の存在が報告された。我々の施設でも以前から、近親婚間に生まれたIgA腎症症例の連鎖解析を施行していたが、有意な結果を得るに至っていなかった。現在16症例の近親婚間に生まれたIgA腎症症例についての検討を行ったが、同様の座位で16症例中9症例がhomozygosityであり、さらに共通してhomozygosityであった座位は1cMまで絞り込むことが可能であり、その座位には既知の遺伝子であるlamininα2を含む3つの遺伝子の存在が確認されており、今後、これらの遺伝子を候補遺伝子として解析を行う予定としている。

有意な結果が得られたのは8-oxoguanine DNA glysosylase (hOGG1)のSer326Cys多型のみで、すでにCys326はSer326に比較して核酸の酸化的障害の除去能が弱いことが報告されている。今回の研究では、II型糖尿病426症例を対象にその遺伝子頻度を検討した。糖尿病性腎症を発症した症例の遺伝子頻度は(C=45%,S=55%)で、腎症を発症しなかった症例の(C=35%,S=65%)であった。糖尿病性腎症を発症した症例では核酸の酸化的障害の除去能の劣るCを有意に高く持つ傾向にあることが示された(p<0.01)。American Society of Nephrologyにて発表した。・IgA腎症の発症に関連する遺伝子検索は、近年6q22-3に原因遺伝子座の存在が報告された。今回、同様の部位においてhomozygosity mappingを施行した。(1)16症例の近親婚間に生まれたIgA腎症症例と、(2)10症例の家族内発症例についての検討を行った。(1)Homozygosity mappingの結果では16症例中9症例がhomozygosityであった。(2)の家族内集積では10家系中6家系がこの座位に連鎖していることが判明した。これらの家系に共通している遺伝子座位には、既知の遺伝子であるlamininα2を含む3つの遺伝子のみの存在が確認されている。今後、これらの遺伝子を候補遺伝子としてSNPS解析などを行う予定としている。・IgA腎症進展に関しても前述のhOGG1遺伝子多型についての検討を行った。末期腎不全に陥った症例の遺伝子頻度は(C=63%,S=37%)で、腎機能の悪化しなかった群の(C=47%,S=53%)であった(p<0.05)。IgA腎症でも同様にこの遺伝子多型が関与している事が判明した。
γ、γ-ジアルコキシアリルジルコニウム種とその類縁体を用いた合成反応の開発と応用

本研究では簡便に発生可能な新規な有機ジルコニウム活性種を用いる効率的な炭素・炭素結合形成反応の開発を目的とする。その結果、γ,γ-ジアルコキシアリルジルコニウム種を用いた系において従来明らかでなかった反応性を見出し、効率的な反応の開発に成功した。またフルオロアルケニウムクロム種について、その新規な反応性を明らかとした。研究代表者はジルコノセンジクロリドとn・ブチルリチウムより発生したジルコノセン-ブテン錯体とオルトアクリル酸トリエチルエステルとを作用させることにより、ジルコニウムの配位子交換およびアルコキシル基のβ脱離を経てγ,γ-ジアルコキシアリルジルコニウム種1が生成することを既に報告している。このγ,γ-ジアルコキシアリルジルコニウム種1との反応基質について、その一般性を拡大すべく検討を行なった。まずイミン類との反応について引き続き検討を行なった。添加剤として1価の銅塩を用いて反応を行なうと、1のγ位でイミンに付加したgem・ジアルコキシホモアリルアミンが生成することを見出し既に報告している。そこで、ルイス酸共存下におけるジルコニウム種1とイミンとの反応について検討を行なったところ、イミンとしてベンジリデンアニリンを用いた場合にgem・ジアルコキシシクロプロピルアミン誘導体が得られる事が明らかとなった。これは、ジルコニウム種1に含まれるケテンアセタール部位が付加をし、その後分子内環化した生成物と考えられた。すなわちジルコニウム種1のβ位でまずイミンへの付加が起こり、引き続き系内に存在するアルキルジルコニウム部位が分子内ののオキソカルベニウムイオン求核付加し得られたと考えた。現在、引き続きその他の基質について反応の検討を行なっている。また、フルオロアルケニルクロム種の合成とそのアルデヒド類との反応についても検討を行ない、フルオロアルケニルクロム種の発生とアルデヒド類への付加によるフルオロアリルアルコール誘導体の生成を明らかとした。上記の研究内容について、第30回フッ素化学討論会にて発表を行なった。また、日本薬学会第127年会にて発表予定である。また、γ,γ-ジアルコキシアリルジルコニウム種1に関する総合論文を有機合成化学協会誌にて発表した。研究代表者はジルコノセンジクロリドとn-ブチルリチウムとの反応により生成するジルコノセン-ブテン錯体にオルトアクリル酸トリエチルエステルとを作用させることにより、ジルコニウムの配位子交換およびアルコキシル基のβ脱離を経てγ,γ-ジアルコキシアリルジルコニウム種が生成することを既に報告している。このγ,γ-ジアルコキシアリルジルコニウム種との反応基質について、その一般性を拡大すべく検討を行なった。ルイス酸存在下、この有機ジルコニウム錯体とアクリル酸アミド類との反応ではgem-ジアルコキシシクロブタン誘導体が得られるが、プロピン酸アミド類との反応を検討した。TMSOTf存在下、γ,γ-ジアルコキシアリルジルコニウム種とプロピン酸ジベンジルアミドとの反応は進行し、ジルコニウム種のケテンアセタール部位がマイケル付加した後、中間体に生成するN,O-アセタール部位が反応し、gem-ジアルコキシシクロブテン誘導体が得られる事を明らかとした。また、フルオロアルケニルクロム種の合成とそのアルデヒド類との反応についても検討を行なった。ブロモフルオロアルケンに塩化クロム(II)存在下アルデヒドをフルオロアルケニルクロム種の発生とアルデヒド類への付加によるフルオロアリルアルコール誘導体の生成を既に報告している。この反応に用いるアルデヒド類としてキラルな分子鎖を有するアルデヒドを用いて反応を行ない、含フッ素ベスタチンアナログ合成を指向し検討を行なったところ、良好な収率で対応する含フッ素ベスタチンアナログ前駆体の合成に成功した。研究代表者はジルコノセンジクロリドとn-ブチルリチウムとの反応により生成するジルコノセン-ブテン錯体にオルトアクリル酸トリエチルエステルを作用させることにより、ジルコニウムにおける配位子交換および分子内アルコキシル基のβ脱離を経てγ, γ-ジアルコキシアリルジルコニウム種が生成することを既に報告している。このγ, γジアルコキシアリルジルコニウム種を用いた反応における基質について、その一般性を拡大すべく検討を行なった。シアン化銅(I)存在下、この有機ジルコニウム錯体とアリルハライドとの反応ではジルコニウム種のα位でカップリング反応が進行し、5-ヘキセン酸エステル誘導体が得られることが明らかとなっている。そこで、基質としてα, β-不飽和ケトン誘導体を用いた付加反応について検討を行った。種々の基質を検討したところ、多くの基質で反応が進行せず、本基質に対する低い反応性が示された。シクロヘキセノンと反応を行った場合、20%の収率でジルコニウム種のα位における1, 4-付加反応が観察された。カルコンを用いた場合には89%の収率でジルコニウム種のγ位が反応点となる1, 2-付加体が得られ、今回の活性種が一般的な銅試薬とは異なる性質を有することが明らかとなった。また、フルオロアルケニルクロム種の合成とそのアミノアルデヒド類との反応についても検討を行なった。

