hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
キラルイオン液体の光学選択的溶媒和力を用いたキラル体分離膜の開発

2)の課題をクリアする具体的な対策は検討済みであるので、あとは化学合成および化合物の精製手法の確立を行うことができれば目的の最終課題の達成に大きく前進できると考えている。平成23年度に得られた知見を基に、液晶が自己組織的に形成するナノ構造を固定化する手法の探索を行う。具体的には、両親媒性液晶分子に重合基を有する分子を設計・合成するといったアプローチを検討している。また、多段階の合成ステップを必要とする化合物になることが予想されるので、設計した分子の精製手法を確立することが重要である。次に、得られた両親媒性分子とキラルイオン液体とを混合し、混合体が自己組織的に形成する分子集合構造を詳細に調べる。構造解析は偏光顕微鏡観察やX線回折測定により行う。更に、形成した自己組織構造を固定化し、キラル分離膜として機能するかを調べる。固定化には光照射によるバルク状態での重合によるポリマー化を主に考えているが、その他にも有用な手法を探索し検討する。分離膜としての評価は簡便な減圧・加圧濾過装置などを用いて行ってみる予定である。得られたポリマーフィルムが耐圧性を有しているかなどを調べることも重要ではないかと考えている。物品費の使い道としては、ポリマーを分離膜として評価するための「ろ過装置」や材料(液晶やイオン液体)から溶媒を除去するための装置である「加熱真空装置」などの購入を検討を考えている。また、マテリアルを合成するために必要な各種試薬の購入に充てる。旅費は海外の学術会議への参加のために用いる。学術会議に参加することで、自身の研究成果を世に広めるだけでなく、今後の本研究遂行に有用な知見の収集に努める。人件費・謝金は、海外学術誌へ投稿する論文の校正費などに充てる。その他の直接経費に関しては、液晶やイオン液体や高分子の学会の会員費などへ用いる予定である。
早産児を対象とした運動発達障害／遅滞の予測：皮質脊髄路の成熟に着目して

初年度には新生児の運動発達に関わる代表的な経路である皮質脊髄路の機能を評価するため、非侵襲的かつ安価な脳波・筋電図計を利用したCorticomuscular Coherence法を新生児に適用した。この手法は成人では容易に計測可能とされているが、新生児では申請者以外の報告はなく、計測は容易とはいえない。新生児における皮質脊髄路の機能的計測を簡易化するため、体動ノイズに強い筋電図のみを利用した計測および解析を行った。その結果、大脳皮質から骨格筋への下行性出力を認めた児では筋電図において一定の周波数帯のパワーが高いことが分かった。このことから皮質脊髄路の機能的評価に筋電図が利用できる可能性が示唆された。また、昨年度の研究からCorticomuscular Coherence法で計測された新生児皮質脊髄路機能は生後日数と正の相関関係を持つことが分かっている。しかし、皮質脊髄路の機能的成熟と構造的成熟が同時に進んでいるか否かは明らかとなっていなかった。そこで、申請者はCorticomuscular Coherence法で計測した機能的評価と、MRI画像の中でも白質線維成熟を定量的に評価しうるDiffusion Tensor Imagingを用いた構造的評価を比較した。その結果、Corticomuscular Coherence法とDiffusion Tensor Imagingの間には明確な関連性は認められなかった。このことから、新生児期における皮質脊髄路の機能的成熟と構造的成熟はかい離している可能性が示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。早産児の運動発達障害発症率は正期産児と比べ非常に高いが,新生児期の各種所見が正常であっても後に歩行困難などの運動障害を呈する症例が存在し,現状の早期予測では不十分であるため,より信頼性の高い予測手段が求められている.本研究の目的は,運動に関わる代表的な神経経路である皮質脊髄路の成熟に着目して,早産児における運動発達障害の予測を実現することである.皮質脊髄路の成熟は機能的成熟と構造的成熟に大別されるが,通常行われる脳波やMRI等の検査ではどちらの成熟の観察も十分ではない,本研究では,機能的成熟の評価として脳波・筋電図の同時計測によるCortico Muscular Coherence (CMC)を,構造的成熟の評価としてMRIの応用であるDiffusion Tensor Imaging (DTI)を利用して,皮質脊髄路成熟を機能ノ構造面の両側面から観察し,追跡調査による運動発達予後との関連を検討する.具体的には, 1新生児期のCMC計測を確立する, 20ヶ月時点に計測したCMCとDTIと比較することで機能的成熟と構造的成熟の関係を検討,3新生児期のCMCおよびDTIを利用した運動発達予後予測を確立,以上の3点が研究計画の骨子となっている.初年度には新生児の運動発達に関わる代表的な経路である皮質脊髄路の機能を評価するため、非侵襲的かつ安価な脳波・筋電図計を利用したCorticomuscular Coherence法を新生児に適用した。新生児におけるCMC計測に成功し,その生後変化を明らかとした.CMCと比較予定であるDTI(皮質脊髄路)も順調に集積中である.新生児期のCMCおよびDTI(皮質脊髄路)と運動発達障害/遅滞発症との関連を調査する.
人為的に誘導した幹細胞を用いての硬組織再建方法の確立

