hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生成モデルの立場から理論を確立した新しい進化型ニューラルネットワークの開発

本年度の計画通りに、提案手法のアルゴリズムはほぼ確立されたが、いくつかの検証実験などを行う中で、以下に示す課題も見つかった。(1)提案手法は最急降下法を用いたパラメータの逐次更新を行なっているため、局所解に陥ることもある。局所解に陥らない工夫が必要である。(2)入力データの次元が大きくなると、計算時間が指数的に増加する。理由は負担率の計算時に多変量正規分布の演算を行うためである。計算時間を短縮する方法が必要である。今後の研究計画ではこれらの課題に対する取り組みが織り込まれる。また応用課題として動画像を利用した対象物のパターン認識課題を行う。動画像内における様々な対象物を本手法で逐次的かつ網羅的に記憶させる。本手法を利用することで様々な対象物のパターンを辞書として記憶することが可能であり、この応用課題はロボットの知識獲得に利用できると考えられる。平成23年度は主として理論・アルゴリズムの確立と有効性検証を行った。これらの研究作業は筆記用具とノートと計算機で行うため、こららの物品を購入した。また研究が基礎的な段階からスタートしたため、旅費を使用することがなかった。そのため次年度に使用する研究費が発生した。平成24年度は23年度の成果を踏まえ、対外的な発表を積極的に行う予定である。これにかかる費用として物品費(計算機)や旅費(国際会議)、雑誌投稿にかかる経費などに使用する計画である。
戦時期日本における私立大学と高等教育政策に関する実証的研究

戦時期の私大が、政府の統制や戦争によるさまざまな影響をうけた"被害者"であったという、これまで定説化している見方は事実の反面しか捉えていない。本研究の結果として、とくに戦時期の前半期を中心に、志願者バブル的な状況のなかで私大は成長を謳歌し、また戦時期を通して政府の統制はしばしば考えられているほど全面的でも苛烈でもなく、むしろ政府はこの時期に私大の助成にのりだしていたのであり、またそうしたなかで私大が成長するさまざまなチャンスも存在していたことが明らかになった。本研究はわが国戦時期における高等教育政策とそれに対する高等教育機関の諸行動を分析しようとするものであり、空白の多い戦時期高等教育研究への貢献をめざすとともに、政府と大学との関係をめぐる問題に新たな観点からのアプローチを試みるものである。具体的な作業内容は、(1)私立大学の経営行動に関する調査、(2)政府の私立大学政策に関する調査、さらに(3)これら(1)・(2)の知見を踏まえての総合的考察であるが、平成18年度には(1)および(2)について以下のような作業を実施した。まず、(1)に関しては、各大学沿革史・資料集・紀要の検索・収集をおこない、関連文献はほとんど入手した。また私学に関する基礎的な統計データの収集・整理もおこない、一部についてはデータベース化をすすめている。また(2)に関しては、私学政策に関する先行研究を網羅的に分析するとともに、当時の政治過程に関する政治学・政治史分野での先行研究も主要なものをほぼ分析しおえた。さらに同時期の教育政策に関する情報を得るために、『帝国議会委員会会議録』の関係箇所の検索および収集、『教育』・『帝国教育』等の主要雑誌記事の検索および記事データベースの作成をおこなった。加えて現在は『朝日新聞』『読売新聞』の関係記事の検索を実施しつつある。以上のように、とくに私学政策に関する分析をおこなうための準備はかなり進んでおり、次年度においては、補足的な資料収集をおこなうとともに、私学政策に関する本格的な分析に着手する予定である。本研究では大きく3つの作業を行っている。すなわち(1)私立大学の経営行動に関する調査、(2)政府の私立大学政策に関する調査、そして(3)これら(1)・(2)の知見を踏まえての総合的考察、である。平成18年度には(2)を中心に、19年度には(1)を中心に作業を進めた。具体的には、まず、私大の量的規模にかかわるデータベースを作成し、個別大学についての予科・学部・専門部ごとの在学者数、志願者数、入学者数、卒業者数、教員数などを昭和10年代から20年代初頭にかけての時期についてデータ入力をおこなった。またそれらを総合して、私立大学全体の量的規模の変化をあらわす統計も整理した。これまで全私立大学についてのこの時期のデータベースは存在しておらず、今回のデータベースは大いに資料的価値があると考える。さらに、各私立大学の組織改編に関する史料の分析を開始した。各大学の沿革史、資料集などを中心に参照しつつ、戦時期における各大学の経営行動の推移を全27校中18校について調査を終了している。また、これまで収集・整理した資料を踏まえての中間的考察として、「戦争・私学・政府-戦時期私立大学の公共性」と題した論考をまとめ、研究ワークショップ(「東北アジア:<公と私>から歴史を問い直す-1930-40」延世大学と名古屋大学とのジョイントプロジェクト、2007年12月ソウルにて開催)で報告を行った。