反応に用いるアルデヒド類として含窒素体であるキラルなアミノアルデヒドを用いて反応を行ない、含フッ素ベスタチンアナログ合成を指向し検討を行なったところ、良好な収率で対応する前駆体の合成に成功した。上記の研究内容について、The 236th ACS National Meeting、第32回フッ素化学討論会および日本薬学会第129年会にて発表を行なった。
内分泌撹乱化学物質のヒトにおけるリスク評価へ向けた脳発達影響評価系の確立と応用

本研究では「ヒトにおける内分泌撹乱化学物質の曝露リスク評価」を前提とした脳神経系発達における化学物質の影響評価系の確立を試みた。ここでは化学物質の影響評価に繁用されるラットとカニクイザルを用いることで種差の評価を行い、同時に個体レベルの実験(in vivo)と細胞レベルの実験(in vitro)を組み合わせることで生物学的蓋然性の評価を加えることをめざし研究を行った。本研究の成果から、ラットとカニクイザルには甲状腺ホルモンや化学物質の感受性に関し程度だけでなく質的にも種差が存在することが明らかとなった。また、化学物質の影響に際し個体レベルと細胞レベルの評価を一貫して行うことの重要性を明示した。本研究は「内分泌撹乱化学物質のヒトにおけるリスク評価へ向けた脳発達影響評価系の確立と応用」を課題として3年計画で実験動物(カニクイザル・ラット)を用いた個体レベル(in vivo)および細胞レベル(in vitro)での実験系の構築を目指す。3年計画の初年度である本年度は未だ情報の少ないカニクイザルの脳発達を分子生物学的に明らかにしながら、その発達に重要である甲状腺ホルモンの役割の有無・程度について検討した。具体的にはモノアミン系神経伝達のひとつであるドーパミン系神経伝達で働く受容体、トランスポーター、合成酵素、および代謝酵素について胎齢110、140日、生後30、60、90日、および4歳の脳各部位(前頭葉皮質、帯状皮質、尾状核、海馬、および小脳)でのタンパク発現量を評価した。その結果、ドーパミン系はグルタミン酸やGABAを用いた神経伝達系よりも早期から発達することが明らかとなった。現在、発達期甲状腺ホルモン欠乏カニクイザルの脳各部位のタンパク発現量を精査している。これらの情報は霊長類の脳発達に関する分子生物学的情報として重要である。また細胞レベルでの影響評価系の確立を目的として胎齢80日カニクイザルおよび生後2日のラットから培養アストロサイトを培養液等同一の試薬で調整し、被験化学物質について相同的試験を組む準備を行った。ヒトにおけるリスク評価に役立つ情報を提供することを目的としている本研究においてこのように霊長類とげっ歯類を極めて相同する条件で比較する実験系の確立は重要である。ここまで本研究では「内分泌撹乱化学物質のヒトにおけるリスク評価へ向けた脳発達影響評価系の確立と応用」を課題として利用可能な医科学実験用霊長類であるカニクイザルと毒性学で繁用されるラットの2種類の実験動物を用いて種差を考慮しながら、個体レベル(in vivo)と細胞レベル(in vitro)で実験を行ってきた。本年度はカニクイザルの脳発達をタンパク質発現解析に加え遺伝子発現解析を行い、また脳発達における甲状腺ホルモンの役割のさらなる精査も行った。一方、細胞レベルの化学物質影響評価系の確立と応用を目指し、カニクイザルおよびラット由来の培養細胞に加えてヒト由来のアストロサイトや株化細胞も利用し、これらの細胞を並べて影響評価を行うことで評価バッテリーの拡充に努めた。そして最終年度である本年度はこれまで得られた知見をまとめて投稿論文として報告することに注力し、国際学術誌への公表を果たした。3年計画の2年目である平成24年度は昨年につづき、カニクイザルの脳発達についての分子生物学的評価と培養アストロサイトを用いた化学物質の影響評価に注力した。個体レベルの実験については、前年度に引き続き、胎齢110、140日、生後30、60、90日、および4歳の脳各部位(前頭葉皮質、帯状皮質、尾状核、海馬、および小脳)でのドーパミン作動性神経伝達に重要な役割を果たすタンパク発現量を評価した。また、新生仔期に甲状腺ホルモンを欠乏させたカニクイザルについてもこれらの因子の発現量を評価したが影響は見られなかった。また、セロトニン作動性神経伝達に関するタンパク質(セロトニン受容体、輸送体、合成酵素、および代謝酵素等)の発現を評価するための条件検討を行った。細胞レベルの実験については脳の機能に神経細胞と同等に重要であるアストロサイトについてラット・カニクイザル・ヒト由来の培養系を確立し、被験物質曝露が遺伝子発現やタンパク発現に与える影響を解析し得る状態にした。また、遺伝子発現やタンパク発現にとどまらず細胞内情報伝達に与える影響を評価するために細胞内におけるキナーゼカスケードに注目した評価系を確立した。本研究の最終目的は実験動物を用いた結果をヒトにおけるリスク評価に役立てるために個体レベル・細胞レベルの試験で蓋然性を高め、カニクイザルとラットを材料とすることで霊長類とげっ歯類の間にある種差の有無・程度の評価を一連のバッテリーとして組むことを目指している。