BMP (bone morphogenetic protein)は、筋組織に埋入すると異所性の骨形成を誘導する。我々はTGFがBMP-2の異所性骨形成能を強力に促進する一方,菌体や,菌体成分であるLPSがそれを抑制することを見いだした。解析の結果、TGFの添加により骨芽細胞数と軟骨細胞数が増加し、破骨細胞数が半減していた。一方、菌体やLPSによって骨体積は、50%以下に減少したがIL-1欠損マウスでは回避された。さらに、異所性骨形成初期の組織から回収した培養細胞にIL-1を添加すると、細胞の増殖が抑制されたため、LPSの骨形成抑制作用はIL-1を介していることが判明した。BMP、bone morphogeneticproteinは筋組織に移植すると骨形成を誘導するタンパク質で、歯槽骨再建や硬組織の再生医療への応用が期待されてる。しかし治療に用いるには、多量のBMPが必要でコストが高くなること、また細菌感染が骨形成に及ぼす作用が不明であることが問題点として挙げられる。そこで本研究ではまず、BMPの作用を促進する因子を探索し、さらに細菌成分であるLPSが骨形成に及ぼす影響について解析した。コラーゲンスポンジにBMP-2とTGF-β1の他に、口腔内細菌であるジンジバリスまたはアウレウスを添加したところ、誘導された骨量は有意に減少した。また、菌体成分であるLPSも、埋入量に依存して骨形成を抑制した。このメカニズムを解明するために、広背筋膜下に誘導した異所性骨の組織を解析した。総重量、総骨量、および組織あたりの骨量はLPSの添加により顕著に減少していた。骨芽細胞の割合は増加していたが、解析の結果、石灰化されていない類骨が増加していることが判明した。また、破骨細胞の形成に大きな変化は見られなかった。そこでLPSを用いて骨欠損修復作用の評価を行った。BMP-2を含むコラーゲンスポンジは骨欠損部位を修復するのに十分量の骨を誘導したがLPSを含むコラーゲンスポンジでは修復が不十分であった。これらの結果から、LPSが骨形成を抑制することが明らかになった。次にDNAマイクロアレイで遺伝子の発現変化を網羅的に解析したところ、LPSにより発現レベルが最も著しく上昇したIL-1βに着目した。そこでIL-1αβKOマウスにLPSを含むコラーゲンスポンジを埋入したところ、骨形成は抑制されなかった。また。野生型マウスにIL-1βを含むコラーゲンスポンジを埋入するとLPSのときと同様に骨形成が抑制された。これはLPSがIL-1産生を介して骨形成を阻害していることを示唆する。平成28年度の研究計画は、1.IL-1βが骨再生に及ぼす影響について解析する、2.IL-1β抑制物質がLPSの作用に及ぼす影響について解析する、3.組織塊の間葉系幹細胞の性質を解析する、の3つであった。今年度の進捗は1と2を終了し、3を実施中である。3は組織塊から細胞を回収し、培養する方法を開発中であり、現時点で培養条件をほぼ確立できた。すなわち、平成29年度はこの培養条件を用いて予定の実験を実施する予定である。BMP (bone morphogenetic protein)は、筋組織に埋入すると異所性の骨形成を誘導することから,骨欠損修復治療に応用可能なタンパクとして注目を集めてきた。しかし高価なため、少量のBMPで効果的に骨形成を実現する新たな手法が求められている.また,口腔内の術中・術直後に起こりうる細菌感染が骨形成能に対していかなる影響を及ぼすかについても理解する必要がある.我々はTGF-β1がBMP-2の異所性骨形成能を強力に促進する一方,菌体や,菌体成分であるLPSがそれを抑制することを見いだした。(1)骨形成促進物質の探索:5μgのヒトBMP-2と、活性促進候補物質(TGF-β1など)を含むコラーゲンスポンジを作製し、マウスの後背筋膜下に埋入した。114日後、形成された組織塊を摘出し、μCTによる骨量形態測定、組織形態計測、細胞培養、および遺伝子発現解析に供試した。(2)菌体・LPSの影響:(1)のスポンジに、死菌体またはLPSを混合し、野生型、TNF-α欠損、またはIL-1α/β二重欠損マウスに埋入し、同様の解析をおこなった。TGF-beta1はBMP-2が誘導する異所性骨の体積を約5倍に増加させた。解析の結果、TGF-β1の添加により骨芽細胞数と軟骨細胞数が増加し、破骨細胞数が半減していた。一方、菌体やLPSによって骨体積は、50%以下に減少した。LPSは、TNF-α欠損マウスにおける異所性骨形成を抑制したが、IL-1α/β欠損マウスでは抑制しなかった。さらに、異所性骨形成初期の組織から回収した培養細胞にIL-1βを添加すると、細胞の増殖が抑制されたため、LPSの骨形成抑制作用はIL-1βを介していることが判明した。TGF-β1はBMP-2による骨形成効率の向上や治療コストの軽減もたらすことが期待される。また、細菌やLPSは骨形成を阻害するものの、IL-1βの抑制によりそれを回避できる可能性がある。

我々はTGFがBMP-2の異所性骨形成能を強力に促進する一方,菌体や,菌体成分であるLPSがそれを抑制することを見いだした。解析の結果、TGFの添加により骨芽細胞数と軟骨細胞数が増加し、破骨細胞数が半減していた。一方、菌体やLPSによって骨体積は、50%以下に減少したがIL-1欠損マウスでは回避された。さらに、異所性骨形成初期の組織から回収した培養細胞にIL-1を添加すると、細胞の増殖が抑制されたため、LPSの骨形成抑制作用はIL-1を介していることが判明した。今後は当初の予定どおり、LPSによる骨再生阻害機構を解明し、その成果を骨再生に応用する予定である。その推進方策として、コラーゲンゲル以外の基材すなわち、人工基底膜マトリックスやリン酸カルシウム化合物などを用いて骨再生を促進する方法を検討する。また、組織塊から分離した幹細胞の遺伝子発現様式に基づいて、細胞増殖や分化の促進条件について検討したい。また、本学の他の研究者の協力を得て本実験を推進していきたい。歯科補綴学組織のサンプル解析を外部委託する予定であり、その金額が約80万円である。現在、サンプルを準備・発送する段階であるため、それに相当する金額(811,335円)を次年度に繰り越すことになった。組織サンプルの準備が出来次第、それを外部の業者に解析委託するのに使用する予定である。
細胞分裂方向の異常が誘導するEMTの制御メカニズムの解明

上皮間充織転換(EMT)は、胚発生や創傷治癒にみられる生理的な現象である。一方、成熟した上皮組織で起こる異常なEMTは、がんの転移をはじめとした病因になる。本研究では、申請者が見出した「細胞分裂方向の異常が誘導するEMT」を病態EMTモデルとして、その分子細胞メカニズムを解明することを目的とする。生体内での解析に適したショウジョウバエの上皮組織を実験モデルとして利用し、病態EMTの仕組みを理解する研究基盤を確立する。本年度は、分裂方向の異常によって誘導された間充織様細胞の細胞及び分子特性の解明に取り組んだ。分裂方向の異常が誘導するEMTは、上皮細胞の基底方向への脱落に始まり、間充織遺伝子の発現へと続く。分裂方向の異常から細胞脱落の過程を詳細に観察したところ、脱落する基底側の娘細胞には極性タンパク質やジャンクションタンパク質が分配されていなかったことから、異常な非対称分裂が誘導されて、上皮性を喪失している可能性が示唆された。また上皮から脱落する細胞は、Matrix Metalloproteinase 1 (Mmp1)の発現を示すが、基底側に脱落した細胞で強いMmp1の発現がみられた。この結果は、上皮からの脱落過程で段階的に間充織様の形質を獲得していく可能性を示唆しており、Mmp1の発現レベルに注目することでEMTのタイムコースをモニターできると考えられる。さらに、アポトーシス抑制下で分裂方向を制御するmud遺伝子をノックダウンして誘導した間充織様細胞と、正常な上皮細胞、それぞれの遺伝子発現プロファイルをRNA-seqにより取得して、バイオインフォマティクス解析した。その結果、間充織様細胞で発現上昇した遺伝子は1057個、発現減少した遺伝子は854個であった。発現変化の顕著な遺伝子に着目して機能解析することで、これら遺伝子のEMT誘導における役割を明らかにしていきたい。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
ゲルによる色素の固定および安定化と溶媒効果の研究へのアプローチ