本研究では大きく3つの作業を行った。平成18年度には(2)を中心に、19年度には(1)を中心に作業を進め,最終年度の20年度には(1)と(2)の残された作業をおこないつつ、主に(3)に取り組んだ。(1)については私大にデータベースに財政データを追加し、また各私立大学の組織改編に関する史料を国立公文書館等で検索し、整理をおこなった。私大政策については、同じく公文書館所蔵の史料とともに、政策立案関係者の個人文書等の分析もおこなった。(3)については以上の作業をふまえて、総合的に考察をおこない日本教育社会学会で発表をし、通説とは異なり、志願者バブル的状況のなかで成長する私学の姿を描き出し、また政府と私大との関係も単なる前者の後者に対する統制的側面だけではない複雑な様相を示すことを明らかにした。さらにとくに私大の財政的側面に着目し、戦時期の私大の財務状況の各校を比較研究をおこない名古屋大学大学院教育発達科学研究科紀要に公表したが、そこでは、ほとんどの私学が戦時期に財務を安定させていたこと、またその背景に志願者の増加や積極的な私大の経営行動などがあったことを明確にした。
発育期における体分節パラメーター変化の競技特性とトレーニングによる変化

人体体分節を相同モデル化することで,人体寸法データでは表現できない微妙な形状変化を数値化し,解剖学的に対応づけられたランドマークを手掛かりに座標の変異そのまま主成分分析することによって統計的に表現でき,形状変化の特徴や分類,集団や個人差を抽出することが可能である.本研究では,発育期にある競泳選手を対象として、相同モデルの主成分分析を用いて一般人との比較から身体のかたちを定量的にとらえることを目的とした.被験者は,日本代表を含む男子競泳選手31名および一般男性31名であった.光学式三次元位置検出装置を用いて全身スキャンにより再構築した3D画像から、解剖学的基準に基づいて相同モデルを作成し、主成分分析により形状の定量化を行った.その結果,以下の結論が得られた.1競泳選手は一般学生と比較し,体重,BMI,除脂肪量,胸囲,臀囲縦横比,胸囲断面積において統計上有意に大きい値を示し,腹囲/胸囲比,臀囲/胸囲比,腹囲/胸囲断面積比,臀囲/胸囲断面積比において統計上有意に小さい値を示した.2相同モデルを用いて,相対的にみた男子競泳選手の特徴は,一般男性と比較して,体幹部の背側面および胸部の発達がみられ腹部が狭い、いわゆる逆三角形の傾向を示した.3男子競泳選手の身体のかたちを表す第1主成分(PC1; 28.3%)と第6主成分(PC6; 4.5%)およびパフォーマンスを示すFINA POINTとの関係は,有意な負の相関関係(PC1;r=-0.577, p=0.001, PC6; r=-0.432, p=0.05)を示した.以上のことから,発育期にある競技者では、身体形状と競技力との関連性が認められ、特に体幹部において、トップアスリートは胸部の筋量増加による横断面積の増大を有するにもかかわらず、腹部においては扁平で断面積が小さくなる形状を示すことが特徴的であった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度の研究では、光学式三次元位置検出装置を用いて生体を全身スキャンすることにより再構築した3D画像から、解剖学的基準点に基づいて各体分節を分離した。並行して同被験者についてMRI法による全身スキャンから同一体分節を分離し、その中の組織(筋、骨、脂肪)分布を計測し、体分節質量および密度の推定を試みた。組織分布データを三次元体積データに挿入することにより推定式を作成し、生体での身体体分節の質量、体積、部分質量、重心点あるいは慣性モーメントなどの体分節パラメーター(Body segment parameters)を算出した。具体的には、三次元人体形状装置(Body Line Scanner)によって全身をスキャンし、再構築された立体画像から、身体60か所に添付した解剖学的モデルを基準としたランドマークにより、Dempsterに準じた体分節に分割した。各体分節の形態データや体積を算出には、新規開発の三次元人体形状ポリゴン生成と体分節体積計測ソフトウエアを用いた。一方同一被験者についてMRI法で全身をスキャンし、体分節毎に分割した後、MRI横断面画像から筋、骨および皮下脂肪組織を同定し各組織面積を計測した。このデータを体分節体積画像に挿入して当該体分節の質量分布、質量、質量中心及び慣性モーメントなどを算出した。生体での三次元人体計測の全身スキャンから各体分節を解剖学的基準に基づいて分離し、それぞれについての体積や体積中心を求めた。組織分布データを三次元体積データに挿入することにより再構築し、体分節質量や質量分布、質量中心及び慣性主軸を決定後に3軸に関する慣性モーメントを算出した。これらのデータから人体のBody Segment parametersの測定法の開発と正確性、再現性と妥当性の検討を行った。