この目標に向けて今年度は貴重な実験動物であるカニクイザルを将来的に個体レベルの実験に有効利用すべく脳発達の基礎情報収集に集中した。また細胞レベルについては同一の試薬を用いてサルとラットの培養系を確立することに成功した。以上のことから3年計画の1年目として順調に進展しているといえる。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の最終目的は実験動物を用いた結果をヒトにおけるリスク評価に役立てるために個体レベル・細胞レベルの試験で蓋然性を高め、カニクイザルとラットを材料とすることで霊長類とげっ歯類の間にある種差の有無・程度の評価を一連のバッテリーとして組むことを目指している。2年目を終えて本研究の一つの目標であるカニクイザルの化学物質影響評価への利用に必要な背景データの収集は概ね完了した。また、甲状腺ホルモン欠乏に対するラットとカニクイザルの種差についてもだいぶ明らかになった。加えて細胞レベルの評価系も概ね確立できた。以上の理由より概ね順調に進展していると考える。本研究課題の応募時はある意味古典的な影響評価系バッテリーの構築を提示したが、特に細胞レベルの評価系では昨今の技術進歩に応じて細胞毒性、遺伝子発現、タンパク質発現での評価にとどまらずsiRNAによる遺伝子のknock down等を行うことにより影響メカニズムの解明も視野にいれて評価系の充実を目指す。3年計画の2年が終了した段階で概ね予定通りに進行しているので、今後は本研究の完成を目指す。カニクイザルの脳発達の分子生物学的評価については発現量については概ね完了したのでここからは免疫組織化学を用いて注目するタンパク質の組織局在等に言及できる実験を展開したい。細胞レベルの実験系も概ね確立できたので今後は実際の化学物質を曝露しその影響を評価したい。また、次年度は最終年度なので本研究の成果の早急な論文発表を目指す。
乾燥過程における不飽和土質特性の解明と乾燥に伴う遺構の損傷抑制法の研究