天然色素アントシアニン類の基本骨格であるフラビリウム塩は結晶化の条件によって,黄,緑,赤の3種類の状態をとり,これらの色の状態は溶媒極性,濃度,水等の条件に依存することが当研究室の研究で明らかになった.溶液での色の変化の詳細な検討,および溶液中では不安定であるフラビリウム塩のポリマー中へのドーピングによる固定化を試みた.(1)溶媒効果の検討極性および粘性の異なる種々の溶媒(エタノール,プロビレングリコール,2-ブタノン,ジオキサン)を用いてフラビリウム塩の溶媒効果について検討した.吸収スペクトルの測定結果からエタノール中においても3種の存在が確認された.また,濃度効果も見られ,低濃度条件では黄色種(モノマー)から緑種への変化より,開環反応の方が起こりやすいことがわかった.また,極性が高く高粘性のプロピレングリコールでは低濃度条件では緑種から開環化合物へのパスが観測された.極性効果の結果から緑種が電荷移動錯体と推測することができた.以上の結果から,極性および濃度によって反応の切り替えが起こっていることを示した(J.Photochem.Photobiol.A : Chem.,161,111-118(2004)で発表済).固体においても再結晶条件で3種の切り替えが起こることを示した.(Research on Chemical Intermediatesで受理済).(2)ポリメタクリル酸メチル(PMMA)を用いた化学修飾によるドーピング比較的容易に使うことができるポリマーとしてポリメタクリル酸メチル(PMMA)を用いて化学修飾を行なっている.現在,目的の化合物が少量であり,収率向上のために合成条件を再検討中である.天然色素アントシアニン類の基本骨格であるフラビリウム塩は結晶化の条件によって,黄,緑,赤の3種類の状態をとり,これらの色の状態は溶媒極性,濃度,水等の条件に依存することが当研究室の研究で明らかになった.しかし,フラビリウム塩は溶液中では不安定であるため,ポリマー中にドープして固定化することにより安定化させることを試みた.今年度は二つの方法で行なっている.(1)シリコンアルコキシドのゲル中にドーピングする方法,(2)ポリメタクリル酸メチル(PMMA)を用いた化学修飾によるドーピングである.(1)シリコンアルコキシドのゲル中へのドーピングアルコキシシランを用いたゲル化反応を用いて,ゲル中にフラビリウム塩をドーピングすることを試みた.p-ヒドロキシグラビリウム過塩素酸塩を合成し,シリコンアルコキシドのゾルゲル反応過程での色の変化を観測した.エタノール溶液中では,時間の経過とともに550nm付近の吸収の増加が観測された.無置換のフラビリウム塩の結果と1/10に希釈した溶液ではこのような現象が観測されていないことから,この吸収は二量体によるものと推測される.ゾル溶液中では,時間の経過とともに550nm付近の吸収が減少し,新たに625nmの吸収が増加することがわかった.さらにゲル化が進行すると,625nmの吸収強度が増加した.この新しい吸収はTEOS-エタノール混合溶液でも観測されており,電荷移動吸収帯と推測される.(光化学討論会2002(京都)で発表)(2)ポリメタクリル酸メチル(PMMA)を用いた化学修飾によるドーピング比較的容易に使うことができるポリマーとしてポリメタクリル酸メチル(PMMA)を用いて化学修飾を行なっている.現在,目的の化合物が少量ではあるが,合成され,研究を継続中である.平成15年度の学会でその光物理化学について発表する予定である.天然色素アントシアニン類の基本骨格であるフラビリウム塩は結晶化の条件によって,黄,緑,赤の3種類の状態をとり,これらの色の状態は溶媒極性,濃度,水等の条件に依存することが当研究室の研究で明らかになった.溶液での色の変化の詳細な検討,および溶液中では不安定であるフラビリウム塩のポリマー中へのドーピングによる固定化を試みた.(1)溶媒効果の検討極性および粘性の異なる種々の溶媒(エタノール,プロビレングリコール,2-ブタノン,ジオキサン)を用いてフラビリウム塩の溶媒効果について検討した.吸収スペクトルの測定結果からエタノール中においても3種の存在が確認された.また,濃度効果も見られ,低濃度条件では黄色種(モノマー)から緑種への変化より,開環反応の方が起こりやすいことがわかった.また,極性が高く高粘性のプロピレングリコールでは低濃度条件では緑種から開環化合物へのパスが観測された.極性効果の結果から緑種が電荷移動錯体と推測することができた.以上の結果から,極性および濃度によって反応の切り替えが起こっていることを示した(J.Photochem.Photobiol.A : Chem.,161,111-118(2004)で発表済).固体においても再結晶条件で3種の切り替えが起こることを示した.(Research on Chemical Intermediatesで受理済).(2)ポリメタクリル酸メチル(PMMA)を用いた化学修飾によるドーピング比較的容易に使うことができるポリマーとしてポリメタクリル酸メチル(PMMA)を用いて化学修飾を行なっている.現在,目的の化合物が少量であり,収率向上のために合成条件を再検討中である.
覆い被さる波の数学解析

水の波の運動は、流体力学における主要な研究対象である。この運動は、通常、渦がない非圧縮性理想流体に対する自由境界問題として定式化されるが、その場合、水面が覆い被さるような状況であっても時間局所解が存在することが知られていた。一方、現実の海には渦がある。そこで、渦なしの仮定をすることなく、同様の状況で自由境界問題を考察した。まず、線形化した問題の解析を行った。この線形問題は、水面が大きく波打たない場合に得られるものとは異なるものである。そして、得られた結果と方程式の対称性を利用して、水の波の問題に時間局所解が存在することを証明した。水の波の運動を調べることは、流体力学における主要な問題である。通常、この運動は、渦がない非圧縮性理想流体に対する自由境界問題として定式化され、いくつかの場合について、時間局所解の存在が示されている。そこで、渦なしの仮定をせずに、水の波の問題を考察する。本研究では、流体領域が帯状で、初期データが大きな水の波の問題に対して、時間局所解の存在について考察している。特に、水面が覆い被さっている(グラフで記述できない)場合を扱う。この問題は、渦なしの仮定の下でも、既に考察されている。しかし、現実の流れでに、波が覆い被さっている部分に渦が集中している。従って、渦ありの場合に修正することは、現象の観点から非常に重要である。渦あり流れの場合に起きる問題点は、波が覆い被さる部分でテイラー不安定性に関つる符号条件が満たされない、ということである。このため、先行研究の線形理論が直接適用できない。そこで、表面張力の影響を考慮に入れた方程式を考察した。本年度は、この問題に対する線形問題が解をもつことを示した。本研究では、流領域が帯状で、初期値の一部が大きな場合の水の波の問題に対する、時間局所解の存在について考察している。特に、水面が覆い被さっている(グラフで記述できない)場合である。前年度の水面上の問題に対する線形問題の解析に続く研究を行った。まず、線形問題の結果と反復法により、水面上の非線形問題が時間局所解をもつことを示した。領域に水底がある場合は、水面上の方程式が非対称なものになる。この方程式を形式的に準線形化すれば、デリバティブ・ロスが起きてしまう。このことは、非線形問題を解くのに不都合である。そこで、前年度に考察した対称的な部分を主要部とみなし、非対称の部分は低階項であることを示した。このとき、表面張力は水底の効果より高階の微分で表されるということと、初期速度と渦度が小さいという仮定をうまく活用し、解決した。次に、流体領域内部の問題を解いた。この問題は、楕円型境界値問題に帰着できるので、水面がグラフで記述できない場合でも、従来どおりの方法で解決した。以上の結果により、水の波の問題の時間局所解を構成した。ここで、初期速度と渦度が小さいととと不動点定理を用いた。
金属上に不斉点を有する新規金属錯体を利用した不斉炭素-水素結合活性化反応の開発