体の形状には一般的な形態測定値に加えて、体分節ごとの質量、体積、部分質量、重心点あるいは慣性モーメントなどがBody segment parameters(体分節パラメーター;以下BSP)などがあげられており、バイオメカニクス研究では、運動学的諸変量を算出するための基本的入力データとなる。しかし被験者固有のBSPについて実測することは困難であることから、実際には先行研究から得られる推定式等を用いて各々の算出を行っているのが現状である。これらの研究の多くは、被験者の集団が白人種、高齢者、男性等から得られる少数の屍体標本であったり、本質的には体分節内の密度分布は屍体から求められた値が用いられていることから、ここから得られた値を現代の日本人の人体形状に適用できるかは大いに疑問となるところである。一方近年、コンピュータ断層撮影法(CT)や核磁気共鳴画像法(MRI)等で得られた断層像から、物体の体積などのBSPを求めることは比較的容易である。しかし、これらの装置は高額であり、かつ設置場所も限られる等の理由で使用が難しく、物体の計測には非接触型三次元計測装置が用いられることが多い。そこで本研究では非接触三次元計測装置から得られたサーフェイスデータからボリュームデータを構築する方法と、それを利用して物体の体積や重心、慣性主軸等のBSPを求めることに発展し、スポーツ科学やスポーツバイオメカニクス研究に寄与することが可能である。

本研究の今までの進捗状況においては、生体を対象として、光学式三次元人体形状側手装置による人体計測値およびMRI法による体分節組織分布の正確性と妥当性を検討し、両者を統合したデータから体分節質量や慣性モーメントなどを算出する方法論が確立できたと考えている。スポーツ科学および応用健康科学分野において、生体での身体体分節の質量、体積、部分質量、重心点あるいは慣性モーメントなどの体分節パラメーター(Body segment parameters;以下BSP)を得ることは、バイオメカニクス研究および発育やトレーニングによる変化を評価するうえで基礎的かつ重要な資料となる。本研究では、光学式三次元位置検出装置を用いて生体を全身スキャンにより再構築した3D画像から、解剖学的基準に基づいて各体分節を分離を試みた。組織分布データを三次元体積データに挿入することにより推定式を作成し体分節のBSPを算出した。被験者はジュニア競技者、同一年齢の一般健常者とした。平成29年度では主に以下の研究について実施した。三次元人体形状装置によって全身をスキャンし、再構築された立体画像を解剖学的モデルに基づき14の体分節に分割し、体分節質量、重心位置および慣性モーメントなどのBody Segment Parameterを算出した。体分節質量の再構築を行った後に重心点を求め、先ず重心を通過する慣性主軸三軸を決定し、それぞれの軸周りの慣性モーメントを算出した。研究開始2年目は成人男女それぞれ10名ずつの合計20名について計測を実施し、長育、周育、体表面積および各BSPの正確性と妥当性を検討した。さらに競技者として競泳選手、女子ソフトボール選手及び体操選手を対象として三次元人体形状の身体的特徴について検討した。また三次元人体形状の特徴を定量的に示すためには、ソフトウエアの新規開発が不可欠であるために、工学的専門知識の提供や製作者とも連携して研究を進めた。また主としてアメリカやヨーロッパの大学や研究機関などが同様の開発を進めているワークショップやセミナーに参加することにより、学術的研究交流を深めた。本研究の主目的は、「三次元人体計測データの発育発達や競技特性およびトレーニングによるBSPの変化を検討する」ことであり、そのために申請当初に計画していた以下の2点について、概ね順調に研究が進められてきていると評価できる。1競技者および一般成人について光学式三次元人体形状側手装置による人体計測値およびMRI法による体分節組織分布の正確性と妥当性を検討し、両者を統合したデータから体分節質量や慣性モーメントなどを算出する方法論を確立する。2前述の方法から得られたBSPについて、同種目でのトップ競技者あるいは同一年齢の他種目競技者を比較して、ジュニア競技者の競技特徴あるいは発育発達による特異的な特徴を明らかにする(競技者は、体操、競泳、陸上中長距離種目、重量挙げなどを予定している)。平成29年度では、一般人に加えて、発育期競技者を対象として、競技特性やトレーニングによる変化の観点から従来のパラメーターを用いた方法との比較を行うことが出来た。つまり屍体、幾何学的手法および写真分析法など従来から求められている手法でBSPを算出し、本研究で求めた値と比較を行った。被験者を男女の体操競技、競泳競技、陸上中長距離およびウエイトリフティング競技のジュニアアスリート(中学、高校生)を対象として、BLS法とMRI法とにより体分節パラメーターを算出することにより発育やトレーニングによる体分節パラメーターの変化をとらえた。
高融点材料対応自己制御型摩擦攪拌接合技術の開発と接合部の組織変化の解析