土構造物の損傷は,湿潤過程と乾燥過程の両方で生じるが,地盤遺構では乾燥によるひび割れ等の損傷が深刻である.本研究は,墳丘土(細粒分の多い砂質土)を中心に,乾燥過程における水分移動と,それに伴う間隙比変化・引張応力の評価手法を構築すること,そしてこの手法を用いて,乾燥による遺構への力学的影響を考慮した保存手法を提案することを目的とする.具体的には,(研究1)乾燥過程にある地盤の水分移動の評価,(研究2)土の乾燥に伴う間隙比変化・引張応力の測定と解析法の開発,(研究3)水分移動と応力・変形評価に基づく乾燥抑制手法の提案,に取り組む.このうち,本年度は,研究2に取り組み,二つの収縮試験を実施した.◆自由収縮試験(間隙比変化を測定するための収縮試験)恒温恒湿槽内で,直方体供試体を乾燥させる過程で,供試体重量の測定と画像解析により,それぞれ含水比と体積を算出し,間隙比変化を求めた.その結果,本研究では細粒分が40%程度の砂質土を対象としたが,乾燥過程で顕著な体積収縮が観察され,粘性土に限らず乾燥収縮ひび割れのポテンシャルが高いことが示された.◆拘束収縮試験(引張応力を測定するための収縮試験)土の内部応力測定法を考案し,ほぼ確立する段階に到達した.本手法は,拘束部材を入れた供試体を用いて,自由収縮試験と同様に乾燥させ,土と部材の作用反作用の関係を利用して,ひび割れに至る過程の土の内部応力を,部材に取り付けたひずみゲージで測定するものであるが,部材の剛性と土ー部材の付着が測定上重要なポイントであることがわかった.部材が軟球程度の樹脂では,土の収縮に抵抗できないため,ひび割れは生じず,現段階ではアルミの板材が最適と考えている.また,土ー部材の付着については,部材表面の摩擦を大きくする加工を施すと収縮時に土ー部材間のすべりの防止に効果があることがわかった.拘束収縮試験については,供試体の寸法・作製方法,拘束部材の材料・形状,計測機器の選定等,複数の検討課題があったが,それぞれについて適切な条件を決定できた.乾燥過程における土の内部応力を実測した類似の既往研究はなく,独創的な試験法を考案した点で意義が大きい.また,本手法で測定した,ひび割れ時にはたらく土の引張応力は,別途行った直接引張試験で得られた,ひび割れ発生時の含水状態における引張強度とほぼ一致しており,測定値の妥当性を検証済みである.なお,本成果は,土木学会関西支部,地盤工学会および文化財科学会に論文を投稿中であり,それぞれ口頭発表を行う予定である.以上の理由により,ほぼ期待通りの結果が得られたと考える.◆研究1地盤の蒸発実験は,当初は飽和塩を用いて湿度調整を行う予定であったが,予備試験の結果,蒸発量が多い場合には飽和塩による調整が困難であることがわかった.そのため,研究2で実績のある恒温恒湿槽を用いる計画に変更し,カラム試験により蒸発挙動を調査する予定である.◆研究2次年度は,現段階での成果を学術雑誌で発表するとともに,二つの収縮試験を温湿度環境,土の初期含水比,細粒分含有率を変えて行い,試験法の適用範囲を確認するとともに,これらの条件が間隙比変化と引張応力に与える影響を調べる.また,既存のひび割れ解析を調査し,土の乾燥ひび割れへの適用を研究する予定である.◆研究3以上の二つの研究項目をもとに,最終年度に取り組む.地盤・構造物により収縮が拘束されている土構造物に適用し,乾燥収縮挙動の定量的評価を試みる.また,遺構の乾燥抑制法への応用を視野に入れ,乾燥による損傷が課題となっている遺構の情報を収集中である.土構造物の損傷は,湿潤過程と乾燥過程の両方で生じるが,地盤遺構では乾燥によるひび割れ等の損傷が深刻である.本研究は,墳丘土(細粒分の多い砂質土)を中心に,乾燥過程における水分移動と,それに伴う間隙比変化・引張応力の評価手法を構築すること,そしてこの手法を用いて,乾燥による遺構への力学的影響を考慮した保存手法を提案することを目的とする.具体的には,(研究1)乾燥過程にある地盤の水分移動の評価,(研究2)土の乾燥に伴う間隙比変化・引張応力の測定と解析法の開発,(研究3)水分移動と応力・変形評価に基づく乾燥抑制手法の提案,に取り組む.このうち,本年度は,研究2に取り組み,二つの収縮試験を実施した.◆自由収縮試験(間隙比変化を測定するための収縮試験)恒温恒湿槽内で,直方体供試体を乾燥させる過程で,供試体重量の測定と画像解析により,それぞれ含水比と体積を算出し,間隙比変化を求めた.その結果,本研究では細粒分が40%程度の砂質土を対象としたが,乾燥過程で顕著な体積収縮が観察され,粘性土に限らず乾燥収縮ひび割れのポテンシャルが高いことが示された.◆拘束収縮試験(引張応力を測定するための収縮試験)土の内部応力測定法を考案し,ほぼ確立する段階に到達した.本手法は,拘束部材を入れた供試体を用いて,自由収縮試験と同様に乾燥させ,土と部材の作用反作用の関係を利用して,ひび割れに至る過程の土の内部応力を,部材に取り付けたひずみゲージで測定するものであるが,部材の剛性と土ー部材の付着が測定上重要なポイントであることがわかった.部材が軟球程度の樹脂では,土の収縮に抵抗できないため,ひび割れは生じず,現段階ではアルミの板材が最適と考えている.

また,土ー部材の付着については,部材表面の摩擦を大きくする加工を施すと収縮時に土ー部材間のすべりの防止に効果があることがわかった.拘束収縮試験については,供試体の寸法・作製方法,拘束部材の材料・形状,計測機器の選定等,複数の検討課題があったが,それぞれについて適切な条件を決定できた.乾燥過程における土の内部応力を実測した類似の既往研究はなく,独創的な試験法を考案した点で意義が大きい.また,本手法で測定した,ひび割れ時にはたらく土の引張応力は,別途行った直接引張試験で得られた,ひび割れ発生時の含水状態における引張強度とほぼ一致しており,測定値の妥当性を検証済みである.なお,本成果は,土木学会関西支部,地盤工学会および文化財科学会に論文を投稿中であり,それぞれ口頭発表を行う予定である.以上の理由により,ほぼ期待通りの結果が得られたと考える.◆研究1地盤の蒸発実験は,当初は飽和塩を用いて湿度調整を行う予定であったが,予備試験の結果,蒸発量が多い場合には飽和塩による調整が困難であることがわかった.そのため,研究2で実績のある恒温恒湿槽を用いる計画に変更し,カラム試験により蒸発挙動を調査する予定である.◆研究2次年度は,現段階での成果を学術雑誌で発表するとともに,二つの収縮試験を温湿度環境,土の初期含水比,細粒分含有率を変えて行い,試験法の適用範囲を確認するとともに,これらの条件が間隙比変化と引張応力に与える影響を調べる.また,既存のひび割れ解析を調査し,土の乾燥ひび割れへの適用を研究する予定である.◆研究3以上の二つの研究項目をもとに,最終年度に取り組む.地盤・構造物により収縮が拘束されている土構造物に適用し,乾燥収縮挙動の定量的評価を試みる.また,遺構の乾燥抑制法への応用を視野に入れ,乾燥による損傷が課題となっている遺構の情報を収集中である.当初,実験補助に必要な人件費・謝金を計上していたが,卒業研究の一環として学生が実験に取り組んだため,本項目に差異が生じた.また,本研究に関する最新情報の収集のため,旅費を計上していたが,一部は他の助成金で支払いをしたため,差異が生じた.以上の理由により次年度使用額が発生した.これについては,次年度に実施する蒸発実験の装置開発および計測機器購入に活用する計画である.
想像力と無限――フランス現代思想におけるカント哲学の現象学的再構築