本研究の目的は、Cp'-P配位子を利用した金属上に不斉点を有する遷移金属錯体を用いた不斉触媒反応の開発であり、ターゲットとする反応は、不斉合成を絡めた任意の炭素-水素結合の切断およびその官能基化である。平成15年度から17年度までの本研究により下記に示す成果が得られた。1.インデニル基と光学活性オキサゾリン環がアルキレン鎖で繋がれた配位子(Indox配位子)を新たに設計・合成した。また、Indox配位子を有するビスクロロロジウムIII価、イリジウムIII価錯体を合成した。さらに、Indox配位子のオキサゾリン環中の窒素部位のHemi-labile的な挙動を利用した配位子交換反応を行い、金属上に不斉点を有するカチオン性のロジウムIII価、イリジウムIII価錯体の立体選択的な合成に成功した。2.これまで我々のグループで開発し研究を進めてきたCp'-P配位子を有するロジウムI価カルボニル錯体に対するMeerwein試薬の酸化的付加反応を検討し、金属上に不斉点を有するカチオン性のロジウムIII価メチルカルボニル錯体の立体選択的な合成に成功した。従来同様の錯体は、カルボニル錯体にヨウ化メチルを酸化的付加させて後、銀塩でヨウ素を引き抜くことにより合成していた。今回開発した反応を用いると、1段階でかつ高選択的にカチオン性のロジウムIII価錯体を合成できることがわかった。3.合成したロジウム・イリジウム錯体に対するハロゲン化アリル誘導体の酸化的付加反応を検討した。その結果、ハロゲン化アリル誘導体として臭化アリルを用いた場合、予想されたアリロイル錯体ではなくexo型のカチオン性π-アリル錯体が選択的に得られることがわかった。中間体であるアリルカルボニル錯体からアリル基の転移反応がおきる前に、カルボニル基の脱離反応が進行したものと考えられる。本研究の目的は、金属上に不斉点を有する遷移金属錯体を用いた不斉触媒反応の開発であり、ターゲットとする反応は、不斉合成を絡めた任意の炭素-水素結合の切断およびその官能基化である。平成15年度は、炭素-水素結合活性化反応に利用できる金属錯体触媒の探索をテーマとして研究を遂行した結果、下に示す2項目の成果が得られた。

これらの手法は、金属上に不斉点を有する錯体の新しい合成方法を提唱するものであり、次年度は、この手法により合成する錯体の炭素-水素結合の切断能力に関し検討する計画である。本研究の目的は、金属上に不斉点を有する遷移金属錯体を用いた不斉触媒反応の開発であり、ターゲットとする反応は、不斉合成を絡めた任意の炭素-水素結合の切断およびその官能基化である。平成16年度は、炭素-水素結合活性化反応に利用可能な金属上に不斉点を有する新規錯体の合成をテーマとして研究を遂行した結果、下に示す2項目の成果が得られた。1.これまでに我々が報告してきた、Cp'-P配位子を有するロジウムI価カルボニル錯体に対するハロゲン化アルキルの酸化的付加を利用した金属上に不斉点を有するロジウムIII価アシル錯体の合成法を拡張すべく、ハロゲン化アルキルの代わりにハロゲン化アリル誘導体を用いることを検討した。その結果、ハロゲン化アリル誘導体として臭化アリルを用いた場合、予想されたアリロイル錯体ではなくexo型のカチオン性π-アリル錯体が選択的に得られることがわかった。中間体であるアリルカルボニル錯体からアリル基の転移反応がおきる前に、カルボニル基の脱離反応が進行したものと考えられる。ハロゲン化アリル誘導体として臭化クロチル、臭化シンナミルを用いた場合にも同様のexo型π-アリル錯体が得られた。この錯体は、π-アリル配位子の置換基(メチル基およびフェニル基)が結合している炭素の違いによる、すなわち中心金属上の不斉点が異なる2種類のジアステレオマー混合物であった。2.上記の手法により合成したπ-アリル錯体のアリル位アルキル化反応に対する触媒能力を検討した。その結果、リニア型のアリル化合物を選択的に与える触媒となることがわかったが、その活性、および位置選択性に関しては改善すべき余地が残されている。来年度は、平成15および16年度に合成した錯体の炭素-水素結合の切断能力に関し検討する。本研究の目的は、Cp'-P配位子を利用した金属上に不斉点を有する遷移金属錯体を用いた不斉触媒反応の開発であり、ターゲットとする反応は、不斉合成を絡めた任意の炭素-水素結合の切断およびその官能基化である。平成17年度は、金属上に不斉点を有するイリジウムπ-アリル錯体の合成、および、炭素-水素結合活性化反応のみならず珪素-水素結合活性化反応への展開をテーマに研究を遂行し、以下に示す成果が得られた。1.光学活性基としてネオイソメンチル基を有するCp'-P配位子のリチウム塩とイリジウム塩素架橋シクロオクテン1価錯体を反応させ、Cp'-P配位子を有するイリジウムシクロオクテン錯体の合成を行った。これまで中心金属としてロジウムを用いた場合、この段階で発生する面不斉の選択性はあまり高いものではなかったが、イリジウム錯体の場合は、92%deで一方のジアステレオマーが選択的に得られることがわかった。次に、このイリジウムシクロオクテン錯体と臭化アリルを反応させると、exo型のカチオン性π-アリル錯体が得られた。臭化クロチルを用いると、中心金属上に不斉点を有する同様のexo型のカチオン性π-アリル錯体が92%deで得られた。再結晶法により光学的に純粋な錯体の単離を試みたが、現在のところ成功には至っていない。2.炭素-水素結合活性化反応への展開への前段階として、Cp'-P配位子を有するイリジウムシクロオクテン錯体の珪素-水素結合活性化反応を検討した。
マングローブ植林の生態系修復効果の検証：カニを鍵種としたアプローチ