最大荷重を70KNのプローブーショルダ同軸回転制御摩擦攪拌接合装置(複動式FSW装置)を開発し、これを用いて板厚5mmの実用Al合金1050、5083、板厚1.6mmのIF鋼および炭素鋼、板厚2mmの工業用純Tiの接合を行った。ショルダ部(外部)の回転速度を01750rpm,プローブの回転を01750rpmの範囲で変化させることにより,得られた継手特性に及ぼすショルダおよびプローブの回転速度の影響を明確にした。その結果、欠陥を発生させない条件においては、プローブの回転速度はあまり継手の強度には影響せず、ショルダの回転速度によって、継手の引張強さが大きく変化することを明らかにした。これは、プローブよりショルダからの入熱量が多いことを示している。一方、欠陥の発生に関しては、プローブの回転速度が大きく影響し、250rpm以下では、たとえショルダの回転速度を増加させても欠陥が発生した。特にある温度域で急激に軟化が生じるTi合金の場合には、ショルダからの入熱を抑制するばかりか、抜熱効果も期待できるショルダレスFSWが有効であることを明らかにした。TEM,EBSPを用いて結晶粒の方位,粒径,形状等を詳細に解析し,攪拌部における塑性流動や粒成長等を検討することによりプローブのみを回転させた場合には、攪拌部を小さくすることができるとともに、接合部の硬度低下を抑制できることが明らかにした。また,複動式に限らないが,高温に対応できるツールを種々開発し、鉄鋼材料、Ni基超合金、Ti合金、純Moなどの高融点金属のFSWに成功した。特に、純Moはその融点が2620°Cであり、これは現在の世界最高記録となっている。プローブ-ショルダー同軸回転制御摩擦攪拌接合装置(複動式FSW装置)を開発した。油圧サーボシステムの能力として最大荷重を70KNとし,Arシールドガス等のシードガスを流せる機構とした。ショルダー部,プローブ部ともに,荷重制御および位置制御を可能とし,ツールの材質はまずSKD61で試作した。開発した装置を用いて,板厚は5mmの純Al1050,実用Al合金6061の接合を行った。ショルダ部(外部)の回転速度を1500rpm一定とし,プローブの回転を2501750rpmの範囲で変化させることにより,得られた継手特性に及ぼすプローブの回転速度の影響を明確にした。表面から2.5mmすなわち,試料の厚さ中心においては,硬さはプローブの回転速度に大きく依存しないのに対し,表面から0.2mmにおいては回転速度が増加するにつれて,硬さが増加した。これは,回転に伴う加工ひずみが増加したためと考えられる。一方,攪拌領域の大きさについては,表面の幅は,プローブの回転数が減少する,すなわち,入熱が減少するにつれ,小さくなるのに対し,厚さ中心においては,むしろ増加する傾向にあるという興味深い結果が得られた。一方,A6061に関しては,プローブの回転速度が増加するにつれ,硬さはやや減少,攪拌領域はやや増加する傾向があった。また,TEM, EBSPを用いて結晶方位,結晶粒の大きさ,結晶粒の形状等を詳細に解析することにより,攪拌部における塑性流動や粒成長について従来法の場合と比較検討した。また,複動式に限らないが,高温に対応できる,ツールを種々開発した。油圧サーボシステムの能力として最大荷重を70KNのプローブーショルダ同軸回転制御摩擦攪拌接合装置(複動式FSW装置)を開発し、これを用いて板厚5mmの純Al1050,実用Al合金6061の接合を行った。

ショルダ部(外部)の回転速度を500または1500rpm一定とし,プローブの回転を01750rpmの範囲で変化させることにより,得られた継手特性に及ぼすプローブの回転速度の影響を明確にした。また、ショルダを固定して、プローブのみを1500rpmで接合する手法、すなわち、ショルダレスFSW手法を確立した。プローブのみを1500rpmで接合した場合の方が、ショルダ、プローブともに1500rpmで回転させた場合と比較して、良好な継手が得られた。TEM,EBSPを用いて結晶粒の方位,粒径,形状等を詳細に解析し,攪拌部における塑性流動や粒成長等を検討することによりプローブのみを回転させた場合には、攪拌部を小さくすることができるとともに、硬度低下を抑制できることが明らかにとなった。一方、ショルダのみを1500rpmの回転速度で接合した場合には、欠陥が発生して良好な継手が得られなかった。また.複動式に限らないが,高温に対応できるツールを種々開発し、鉄鋼材料、Ni基超合金、Ti合金、純Moなどの高融点金属のFSWに成功した。特に、純Moはその融点が2620°Cであり、これは現在の世界最高記録となっている。他の機関では、1660°CのTiが最高である。本研究で開発した、プローブーショルダ同軸回転制御摩擦攪拌接合装置(複動式FSW装置)を用いて板厚5mmの実用Al合金5083、板厚1.6mmのIF鋼および炭素鋼、板厚2mmの工業用純Tiの接合を行った。