本研究は、無限を語りながらも存在神学的な形而上学に陥らない哲学は、いかにして可能かという問いに、想像力の概念に取り組むことで、答えようとするものである。ここで存在神学とは、至高の存在者(無限)を存在者一般の最高原因として前提する哲学を指す。この目的のため、本研究は、現代のフランス語圏の現象学が、カント『判断力批判』(1790)の読解を通じて無限へと向かう想像力を再考察していることに着目し、認識には寄与しない想像力によって、認識を僭称しない仕方で無限について語る可能性について考察する。2018年度の研究の成果としては、主として以下の二点が挙げられる。第一に、本研究は、デリダが『絵画における真理』(1978)において展開する、カント『判断力批判』の読解を詳細に検討した。そこでは、想像力が無限を感性的に表象しようとして挫折するという、崇高をめぐるカントの議論が、デリダによって吟味されている。この読解の水面下にある、ハイデガーとカントのデリダによる突き合せを考察することにより、想像力と無限との出会いについて、異他触発かつ自己触発であるような心の触発として語ることができることが明らかとなった。第二に、本研究は、テンゲリの『フランスにおける新しい現象学』(2011)および『世界と無限』(2014)を手掛かりに、フランスにおける現象学を、非-存在神学的な現象学として提示することがいかにして可能かを考察した。その際、後期シェリングの存在論的証明をめぐる議論、およびクルティーヌのシェリング読解(『理性の脱自』(1990))等に基づき、現代のフランス哲学において「存在神学」という言葉で表されるものの境界画定を行った。その結果、テンゲリがシェリングの議論と共通する論法を用いることにより、フランスにおける現象学を、非-存在神学的な現象学として提示していることが明らかとなった。2018年度の研究により、現代のフランス語圏の現象学において、カントの批判的継承者であるシェリングの思想の受容が、重要な役割を果たしていることが明らかになった。すでに研究の計画当初において、カントの超越論的理想をめぐる議論が、現代のフランス語圏の現象学における無限をめぐる議論の一つの重要な出発点であることは指摘していた。しかし、このカントの議論を繰り返し論じるシェリングの思想の影響については、当初、計画の視野のうちには入っていなかった。2018年度の研究において、現代のフランスの現象学者たちが「存在神学」という言葉で何を表しているのかを、あらためて明確にしようとしたところ、なぜ彼らがアリストテレスやトマス・アクィナスの形而上学を存在神学的ではない形而上学として位置づけるのかを説明する必要が生じた。クルティーヌの後期シェリング論や、シェリングの『啓示の哲学』講義(1841-42年冬学期講義)の読解を通して、シェリングによる存在論的証明の哲学史をめぐる議論を経由することで、この謎が解消された。さらに、シェリングの積極哲学を迂回することで、現代のフランスの現象学を代表する哲学者であるリシールの現象学において、なぜシェリングが重要な役割を果たしているのかについても、明確な答えを獲得することができた。以上により、2018年度の研究においては、当初の計画以上の進展が得られたと考える。2018年度の研究から得られた上記の研究成果を踏まえ、今後は、リシールの『思考することの経験』(1996)でのシェリング読解をさらに綿密に検討する予定である。そのためには、まず、この読解の大半が考察の対象としている、シェリング『神話の哲学』第二巻や、『啓示の哲学』の附論『積極哲学の諸原理の別の演繹』を精読する必要がある。その上で、リシールがシェリングの議論をいかに、カントの超越論的理想批判の系譜のもとに位置づけ、自らの現象学へと換骨奪胎してゆくかを観察する。これにより、存在神学的ではない現象学の一つの形態が明確になるであろう。次に、このリシール現象学の研究から得られた成果を、さらに、カント、フッサール、ハイデガー、レヴィナス、デリダ、テンゲリの議論の文脈に立ち戻って、再検討する。最終的には、現象学という分野を超えた哲学の議論として、存在神学的でない形而上学がいかにして可能かという現代の問いに答える成果を得ることを目標とする。

この読解の水面下にある、ハイデガーとカントのデリダによる突き合せを考察することにより、想像力と無限との出会いについて、異他触発かつ自己触発であるような心の触発として語ることができることが明らかとなった。第二に、本研究は、テンゲリの『フランスにおける新しい現象学』(2011)および『世界と無限』(2014)を手掛かりに、フランスにおける現象学を、非-存在神学的な現象学として提示することがいかにして可能かを考察した。その際、後期シェリングの存在論的証明をめぐる議論、およびクルティーヌのシェリング読解(『理性の脱自』(1990))等に基づき、現代のフランス哲学において「存在神学」という言葉で表されるものの境界画定を行った。その結果、テンゲリがシェリングの議論と共通する論法を用いることにより、フランスにおける現象学を、非-存在神学的な現象学として提示していることが明らかとなった。2018年度の研究により、現代のフランス語圏の現象学において、カントの批判的継承者であるシェリングの思想の受容が、重要な役割を果たしていることが明らかになった。すでに研究の計画当初において、カントの超越論的理想をめぐる議論が、現代のフランス語圏の現象学における無限をめぐる議論の一つの重要な出発点であることは指摘していた。しかし、このカントの議論を繰り返し論じるシェリングの思想の影響については、当初、計画の視野のうちには入っていなかった。2018年度の研究において、現代のフランスの現象学者たちが「存在神学」という言葉で何を表しているのかを、あらためて明確にしようとしたところ、なぜ彼らがアリストテレスやトマス・アクィナスの形而上学を存在神学的ではない形而上学として位置づけるのかを説明する必要が生じた。クルティーヌの後期シェリング論や、シェリングの『啓示の哲学』講義(1841-42年冬学期講義)の読解を通して、シェリングによる存在論的証明の哲学史をめぐる議論を経由することで、この謎が解消された。さらに、シェリングの積極哲学を迂回することで、現代のフランスの現象学を代表する哲学者であるリシールの現象学において、なぜシェリングが重要な役割を果たしているのかについても、明確な答えを獲得することができた。以上により、2018年度の研究においては、当初の計画以上の進展が得られたと考える。2018年度の研究から得られた上記の研究成果を踏まえ、今後は、リシールの『思考することの経験』(1996)でのシェリング読解をさらに綿密に検討する予定である。そのためには、まず、この読解の大半が考察の対象としている、シェリング『神話の哲学』第二巻や、『啓示の哲学』の附論『積極哲学の諸原理の別の演繹』を精読する必要がある。その上で、リシールがシェリングの議論をいかに、カントの超越論的理想批判の系譜のもとに位置づけ、自らの現象学へと換骨奪胎してゆくかを観察する。これにより、存在神学的ではない現象学の一つの形態が明確になるであろう。次に、このリシール現象学の研究から得られた成果を、さらに、カント、フッサール、ハイデガー、レヴィナス、デリダ、テンゲリの議論の文脈に立ち戻って、再検討する。最終的には、現象学という分野を超えた哲学の議論として、存在神学的でない形而上学がいかにして可能かという現代の問いに答える成果を得ることを目標とする。
窒素源濃度制御による遺伝子組換え枯草菌から有用物質の効率的生産