マングローブ再生林において水産生物と水質,土壌環境を調べ,植林の生態系修復効果を検証した。また,この生態系で重要なカニ類の,ビデオを用いた定量調査法を開発した。経過年数の大きいマングローブ林では魚類・エビ類の生息密度はやや高い傾向があったが,残存林や経過年数の小さな地点との差は明瞭ではなかった。ビデオ観察により,精度の高いカニの生息密度推定が可能になり,再生林に適用したところ,経過年数の大きい地点ではカニの密度は他の地点より高くなったが,保全林に比べ低く,カニの生息を回復させるには林床環境にも配慮した修復が必要であることが示唆された。近年,魚類やエビ類の成育場,あるいは有機物の供給源など,マングローブ域が生態的に果たす役割の解明が進む一方,マングローブ林の再生や保全においては,生態系の修復効果を検証した研究は少なく,生態系の機能をふまえた修復や管理もほとんど行われていない。本研究は,マングローブの再生林と保全林において水産動物群集と植物群落,土壌環境を同時に調査し,マングローブ植生の再生による生態系の修復効果を検証するとともに,マングローブ生態系における水産動物と動植物間の相互関係を明らかにし,マングローブ生態系の環境指標となる水産動物・環境測定項目を明らかにすることを目的としている。本年度は,初年度の実施した予備調査の,調査方法と調査区の検討結果を基に,タイ国南部ナコン・シ・タマラートの,エビ養殖開発によるマングローブ伐採地であり,そこに植林されたマングローブ林の混在する沿岸の調査地において生物相の調査を実施した。マングローブ植生の無い「干潟」,植林後の年数の異なる(2年,20年)2地点,古いマングローブの残る水路の合計4地点を設定し,地曳網による魚類採集,プランクトンネットによるプランクトン採集,コドラート法によるベントス採集を行った。初年度の予備調査および本年度の調査では,水質およびプランクトンの組成,密度には地点間による明瞭な違いは見られなかったが,魚類ではマングローブ植林後20年の地点で他の地点より種数,密度ともに高い傾向が見られた。また,本研究ではマングローブ生態系の鍵種と捉え,カニ類の定量調査法の開発を試みているが,ビデオ撮影により,生息数をより高い精度で推定でき,従来の方法が過小評価となってきたことを示す結果を得た。初年度の本年は,予備調査を行い,調査方法と調査区の検討を行った。タイ国南部で,エビ養殖開発によるマングローブ伐採地,植林されたマングローブ林の混在する沿岸の調査地を選び,マングローブ植生の無い「干潟」,植林後の年数の異なる(2年,20年)2地点,古いマングローブの残る水路の合計4地点を設定し,地曳網による魚類採集,プランクトンネットによるプランクトン採集,コドラート法によるベントス採集を行った。本年度の調査では,水質およびプランクトンの組成,密度には地点間による明瞭な違いは見られなかったが,魚類ではマングローブ植林後20年の地点で他の地点より種数,密度ともに高い傾向が見られた。また,マングローブに生息するカニ類の密度を推定する方法についても予備的な調査と検討を行い,ビデオカメラを用い,より高い精度で密度推定を行える可能性を見いだした。本研究はマングローブの植林後の年数の異なる再生林で水生生物群集を調査し,マングローブ植生の再生による生態系の修復効果を検証するとともに,マングローブ生態系における水産動物と動植物間の相互関係を明らかにし,環境指標となる水産動物・環境測定項目を明らかにすることを目的とした。最終年度は,タイ国南部ナコン・シ・タマラートの,エビ養殖開発後に植林された経過年数の異なるマングローブ林の混在する調査地において生物相の調査を継続して実施した。さらに,食物連鎖,物質循環において重要な役割を果たすと考えられるベンケイガニ類の生息密度の定量的な調査法を確立し,植林地でも調査を行った。

初年度の予備調査から最終年度まで,水質には地点間による明瞭な違いは見られなかったが,植物プランクトンは干潟と植林後2年の地点で密度はやや高く,いっぽう,魚類やエビ類ではマングローブのある地点は干潟より種数,密度ともに高い場合が見られたが,調査年による変動があり,植林後の年数による違いについては明瞭な傾向が見られなかった。ベンケイガニ類については,従来法の目視に加えて,ビデオカメラを用いて観察を行い,両者の比較から,カニの行動に影響し難いビデオ観察の有効性が示された。また,適切な観察時間,コドラートサイズなどを検討し,採集,目視とビデオを併用した密度推定法を確立し,調査地各地点での密度推定に適用した。植林地のマングローブでは自然林に比べカニ種数,生息密度は低い傾向が示唆された。農学本年度は先ず,初年度に行った調査地および調査地点,調査項目の選定と予備調査の結果を受け,ベントスの採集をコアサンプル法に切り替えたほか,現場での標本処理の方法などに若干の調査方法の改良をした上で,ほぼ同様の環境と水生生物の採集調査を本調査として実施した。本年度は樹木および土壌の調査は行えなかったため,次年度の実施課題である。植林後の経過年度の異なる地点間の比較では,魚類についてすでに地点間による違い,とくに経過年数の多い地点で魚類が豊富であることが示唆される結果が得られた,今後はベントスや他の物理,生物パラメータとの比較により植林による生物相,環境条件とそれらの相互作用を明らかにするまた,本研究ではマングローブ生態系の鍵種と捉え,カニ類の定量調査法の開発を試みているが,本年度は,初年度の結果を踏まえ,目視,ビデオ撮影による観察について,コドラートの大きさを2x2mから1x1mへと変更し,両観察法による生息種,生息数の推定法の検討を進めた。ビデオ撮影を併用した方法が生息数をより高い精度で推定でき,従来の方法が過小評価となってきたことを示す結果を得た。本年度は先ず,現地の共同研究者と共に調査候補地を選定するための視察を行った後,これまでの経験と文献情報をふまえ,環境と水産動物の採集調査を実施した。概ね,調査地点間を比較するために必要な標本の定量的な採集を行う事が出来たが,ベントスについては調査時間・労力内で必要充分な定量調査を行うための方法の検討が必要であることが分かった。また,本年度は土壌,樹木の調査は行えず,さらに現場の条件や調査の時間,労力の制限から側点数と測定項目が当初計画よりやや少なくなっており,次年度の課題である。植林後の経過年度の異なる地点間の比較については,魚類についてすでに地点間による違い,とくに経過年数の多い地点で魚類が豊富であることが示唆される結果が得られ,今後のベントスや他の物理,生物パラメータとの比較により植林による生物相,環境条件とそれらの相互作用を明らかにできる可能性が示された。カニの生息密度の推定方法については,まだ確立にはいたらなかったものの,ビデオを利用した方法が従来の方法よりも高い精度で密度推定できる可能性を明らかにしており,次年度に方法を確立し,植林地の調査に適用できるものと考える。本研究では植林後の経過年数の異なるマングローブ再生林を同時に調査することで,短期間で植林経過後の生態系修復効果を検証することを目指しており,経過年数以外の環境条件をできるだけ同等にするべきである。
ニューロコンピュータによる天体現象時系列データの解析