ショルダ部(外部)の回転速度を01750rpm,プローブの回転を01750rpmの範囲で変化させることにより,得られた継手特性に及ぼすショルダおよびプローブの回転速度の影響を明確にした。その結果、欠陥を発生させない条件においては、プローブの回転速度はあまり継手の強度には影響せず、ショルダの回転速度によって、継手の引張強さが大きく変化することを明らかにした。これは、プローブよりショルダからの入熱量が多いことを示している。一方、欠陥の発生に関しては、プローブの回転速度が大きく影響し、250rpm以下では、たとえショルダの回転速度を増加させても欠陥が発生した。また、これを応用してプローブのみを高速で回転し接合する手法、すなわち、ショルダレスFSW手法を確立した。一方、特にある温度域で急激に軟化が生じるTi合金の場合には、ショルダからの入熱を抑制するばかりか、抜熱効果も期待できるショルダレスFSWが有効であることを明らかにした。TEM,EBSPを用いて結晶粒の方位,粒径,形状等を詳細に解析し,攪拌部における塑性流動や粒成長等を検討することによりプローブのみを回転させた場合には、攪拌部を小さくすることができるとともに、接合部の硬度低下を抑制できることが明らかにした。
マイクロ波空洞を利用した高圧・凝縮系での短寿命活性種の挙動の研究

本研究は,パルスラジオリシス・マイクロ波空洞法による分子の熱電子付着過程の研究と,マイクロ波誘電損失を利用したレーザー光励起中間体の構造と挙動の研究を課題としており,本年度は,前者ではNO, C_3O_2,およびヨウ素化合物の熱電子付着反応を対象とし,後者では芳香族ケトン類の励起三重項状態の双極子能率の決定並びにN, N, N ́, N ́, -テトラメチルパラフェニレンジアミン(TMPD)-CCl_4系でのイオン対生成過程について調べた.まず熱電子付着反応については,純NOおよびNOと種々の媒体気体との混合物系での熱電子付着速度の圧・温度依存性を調べ,三体付着速度定数を決定すると共に,その温度依存が"負"であることから,初期三体電子付着がファンデァワールス分子の熱電子付着である可能性の強いことを示した. C_3O_2ではそれがかなり効率よく熱電子を捕獲すること,他の媒体との混合物系での反応機構は基本的には二段階三体過程であることが,高圧になるにつれてファンデァワールス分子によると考えられる余分の付着速度増加が見られること等を見出した.またヨウ素原子を含む5種類のアルキル化合物では,いずれも二体反応で電子付着が起こること,概して構造が複雑になるほど付着速度定数が小さくなり,活性化エネルギーが大きくなること等が明らかとなった.一方レーザ光励起中間体の場合では,まずベンジル,フルオレノン,アントロン,およびいくつかのベンゾフェノン誘導体についてその励起三重項状態の双極子能率を決定することができた.さらに, TMPDが355nmの波長の光でもCCl_4中ではイオン化し,結果としてイオン対(TMPD^+・Cl^-)を生成することを見出した.またベンゼンを溶媒としてTMPDとCCl_4とを含む系でイオン対を生成する速度を測定した結果,速度定数は拡散律速よりやや速いものであることがわかった.本研究は,パルスラジオリシス・マイクロ波空洞法による分子の熱電子付着過程の研究と,マイクロ波誘電損失を利用したレーザー光励起中間体の構造と挙動の研究を課題としており,本年度は,前者ではNO, C_3O_2,およびヨウ素化合物の熱電子付着反応を対象とし,後者では芳香族ケトン類の励起三重項状態の双極子能率の決定並びにN, N, N ́, N ́, -テトラメチルパラフェニレンジアミン(TMPD)-CCl_4系でのイオン対生成過程について調べた.まず熱電子付着反応については,純NOおよびNOと種々の媒体気体との混合物系での熱電子付着速度の圧・温度依存性を調べ,三体付着速度定数を決定すると共に,その温度依存が"負"であることから,初期三体電子付着がファンデァワールス分子の熱電子付着である可能性の強いことを示した. C_3O_2ではそれがかなり効率よく熱電子を捕獲すること,他の媒体との混合物系での反応機構は基本的には二段階三体過程であることが,高圧になるにつれてファンデァワールス分子によると考えられる余分の付着速度増加が見られること等を見出した.またヨウ素原子を含む5種類のアルキル化合物では,いずれも二体反応で電子付着が起こること,概して構造が複雑になるほど付着速度定数が小さくなり,活性化エネルギーが大きくなること等が明らかとなった.一方レーザ光励起中間体の場合では,まずベンジル,フルオレノン,アントロン,およびいくつかのベンゾフェノン誘導体についてその励起三重項状態の双極子能率を決定することができた.さらに, TMPDが355nmの波長の光でもCCl_4中ではイオン化し,結果としてイオン対(TMPD^+・Cl^-)を生成することを見出した.またベンゼンを溶媒としてTMPDとCCl_4とを含む系でイオン対を生成する速度を測定した結果,速度定数は拡散律速よりやや速いものであることがわかった.