本研究は、工業的に重要な遺伝子組換え枯草菌を用いて、窒素源濃度制御を行うことによる有用遺伝子産物の効率的な生産を目的とし、次のような研究成果を得ている。1.本研究で用いた遺伝子組換え枯草菌の主なエネルギー源は、窒素源である。従って、窒素源による菌体内脱アミノ反応の結果、培養液中にアンモニアを蓄積することが分かった。培養初期アンモニア濃度の影響を調べた結果、アンモニア濃度1g/Lを培地に添加した場合、無添加に比べて菌体増殖速度と遺伝子発現はそれぞれ2倍と10倍まで減少した。2.培養中に蓄積されるアンモニア濃度を制御するために窒素源濃度のオンライン測定システムを開発した。倍地中の窒素源は主にアミノ酸であることでアミノオキシダーゼを固定した酸素センサーを利用し、窒素源濃度をオンラインで計測することができた。さらに、この装置に窒素源濃度を制御するためのソフトウエアを組み込み、窒素源濃度をオンラインで測定・制御することができた。3.本研究で開発したオンライン窒素源測定・制御装置を用いてアミノ酸濃度を20、10、5及び2mMに制御した。培養中、アミノ酸濃度を低レベルに制御するに従って蓄積されるアンモニア濃度は減少し、比遺伝子産物生産速度及び窒素源からの収率は増加した。4.遺伝子発現を増大するために遺伝子発現レベルに対する20種類のアミノ酸の影響について調べた。その中でイソロイシンとアスパラギンを添加した場合、無添加に比べ、遺伝子発現は2倍以上向上した。従って、イソロイシンとアスパラギンを富化した窒素源を用い、窒素源を低レベルに制御することによって今までの遺伝子発現を2倍以上向上させた。
ネットワーク活動を通したアジアのまちづくりに関する計画論的研究

この4年間、(1)アジア大都市の特徴といえる混住的環境の可能性や、(2)低所得層の居住環境改善を目的としたコミュニティネットワーク活動の動向について研究を進め、今年度は、タイ、フィリピンでのコミュニティ調査を継続している。この課程で、次のようなキーワードを抽出し、計画論的な研究を行った。●コミュニティネットワーク:タイで実施されているコミュニティ間での連携によるネットワーク活動が、都市全体を視野に入れた低所得者の運動的なエンパワーとなること、また水平的な連携により、各コミュニティの固有の課題の解決に有意義であることを示した。(秋谷、藤井、「第8章コミュニティネットワークを通したまちづくりの展開」国際共生社会学朝倉書店2008刊行予定)●参加型プロセスを組み込んだ小規模単位での開発:低所得者のコミュニティ開発の調査を通して、小規模単位での住民組織によるイニシアティブの確立がコミュニティの自立的な開発を遂行するためのキー概念となることを論証した。(川澄、藤井「小規模住民組織を通したコミュニティ開発に関する研究」日本都市計画学会一般論文集2007年4月)この4年間、(1)アジア大都市の特徴といえる混住的環境の可能性や、(2)低所得層の居住環境改善を目的としたコミュニティネットワーク活動の動向について研究を進め、今年度は、タイ、フィリピンでのコミュニティ調査を継続している。(川澄、藤井「小規模住民組織を通したコミュニティ開発に関する研究」日本都市計画学会一般論文集2007年4月)本研究はフィールドワークを重視した研究活動である。本年度は藤井、安、高橋が中心となりフィリピン、韓国、タイにおいて現地調査を実施し、英国においてコミュニティネットワークの理論に関する資料を収集した。現在も国ごとの調査・分析を行いながらアジア全体を射程に入れて、コミュニティネットワーク活動の現状分析を中心に行っている。今年度の現地調査の行程は以下の通りであった。1.フィリピン、セブでのNGO調査:(1)パッタンバヤン財団によるコミュニティ抵当事業の一環としてバランガイでコミュニティ開発が活発に行われているLus地区を調査した。(2)「カーバング」(KAABAG SA SUGBO-セブのパートナーシップ)は30の開発NGO団体で構成される連合組織(ネットワーク)である。1991年に組織され、以降それぞれにNGOとしての自前の活動を行いながら月単位で定期的に集まり、情報の交換や社会福祉事業などで協働している。その活動内容を調査した。2.マニラ調査:(1)フリーダムトウビルドの新規開発地では貧困者から中間層までを対象として住宅地を建設し、分譲しているNGOのデ・ラ・コスタIから始まるシリーズの五番目、デ・ラ・コスタVを調査した。コミュニティ形成を組み込んだ開発を遂行している。(2)アサンバ地区を調査した、マニラ市北東部にあり、住民によるコミュニティ開発が実施されている。3.韓国ソウル調査:(1)カンブック地区で活動する地域のコミュニティ組織「The Women's Society for Green Lives」を訪ねヒアリングを行った。(2)カナック地区で総合的な開発を行っている住民組織「カナック住民連帯」を調査した。4.タイ調査-CODI主導のコミュニティネットワーク活動:CODI主導で行われているコミュニティ開発やネットワーク活動について、バンコク、アユタヤで展開されている先駆的な事例を中心に調査した。5.インドネシア、バンドン調査:バンドンにおけるコミュニティ開発の事例を調査した。6.イギリス調査:コミュニティ開発に関する資料を収集した。アジア大都市の市街地形成では、欧米諸国のような基盤整備先行の計画的な制御が比較的弱く、プロジェクト単位での整備の進行と、比較的緩やかな規制を基調にした急速な市街地の展開が一般的に見られる。そこには、次のような固有の特徴が指摘できる。すなわち、第一に、西欧の都市に見られるインナーシティの居住環境課題が顕在化していないこと、第二に、地方分権化の流れの中で制度的な改革が進められていること、第三に、行政の財政基盤が弱体な中でコミュニティやNGO、行政のパートナーシップにより自律的な環境形成が模索されていること、などである。これをもとに本調査ではa)アジア大都市圏の特徴といえる「混住環境」の形成過程やその特性、b)低所得層の居住環境改善を目的としたコミュニティ開発の動向、c)低所得者の居住地における経済状況(貧困課題)、や環境衛生等に着目して研究を進めてきた。今年度の成果については、第一に、アジアの定住環境のあり方について都市開発計画論、都市社会学の立場から多角的なアプローチを行って成果をまとめた。第二に、タイ・バンコクとアユタヤ、フィリピン・セブなどのフィールドを対象に現場の状況や課題を踏まえた事例調査により実証的な成果を上げることができた。特に、タイにおいては、フィールドとした地域での住民組織と安定的な協働体制を築くことができた。