変光星の変光の時系列やX線星からのX線強度の時系列をニューロコンピュータを用いて解析することを最終目標としているが、以下現在までに完了している部分、進行中の部分、今後の計画と順を追って述べる。1.解析の見通しをつけるため変光星等の生のデータの代わりになる人工的であるが天体現象と直接比較できる流体力学的モデルの振舞いを調べた。さし当りのターゲットであるF型超巨星のモデルを調べたところ、不規則的な脈動を示すモデルが得られた。このモデルからの出力データに対して従来の相関次元を求めるなどの解析を試みた。2.簡単の数学モデル(例えば、10gistic方程式やHenon写像)から生成される時系列をニューロで学習し、それに基づいた予測モデルが時系列の特微をよく獲得していることは知られている。さらに複雑な振舞いを示すデータに対してニューロが有効であるか現在調べている。用いているデータはMackey-Glass方程式、相関次元が高いデータ(例えば4程度)では学習がなかなか収束しない。これがクリアできれば流体力学模型からの出力にたいしてもニユーロは適用できる。3.当面のターゲットであるF型超巨星に関しては、HD161796と89Herの2つは最新のデータを入手している。観測データの量としてはニューロによる解析に充分であるが、観測シーズンの制約から連続したデータでない点をどの様にクリアするか今後の課題である。その次のステップとしてほかの変光星やX線星のデータにもニューロの解析方法を適用することを計画している。
奄美大島における患者の「ドクタ-・ショッピング」の実態とその社会的・文化的背景

ある症状を癒すために、一人の病人が次々と医師、診療科、医療機関を転々と変えることを「ドクタ-・ショッピング」という。奄美大島(人口約九万人)では、医療機関数や医師数においては本土と比較して量的にそれほどの差異はないが、「ユタ」と呼ばれる祈祷師が常時50人程活溌な病気治療の活動を行っている。彼らはまた、その病人にもっとも適切な医療機関や診療科を占って、クライアントにはその占いの結果に従って受療するように示唆している。ユタの活動は、奄美大島の人々の信仰体系の持続に寄与すると共に、人々の受療行動の活溌化をもたらしてもいる。人々は、大島島内だけではなく、鹿児島市およびその周辺、北九州・福岡市その周辺、関西、中部、関東地方の主要都市の医療機関でも受療した経験も持っていて、その広域にわたる受療活動に驚かされる。人々の行動はおよそ次のようなものである。島内の基幹病院【double arrow】開業医→島外の病院→島内の基幹病院【double arrow】開業医。このような、島外の医療機関での受療行動を誘い出すものは、(1)島内の基幹病院の不整備および医師への信頼不在、(2)島外の大都市周辺に住む家族、親族、血縁者の、島内の医療機関や医師への不信のため、自分の住む大都市圏での受療を勧めること(3)伝統的な疾病観念(病気はカミや先祖が自分の意志を伝えるために病気にすることがある)のために、性急に病名や病因を知ろうとする傾向が一般的に強い。ドクタ-・ショッピングは過渡的な現象とも解釈できるが、当面のところ、基幹病院の実質的な充実と、患者に対する医師の充分な聞き取りや病状や予後の説明が必要だと考えられる。
太陽黒点の三次元構造と宇宙天気への影響

当該研究の2年目である平成25年度は、黒点の微細構造の観測解析から得られた黒点の三次元構造に関する知見を広め、論文化するという仕事と、地球惑星物理学者との共同研究である太陽紫外線放射量の長期変動についての研究広報に重点的に従事した。黒点の三次元構造、とくに肉眼で見える光球と呼ばれる層よりも深い方向の構造がどうなっているかは、直接観測では測ることのできない長年の難問である。申請者はこの難問に答えるキーとして黒点微細構造の充填率や分布構造を統計的に研究し、答えに繋がる示唆を得たため、国際会議で発表、また、査読論文への投稿を行った。この査読論文はすでにアクセプトされ、10月に出版予定である。また、深さとは逆に高層大気で黒点上空がどうなっているかについては、スペインで2009年に観測されたデータをもとに、査読論文にまとめる作業を着々とすすめてきた。平成25年度中の完成には至らなかったが、平成26年度中にいずれかのジャーナルへ投稿予定である。また、地球惑星物理学との横断的研究である太陽紫外線放射量の長期変動調査は、地球高層大気に与える太陽の影響を正確に見積もるという目標に向けて、今年度は特に地球惑星関連の学会や研究会での発表に力を入れてきた。横断的分野であるにも関わらず、これまで太陽物理学者と地球惑星学者の間の交流が乏しかったことから、それぞれに得るものが多く、共同研究に誘われるなど、反響が大きかった。本研究のプレリミナリーな結果はあと1ヶ月ほどで完成し、その成果は共同研究者を中心に査読論文で発表される予定である。(抄録なし)24年度は研究テーマである「黒点の三次元構造と宇宙天気への影響」へ向かうための礎となる基礎研究に集中した。主に行なった研究は以下の2つである。1.黒点の半暗部形成を捉えた多層同時観測データの解析2.太陽紫外線放射量の長期変動の調査のためのHα画像の解析(1)太陽黒点は、初期には磁束の集まった暗い構造である暗部のみで出来ているボアであるが、ある程度以上磁束量が大きくなると、半暗部と呼ばれる傾いた磁場で作られる構造を形成する。半暗部形成のタイムスケールは黒点の寿命に比べて非常に短い。また半暗部は黒点の成長のかなり早い段階で作られるため、観測ターゲットとして望遠鏡を向ける前に終わっていることが多い。今回の研究ではこのようなレアな半暗部形成を捉えたデータを2例解析した。その結果、彩層の画像でannular dark zoneと呼ばれる半暗部の前駆体が観測され、さらに別のデータで彩層において形成領域に傾いた磁場が存在することが示された。これらの結果は、半暗部形成のシナリオとして、先に彩層で傾いた磁場が形成され、後で何らかのきっかけで傾いた磁場が光球に伝わるという説を支持している。現在論文のドラフト第一版はすでに完成し、今年の夏頃を目処に査読雑誌へ提出の予定である。(2)地球の気候変動に大きな影響を与える太陽紫外線放射量の長期変動を見積もるため、飛騨天文台のフレア監視望遠鏡で撮影されたHαcenter像を用いた解析を行なった。プラージュと呼ばれる磁場が強くて明るい領域の面積を求めることで紫外線放射量の指標とした。13年に渡る長期変動を計算した結果、23/24極小期には22/23極小期に比べプラージュ・インデックスは25%程度減少していること、またこれは衛星が観測した紫外線量の低下(15%程度)と相関があること、されにプラージュ・インデックスの低下には太陽の高緯度領域の変化が主に影響していることなど、いくつかの重要な結果を得た。太陽黒点半暗部の形成については、世界で初めて「形成より前に彩層で傾いた磁場が存在する」という現象を発見した。

また太陽紫外線量の見積もりの研究は、太陽と地球磁気圏の研究を結ぶ重要テーマであり、この分野は日本ではここ2,3年の間に開拓されたばかりである。このような前進的な分野で短時間で意味のある結果が出た事には、評価が高い。今後は黒点半暗部の解析に関しては共同研究者でデータを取得した本人であるLuis Bellot Rubio氏とさらに協力するため、スペインへの長期滞在を予定している。スペインには最近に取得された非常に精度の高い太陽の観測データが豊富にあるため、現在執筆している論文テーマ以外に、新たな研究データを得る事ができると期待している。太陽紫外線放射量の長期変動については、京都大学の地球惑星分野の研究者との連携をつづけ、太陽の活動周期(11年)をカバーする変動のプレリミナリーな結果を迅速に論文化することを目的とする。(抄録なし)
シクロファンを分子基盤とした糖クラスターの設計と機能