サンゴ礁における石灰化速度と二酸化炭素変動のモニタリング

本研究助成金により、サンゴによる二酸化炭素の吸収実験、サンゴ礁で二酸化炭素濃度変動観測をおこない、さらに大気海水中の二酸化炭素濃度をモニタリングするシステムを構築した。本研究の成果は以下のように要約できる。(1)サンゴの飼育実験では、サンゴの生育中の海水から有効に二酸化炭素を吸収することがわかった。(2)昼間に共生藻(Zoothanthella)による光合成と石灰化が平行して行われる。昼間の光合成量は夜間の呼吸量を上まっており余剰生産がある。基本的にはこれにより、海水中から二酸化炭素を吸収する。(3)石灰化過程は基本的には二酸化炭素放出反応であるが、サンゴあるいはサンゴ礁では、光合成が駆動して石灰化が促進されているようなときには、光合成速度の方が石灰化速度よりも大きいので、さんごの石灰化によっては二酸化炭素が放出されないことがわかった。この2、3年サンゴ礁が二酸化炭素を放出するかそれとも吸収するかの議論があるが、短期間の観測では、サンゴは二酸化炭素を効果的に吸収すると結論される。(4)石灰化速度と有機物生産ぼ速度は1:3で光の強さには依存しない。(5)サンゴ礁での二酸化炭素の挙動を観測すると、水槽での飼育実験と同様に、二酸化炭素を吸収するような傾向にある。しかし、海流、地下水の寄与、水温変化など気象・海象条件が複雑であるので厳密なことは言えない。今後、二酸化炭素濃度を精密に測定し、二酸化炭素の収支を測定する必要がある。(6)本研究により、大気-海水中の二酸化炭素濃度を継続的に測定できるシステムを構築できた。装置の構成は、海水-ガス平衡器、赤外線ガス分析装置(NDIR)、データロガー、プログラムスウィッチである。これにより、1時間ごとに精度良く二酸化炭素濃度の測定が可能となった、大学キャンパスでの二酸化炭素濃度は昼と夜では約5ppmの濃度差があり、夜間で高い。また夕方にも一時的に高くなるが、これは車の往来が多くなることによるものであろう。瀬底島熱帯海洋科学センターの建築工事の終了をまって、センターに設置し、サンゴ礁での二酸化炭素濃度のモニタリングを継続して行う計画である。本科学研究費補助金により、サンプリングユニットを購入できた。これによりサンゴ礁海水中における二酸化炭素濃度を高精度に測定することができる。現在進行しつつある大気中二酸化炭素濃度の増加現象にたいするサンゴ礁の役割を評価するために、琉球列島のサンゴ礁(瀬底島)およびサンゴ飼育水槽において炭酸塩物質と二酸化炭素分圧の定点観測をおこなった。サンゴ飼育水槽では海流、波浪の地下水の影響を無視できるので生物の活動の効果を選択的に観測できた。1.サンゴ礁における石灰化の速度一般に海水中で炭酸塩が生成するときには1molの炭酸カルシウムの生成に対して炭酸アルカリ度は2molが海水から除かれる。しかし、生物による合成成ー呼吸の過程ではこれらは変化しない。これについて、溶存酸素(DO)、全炭酸(DIC)およびアルカリ度(CA)を指標にして検討した。その結果、夜間と昼間でこれら成分の変化の割合が異なっている。サンゴ飼育水槽中で測定された炭酸アルカリ度の減少速度から求めた炭酸カルシウムの生成速度は11月で7μmol/hour/lであった。2.サンゴ礁における炭酸塩物質の日変化と季節変化サンゴ飼育水槽では昼夜による炭酸物質の変動が周期的に観測された。

これは水槽中の生物(主にサンゴと共生する褐虫藻)による光合成ー呼吸の割合とサンゴによる石灰化速度が昼と夜で大きく異なることによるものである。3.サンゴ礁海水中の二酸化炭素濃度生物の活動に対応して二酸化炭素濃度は昼低く、夜に高い値を示し時間変動を繰り返した。また夏には高く冬に低いという顕著な季節変動を示した。即ち、二酸化炭素は夏には海水から大気へ、冬には大気から海水へ輸送されることがわかった。二酸化炭素の輸送量を定量するためには本助成金により購入されてガスサンプリングユニットと既設の赤外線ガス分析装置を用いた精度のよい測定を継続する必要がある。