第三に、都市コミュニティの住環境の状況から発想した「混住環境」の再評価や、住民相互のネットワーク活動から得たまちづくりにおける「コミュニティネットワーク」の可能性について新たな知見を得ることができた。この3年間、(1)アジア大都市の特徴といえる混住的環境の可能性や、(2)低所得層の居住環境改善を目的としたコミュニティネットワーク活動の動向について研究を進め、今年度は、タイ、フィリピンでのコミュニティ調査を継続している。この課程で、次のようなキーワードを抽出し、計画論的な研究を行っている。・コミュニティネットワーク:タイで実施されているコミュニティ間での連携によるネットワーク活動が、都市全体を視野に入れた低所得者の運動的なエンパワーとなること、また水平的な連携により、各コミュニティの固有の課題の解決に有意義であることを示した。(藤井、佐々木「第9章共生に向かうコミュニティネットワーク」国際環境共生学朝倉書店2005)・混住環境:大都市のインナーエリアにある伝統的な用途混住地域や、あるいは一見無秩序にみえるスプロール市街地の固有な特質を、生成の過程を通して再評価し「混住環境」と定義した。(藤井「第8章都市の混住モデルがもたらすもの」共生のかたち誠信書房2006)・参加型プロセスを組み込んだ小規模単位での開発:低所得者のコミュニティ開発の調査を通して、小規模単位での住民組織によるイニシアティブの確立がコミュニティの自立的な開発を遂行するためのキー概念となることを論証した。(秋谷、藤井「コミュニティを対象にした住環境整備のプロセスに関する研究」日本都市計画学会学術論文集2005)(川澄、藤井「小規模住民組織を通したコミュニティ開発に関する研究」日本都市計画学会一般論文集2007年4月)この4年間、(1)アジア大都市の特徴といえる混住的環境の可能性や、(2)低所得層の居住環境改善を目的としたコミュニティネットワーク活動の動向について研究を進め、今年度は、タイ、フィリピンでのコミュニティ調査を継続している。この課程で、次のようなキーワードを抽出し、計画論的な研究を行った。●コミュニティネットワーク:タイで実施されているコミュニティ間での連携によるネットワーク活動が、都市全体を視野に入れた低所得者の運動的なエンパワーとなること、また水平的な連携により、各コミュニティの固有の課題の解決に有意義であることを示した。(秋谷、藤井、「第8章コミュニティネットワークを通したまちづくりの展開」国際共生社会学朝倉書店2008刊行予定)
法的推論における法律的知識と法律外知識の役割

本年度は、引き続いて、法的推論を可能にしている知識を、面接により識別することを目指し、(1)交通事故損害賠償に関する、逸失利益算定の際に比較的議論の分かれる問題を実験的に与えて得られた問題解決の際の発話思考に準ずる記録を分析することにより、論証の構造と推論が依拠している知識を識別する、(2)できるかぎり識別された知識のみにもとづいて知的な人間の被験者にこうした問題に回答させることにより、予備的な紙上シミュレーションを行う、(3)そうした知識をより明細化するため、実験的変形(「もしXがX1でなくX2だったら、あなたの判断はどうなるか」「判決がY1でなくY2になるには、Xはどうでなければならないか」など)を伴う査問を行い、判断の変更点を識別する、の三つを実施した。面接調査の対象は、司法関係者(弁護士)、法学部教官・教員、法学専攻の大学生である。その結果、(1)に関しては次の諸点が明らかになった。1.ここで用いた問題に関するかぎり、交通事故損害賠償の専門家といえども、必ずしも類似した判断を示すとは限らない。2.しかし、その推論過程には、一般大学生にはほとんど見られなかった特徴が共通に観察される。中でも当然とはいえ目立つのは、判例への言及である。3.もう一つの特徴は、ある種の原則ないし法的推論に対するメタ認知的信念の表明である。4.条文に基づく推論は見られないが、「ある事象の生起が高度に蓋然的であれば、その事象が生じたとして損害賠償額を算定する」という規則などは共有されているとみられる。
捕食と競争の相互作用が決める生物群集の構造と生態系機能の関係