1.糖クラスターの合成シクロファンを分子基盤としてマルトース、セロビオース、メリビオース、イソマルトース及びオリゴ糖であるマルトトリオース、マルトテトラオース、マルトペンタオース、マルトヘキサオース、マルトヘプタオース誘導体をそれぞれ8つ有する糖クラスターの合成を行った。2.水中における糖クラスターの会合挙動長鎖アルキル基を有するOctakis-typeの糖クラスターは両親媒性の性質を示し、水中では種々の会合体を形成していることが動的光散乱測定により明らかとなった。また、透過型電子顕微鏡観察や原子間力顕微鏡観察によってもこれら会合体の存在が確認された。3.リン酸化合物との相互作用糖クラスターの糖鎖の長さが伸びるに従って、糖クラスターのリン酸関連化合物に対する結合挙動が大きく異なることをNMR法によって明らかにした。また、糖クラスターの水溶液にリン酸イオンなどのアニオンをゲストとして添加すると、会合体どうしの凝集が起こること、さらにその凝集速度は糖鎖の長さが伸びるに従って促進されることを明らかにした。4.表面プラズモン共鳴法による糖クラスターの固定化挙動表面プラズモン共鳴法によって検討したところ、疎水性表面に糖クラスターを固定化できることを表面プラズモン共鳴法によって明らかにした。また、その吸着は単分子層からなることがわかった。さらに、リン酸イオンを添加すると、糖クラスターが多層吸着することがわかった。
土壌圏の拡大に関する研究

今後,地球温暖化の進行に伴って惹起される,砂漠化に対して,これの進行を阻止し,緑化を促進するために,形質転換植物の育成をめざして,研究をすすめてきた。以下のいくつかの点において進展をみた。1.中国黄土高原において現地栽倍試験に耐えた,各種のイネ科植物から,鉄欠乏処理により,根分泌物を栽取し,ムギネ酸類の検足を行ったところ,そのうちの少くとも一種から,未知のムギネ酸類を検出した。この構造決定を行っている。2.鉄欠乏下で起るムギネ酸生合成経路のうち,Sーアデノシルメチオニン→^^<(a)>ニコチアナミン,ニコチアナミン→^^<(b)>(ケト体)→^^<(c)>デオキシムギネ酸の酵素の性質を明らかにした。(a)については,至適pHは9.0,分子量45万,pIは6付近である。(b)については,至適pHは9.0,分子量2.53万,pIは4.5付近である。また(b)はcofactorとしてピリドキサルリン酸を必要とし,αーケトグルタル酸をアミノ基アクセプタ-として利用する。(c)はNADH又はNADPHを必要とする。Ids1は,植物に存在することが不明である,メタロチオネイン様のアミノ酸配列を持った遺伝子であり,その鉄欠乏下での発現の意味が今後追求されるべき課題である。Ids2,Ids3のうちとりわけ後者は,O_2,αーケトグルタル酸,アスユルビン酸,Fe^<2+>をコファクタ-とする,dioxygenaceの遺伝子と強い相同配列を持っておりその基質が一体何であるのか,大変興味のあるところである。
19世紀末イランにおけるイギリス系海外銀行の活動について

1.19世紀末、イギリス系海外銀行であるペルシャ帝国銀行がイランに設立された。同行は独占的発券権をもつなど、イランの中央銀行としての機能を有していた。同行が設立されたころ、イランにおいては、貨幣・金融の領域におけるさまざまな問題が存在していたが、これら(銀価低落や銅貨過剰)に深く関わっていたのが当時のイランを代表する金融業者・貿易業者にして造幣局長であったアミ-ノッザルブという富豪であった。2.貧しい家庭から身を起こしたアミ-ノッザルブが何故巨富を築き得たのか、十分に解明されているとは言えないが、彼がラリ商会というギリシャ=イギリス系のマ-チャントバンカーの代理人をしていたことにこの問題を解く鍵(の少なくとも1つ)が隠されていることは間違いないようである。3.ラネ商会のイランにおける活動(生糸輸出、綿製品輸入)は、その、より大きな文脈における活動(イギリス・イラン・ロシア間貿易)の中に位置づけることができるものであった。4.ラリ商会はアミ-ノッザルブから信用を供与された。そして、この信用供与は、あるイラン人研究者の指摘するところによれば、イランの財政に裏づけられたものであったというが、具体的にどのようなものであったのか、詳細は不明である。アミ-ノッザルブは、晩年、銅貨価値を下落させたかどで逮捕・投獄された。ペルシャ帝国銀行が過剰銅貨の回収にあたった。
河川の減水区間における流れの連続性と魚類生息場の劣化・回復過程に関する研究