今後長期継続的に観測をおこなうことによって、サンゴおよびサンゴ礁による二酸化炭素固定のプロセスと量的評価をおこなうことが可能となる。大気中の二酸化炭素濃度が毎年約1ppmずつ増加している。この量は化石燃料の消費に伴って大気に放出されるCO_2量の約半分である。残りの半分がどこに吸収されたのか、陸上植物、土壌、海洋などについて検討されているがよくわかっていない。炭酸塩堆積物は地球表層に分布する炭素の約70%を占めており、地球史的にみれば二酸化炭素のリザーバーとして機能したことは確かである。炭酸塩の生成ー溶解過程は地球表層の炭素循環の重要な位置を占めている。しかし、大気ー海洋間でのCO2交換速度に比較して炭酸塩の循環速度が遅いことから、地球温暖化のように100年のオーダーの短期間に炭酸塩の形成過程が大気CO_2を規制することは無いと考えられてきた。また、水溶液から炭酸塩が無機的に生成されるときにはCO_2が放出されることから、炭酸塩の生成はむしろ海洋から大気への放出に寄与すると考えられてきた。しかし、大気ー海洋ー地殼をめぐる二酸化炭素フラックスについて十分な精度での観測は行われてこなかった。サンゴ礁は生物の活動が活発で生物生産の高い場所であり、光合成と石灰化によって効果的に二酸化炭素の固定が行われている。それゆえに大気中の二酸化炭素濃度変動に対してサンゴ礁はいかなる寄与をするのかについて評価できる観測を行うことが重要である。サンゴ礁および水槽によるサンゴ飼育実験をおこなった。その結果以下のことが明らかにされた。(1)昼間には光量の増加とともに光合成と石灰化が同期しておこなわれる。(2)このとき、海水中の炭酸アルカリ度、全炭酸、二酸化炭素濃度は減少し、二酸化炭素の効果的な固定がおこなわれている。石灰化過程が光合成過程とともに進行しており、炭酸塩の生成による二酸化炭素の増加はない。(3)石灰化(無機炭素生産)と光合成による有機炭素生産の比1:3で有機物生産が優位であった。(4)サンゴの生育は光合成と石灰化により二酸化炭素の固定が行われ、短期的には二酸化炭素を吸収することがわかった。生産された有機物の種類と量、およびその循環過程の解明が重要である。
知覚-運動スキル学習への加齢の影響に対して有効なフィードバック情報の提示方法

本研究は知覚-運動スキルに対する漸減要約フィードバックの高い学習効果の原因と加齢の影響を明らかにすることを目的とした。実験課題はゴルフのブラインド・パッティングを用い、フィードバック情報を実験群間で操作し、その学習効果を比較した。その結果、フィードバック情報の漸減的提示とそれに伴う遅延提示が漸減要約フィードバックの高い学習効果の原因であることが明らかとなった。しかし、高齢者に対しては高い学習効果は認められなかった。これまでの研究によって、知覚-運動スキル学習に対して「漸減要約フィードバック」は習得段階と保持段階において効果的であることを明らかにしてきた。しかし、「漸減要約フィードバック」が効果的である原因は未だ不明であり、また高齢者の知覚-運動スキル学習に対して効果的でない原因も明らかにされていない。そこで、本年度ではまず「漸減要約フィードバック」が効果的である原因を明らかにするために、学習者にフィードバックするKRの情報の質に着目した。つまり、漸減的に要約提示されるKRの中でも学習に有効なKRとそうでないKRがあり、「漸減要約フィードバック」はすべてのKRが要約提示され、必ず学習者が必要とする(学習に有効な)KRが提示されるために、高い学習効果が得られると仮定した。この仮説を検証するために、すべてのKRを要約提示する「全KR提示条件」と学習者自身が必要とするKRを選択する「学習者選択提示条件」を設定し、学習効果の違いを証した結果、両者間に学習効果の違いは認められなかったことから、学習者が選択したKRが知覚-運動学習に対して有効な情報であり、そのKRをフィードバックすることによって高い学習効果が得られると考えられる。しかし、上記の条件間にはKRの情報の質の違いの他にも情報量の違いも存在しているため、次の実験では「学習者選択条件」に対して、学習者が必要とするKR以外のKRを実験者が選択して維持する「学習者非選択条件」を設定し、学習効果を比較検討した結果、両条件間に学習効果の違いは認められなかった。