数理モデルを用いて、生物多様性、生態系機能と安定性の関係を研究した。その結果、以下のことが明らかになった。植食者のより多くの種数や激しい植物間の競争が植物の多様性を増加させる場合がある。生息地の不均一な空間構造が間接競争を緩和する場合がある。、生産者から雑食者にいたるエネルギーの直接経路と間接経路の相対的効率が雑食者を含む食物網の動態を支配する。植食者の爆発的増加の主要な要因は植物間の競争であり捕食者は植食者と植物からなる群集を安定化する。生物多様性と種間相互作用が生態系の安定性や生産性などの機能に及ぼす影響を明らかにすることを目的に4つの研究を行い、以下に示すような成果を得た。1.植食者と多数の植物種からなる2栄養段階生物群集モデルで、植食者が1種の場合よりも2種の場合の方が、植物が被る植食圧が均等化するために共存できる植物の種数が増える場合があることや、植物の種間競争が強くなるほど植物と植食者の生物量が減って生産性は下がるが、多様性は高くなる場合があることなどを明らかにした。2.シカなどの有蹄類による植食と植物の種間競争を考慮した3種モデルで、防御コストのためにうまい草がまずい草との競争に弱くうまい草の種内競争が弱いときに系が不安定化し、有蹄類の個体数の急増と崩壊を含むirruptionと呼ばれる現象を説明できることを明らかにした。また、この系にオオカミなどの捕食者を導入するとirruptionとその後のうまい草の激減を避けられることも明らかになった。3.捕食と消費型の競争を含むギルド内捕食の3種系と,さらに消費者を1種加えた4種系を調べ、資源からギルド内捕食者への直接経路と間接経路の相対的エネルギー効率が系の動態に大きな影響を及ぼし、直接経路の効率が低いときには種の絶滅は起こらないが、これが極端に低くなるとカオスのような複雑な振動が起こることを明らかにした。4.生態系の安定性への空間的不均一性の影響を調べるために、2つの食う食われる関係によって生じる間接競争である、消費型競争と見かけの競争のメタ群集モデルを解析した。個体群のパッチ間移動がないときには、劣位の競争種は2つのパッチのどちらにおいても絶滅するという意味でパッチがシンクになっているとき、間接競争のメカニズムによらず、優位な競争種の移動率が高く劣位の競争種の移動率が低いときに、2種が共存できることを明らかにした。生物多様性と種間相互作用が生態系の安定性や生産性などの機能に及ぼす影響を明らかにすることを目的に,今年度は,以下の研究を行った。わずか3種からなる系でありながら,消費型競争,見かけの競争,栄養カスケードの三つの間接効果が働くために,複雑な挙動を示すギルド内捕食系は,資源から捕食者への直接経路のエネルギー効率が低く,間接経路のエネルギー効率が高いときに安定であるが,直接経路の効率が極端に低くなるとカオスなどの複雑な挙動を示す。今年度は,文献研究などにより,Emmerson and Yearsley (2004)による4種モデル食物網,Bascompte et al.(2005)が解析したカリブ海の食物網データ,Neutel et al.(2008)が研究した土壌食物網でも,エネルギーの直接経路と間接経路の効率の比が系の安定性に寄与していることを明らかにし,学術論文として発表し,ヨーロッパ理論・数理生物学会でも口頭発表した。また,不均一な生息地で捕食と競争が関わる系の一つとして,メタ群集モデルのレビューを行うことによって,直接および間接競争における共存機構に共通性があることを明らかにし,2009年度に刊行予定の本の1章として発表する。一方,多数の植物と3種以上の植食者を含む系,多数の植物と植食者と捕食者を含む系については,数理モデルを解析するプログラムを開発し,予備的な数値計算を行った。その結果,多くの種と多数のパラメータを含むモデルでは,パラメータの値の選択と結果の解釈が難しいことが分かったので,さまざまな相互作用についての理論研究および実証研究を広範にレビューし,その結果を2009年度に京都大学学術出版会から刊行される予定の本にまとめた。これらの結果を踏まえ,来年度に,より多くの種を含む系の解析を精力的に行い,研究の締めくくりとする予定である。仲澤剛史(京都大学)、三木健(國立台湾大學)との共同研究で、ギルド内捕食系において下位の被食者による捕食者特異的な防御があるときの系の性質について新たな知見が得られたので、当初の計画を一部変更し、以下の研究を行った。1.下位の被食者(=基底の資源)によるギルド内被食者とギルド内被食者とギルド内捕食者への特異的防御を組み込んだモデルで、対捕食者防衞は繁殖努力の低下につながるという仮定の下で、防御努力の適応動態を検討した。

モデルは、特に系の生産性が高いときに防御適応が共存を促進することを予測した。また、適応速度が速いときに3種系が安定になることを発見した。この結果は、捕食者特異的な防御のような行動の変化が、ギルド内捕食系で群集構造と動態に重要であることを意味し、個体の行動と生態系機能の関係を示唆している(仲澤威史、三木健との共同研究)2.捕食者の存在が植食者-植物系に及ぼす影響互いに競争関係にあるうまい草とまずい草のうち、植食者がもっぱらうまい草を食うと、激しい個体数振動と、長期間にわたるまずい草の優占状態が現れることを昨年度までに明らかにした。本年度は、この系に捕食者を追加した場合には、捕食者の存在下では個体数の震動は起こらず。4種が安定に共存するか、まずい草が絶滅するかのいずれかとなることが明らかになった。また、間引きについては、意外なことにまずい草を間引くことが最も有効であることが明らかになった。つまり、生態系機能の維持には生物多様性が重要であることになる。3.文献研究とまとめ複数の相互作用が絡む場合の群集構造と動態について、多くの文献をレビューし、京都大学学術出版会から刊行された著書にまとめた。