ダムの未放流や灌漑期には,間欠的にしか水が流れない減水区間となり,いわゆる「瀬切れ」や[水涸れ」が発生する.本研究は,魚類や甲殻類にとって生活史のボトルネックとなる減水区間の影響を,流況(塩水遡上を含む)・河床形態・水温・植生の被覆状況などの観点から評価したものである.対象河川は根尾川(揖斐川支流)・新境川(木曽川支流)・長良川河口堰「せせらぎ魚道」である.(1)減水区間を含めた魚類生息場のマクロ的な河道特性:対象河川における航空写真(19591997年)を収集し,河川改修の進捗に伴う治水安全度や平水時の澪筋,瀬と淵の形成過程の評価を行なった.その結果,床固め工が設置される以前には,河道に交互砂洲が発達し,洪水頻度の低下によって「河道の陸地化」が発生していること,設置後は,流路が安定化される一方,魚類の生息場として重要な微地形(瀬と淵や砂洲形態)は絶えず変動していることが確認された.(2)減水区間における魚類生息場の劣化・回復過程:根尾川の山口頭首工から揖斐川合流部に至る区間で,流水部や湛水域の夏季水温状況を把握するために,水温データロガーを多数設置し,降水量・流量データも収集した.その結果,夏季と冬季の無降雨期間が長い場合や降水が少ない場合に減水区間が発生し,局所的に「水涸れ」が12週間程度生じることが確認された.最深河床部に沿って温かい湛水域が生じ,アユやオイカワが集積する.また,急激な減水と地下浸透によって河床が乾燥化し孤立した凹地には魚類の残骸が密集する.このように,減水区間の特性は平常流水時とは全く異なっており,河床地形と河床材料に加えて,伏流水や地下水位の情報が必要であることが指摘された.(3)感潮域おける塩水遡上と甲殻類生息場:約2週間おきのモクズガニトラップ調査から,成長段階ごと(メガロパ幼生,1齢稚ガニ,稚ガニ)の個体数の経時変化を把握し,稚ガニの個体数は6月と12月にピークを迎えること,その内訳はメガロパ幼生と1齢稚ガニが大半を占めることなど,モクズガニの生活史の初期段階において,塩水の遡上を阻害しない「せせらぎ魚道」は,河口堰によって制限された感潮域の影響を緩和する役割を担っていることが確認された.ダムの未放流や灌漑期には,間欠的にしか水が流れない減水区間となり,いわゆる「瀬切れ」や[水涸れ」が発生する.本研究は,魚類や甲殻類にとって生活史のボトルネックとなる減水区間の影響を,流況(塩水遡上を含む)・河床形態・水温・植生の被覆状況などの観点から評価したものである.対象河川は根尾川(揖斐川支流)・新境川(木曽川支流)・長良川河口堰「せせらぎ魚道」である.(1)減水区間を含めた魚類生息場のマクロ的な河道特性:対象河川における航空写真(19591997年)を収集し,河川改修の進捗に伴う治水安全度や平水時の澪筋,瀬と淵の形成過程の評価を行なった.その結果,床固め工が設置される以前には,河道に交互砂洲が発達し,洪水頻度の低下によって「河道の陸地化」が発生していること,設置後は,流路が安定化される一方,魚類の生息場として重要な微地形(瀬と淵や砂洲形態)は絶えず変動していることが確認された.(2)減水区間における魚類生息場の劣化・回復過程:根尾川の山口頭首工から揖斐川合流部に至る区間で,流水部や湛水域の夏季水温状況を把握するために,水温データロガーを多数設置し,降水量・流量データも収集した.その結果,夏季と冬季の無降雨期間が長い場合や降水が少ない場合に減水区間が発生し,局所的に「水涸れ」が12週間程度生じることが確認された.最深河床部に沿って温かい湛水域が生じ,アユやオイカワが集積する.また,急激な減水と地下浸透によって河床が乾燥化し孤立した凹地には魚類の残骸が密集する.このように,減水区間の特性は平常流水時とは全く異なっており,河床地形と河床材料に加えて,伏流水や地下水位の情報が必要であることが指摘された.(3)感潮域おける塩水遡上と甲殻類生息場:約2週間おきのモクズガニトラップ調査から,成長段階ごと(メガロパ幼生,1齢稚ガニ,稚ガニ)の個体数の経時変化を把握し,稚ガニの個体数は6月と12月にピークを迎えること,その内訳はメガロパ幼生と1齢稚ガニが大半を占めることなど,モクズガニの生活史の初期段階において,塩水の遡上を阻害しない「せせらぎ魚道」は,河口堰によって制限された感潮域の影響を緩和する役割を担っていることが確認された.ダムの未放流や液漑期には,間欠的にしか水が流れない減水区間となり,いわゆる「瀬切れ」や「水涸れ」が発生する.本研究は,魚類にとって生活史のボトルネックとなる減水区間の影響を,流況・河床形態・水温・植生の被覆状況などの観点から評価しようとするものである.対象河川は根尾川(岐阜県,揖斐川水系)である.

(1)減水区間を含めた魚類生息場のマクロ的な河道特性:対象河川における航空写真(19591997年)を収集し,河川改修の進捗に伴う治水安全度や平水時の澪筋,瀬と淵の形成過程の評価を行なった.その結果,床固め工が設置される以前には,河道に交互砂州が発達し,洪水頻度の低下によって「河道の陸地化」が発生していること,設置後は,流路が安定化される一方,魚類の生息場として重要な微地形(瀬と淵や砂州形態)は絶えず変動していることが確認された.(2)熱環境特性からみた魚類生息場の劣化・回復過程:根尾川の山口頭首口から揖斐川合流部に至る区間で,流水部や湛水域の夏季水温状況を把握するために,水温データロガーを多数設置した.降水量・流量データも収集した.その結果,無降雨期間が長い場合や降水が少ない場合に減水区間が発生し,局所的に「水涸れ」が1週間程度生じることが確認された.さらに,晴天時の水温の空間分布では,河川構造物の多い上流部では,渇水と砂礫やコンクリートの蓄熱効果によって水温が上昇しやすく,河畔林や淵の多い下流部では,水温は冷却・平滑化される傾向にある.降水後徐々に減水区間が減少し,床固め工の直下などの場所に限定されるまでに回復する.(3)減水区間における魚類生息場の特性の抽出:減水区間には「水涸れ」が発生し,これを利用した漁法が地元では行なわれている.漁業協同組合のヒアリングから,発生場所はほぼ固定化されており,その周辺の地形測量を行なった.その結果,最深河床部に沿って温かい湛水域が生じ,アユやオイカワが集積する,また,孤立した凹地には魚類の残骸が密集し,急激な減水と地下浸透によって河床が乾燥化する.このように,減水区間の特性は平常流水時と全く異なっており,河床地形と河床材料に加えて,伏流水や地下水位の情報が必要であることが指摘された.岐阜県新境川下流部に設置された「自然共生工法展示場」の河道(約400m区間)を対象として、地形測量や水理量・魚類生息状況の調査を行い、魚類生息分布と水理特性量(水深、流速、底質、水温など)を関連づけて考察し、流れの連続性と魚類生息場の特性を明らかにした。また、長良川河口堰によって生じた流れ(密度流を含む)の不連続性と魚道の機能を評価するために、甲殻類:モクズガニを対象とした現地調査を実施した。本研究で得られた結論は、以下のようである。(1)洪水前後における魚類生息分布および回復状況に関する調査を実施した結果、地形が複雑な下流側では河川横断構造物によって生じた早瀬に多くのオイカワが生息し、地形が単調な上流側よりも個体数が多いこと、上流側では下流側に比べてオイカワのサイズは小さく、洪水直後では下流の早瀬に生息していたオイカワの個体数が著しく減少し、洪水後約1週間を経た時点では、上流および下流側でオイカワのサイズが回復していること、護床工ブロックにより生じた早瀬に隣接した凹地は、洪水時の魚類の避難場所として機能していることなど、洪水のインパクトが魚類生息場に及ぼす影響を明らかにした。(2)約2週間おきのモクズガニトラップ調査から、成長段階ごと(メガロパ幼生、1齢稚ガニ、稚ガニ)の個体数の経時変化を把握し、稚ガニの採捕数は6月と12月のツインピークを迎えること、その内訳はメガロパ幼生と1齢稚ガニが大半を占めることなど、せせらぎ魚道が幼生の着底場所として機能している。(3)調査日と地点を因子とした二元配置分散分析と最小有意差検定を行い、各地点の採捕数の有意差を検定した結果、帰無仮説は棄却され、地点ごとの採捕数に有意差があることが明らかになった。個体数の多い地点は小潮中潮時の塩水楔の遡上付近と対応している。(4)併設された呼び水式(階段式)魚道は、潮位変動に応じて隔壁を可動操作しているので、魚道内には塩分は流入しない。モクズガニは隔壁やロープに沿って遡上できるサイズに成長するまで魚道入口に滞留することになる。したがって、モクズガニの生活史の初期段階において、塩水の遡上を阻害しないせせらぎ魚道は、制限された感潮域の影響を緩和する役割を担っており、回遊路として機能している。