このことから、「漸減要約フードバック」の高い学習効果は学習者が必要とするKRが提示されていたからではないことが明らかとなった。この知見をもとに、今後はより有効なフィードバック情報の提示方法が明らかにされていくことが期待される。平成20年度の研究では、「漸減要約フィードバック」の高い学習効果の原因を同定するために、要約提示される結果の知識(KR)の情報の質に焦点を当て、学習者自身によるKRの選択・非選択条件を設定したが、条件間に差を見出せなかった。そこで、平成21年度の研究では、漸減要約フィードバックにおけるKRの提示のタイミングに着目した。つまり、漸減的に要約提示されるKRの中には早いタイミング(即時).で提示されるKRもあれば、遅いタイミング(遅廷)で提示されるKRもあり、そのタイミングの違いによって学習効果が異なると仮説を立てた。この仮説を立証するために、漸減要約フィードバックのスケジュールにおいて要約提示されるKEのタイミングをパラメータとして.遅延0条件と遅延短条件、および遅延長条件を設定し、その学習効果を条件間で比較した遅延0条件はKR提示の直前の試行のKRを提示し、これは漸減的フィニドバックに相当する。これに対し、遅延短条件はKR提示から中程度離れた試行のKRを、遅延長条件は最も離れた試行のKRをそれぞれ1試行分提示した。その結果、習得段階では条件間に有意な差は示されなかったが、1日後の保持テストでは遅延長条件の絶対誤差の方が遅延0条件よりあ有意に小さいことが示された。これらの結果から、仮説通りに条件間で学習効果が異なっており、遅延長条件の方が遅延0条件よりも高い学習効果を発揮することが明らかとなった。これは、KRの即時提示は学習者のフィードバック依存性を高め、保持能力の獲得を阻害するが、KR提示から最も遅延したKRを提示することによって学習者のフィードバック依存性を抑制し、高い保持能力を獲得できたと考えられる。つまり、漸減要約フィードバックの高い学習効果の原因は、学習段階に沿った漸減的提示に加えて、学習者自身のエラー検出能力を高める遅延提示であることが明らかとなった。平成20-21年度の研究では、「漸減要約フィードバック」の高い学習効果の原因を同定するための研究として、フィードバック情報の質と提示のタイミングに着目した結果、フィードバック情報の提示タイミングに学習効果の差が示された。これは、フィードバック情報の即時提示は学習者のフィードバック依存性を高め、保持能力の獲得を阻害するが、フィードバック情報の遅延提示によって学習者のフィードバック依存性が抑制され、高い保持能力を獲得できたことを意味する。つまり、漸減要約フィードバックは、学習段階に沿った漸減的提示と学習者自身のエラー検出能力を高める遅延提示によって、高い学習効果を発揮できるフィードバック・スケジュールであることを明らかにした。そこで、平成22年の研究では、フィードバック情報の漸減遅延提示に関して、知覚-運動スキル学習に対する最適な提示タイミングを明らかにすることを目的とした。

フィードバック情報(結果の知識:KR)の提示頻度を、1ブロック目は18回、2ブロック目は9回、3ブロック目は6回、4ブロック目は3回と徐々に減少するように設定し、さらにKRの提示タイミング条件として、即時提示群と遅延提示(短)群、遅延提示(中)群、遅延提示(長)群の4群を設定した。その結果、習得段階と保持テストにおいて4群間に有意な差は示されなかったが、遅延提示(短)群は即時提示群に近い値を、遅延提示(中)群は遅延提示(長)群に近い値を示した。遅延提示のタイミングが1試行分しか変わらないにも関わらず、このような違いが示されたことから、遅延提示(短)群と遅延提示(中)群の提示タイミングの間に知覚-運動スキル学習に対して最適な遅延タイミングが存在している可能性が示唆された。
微生物のナノ紡糸により作り出されるセルロースの分子集合状態

1個の酢酸菌は28°Cの標準培養条件下では、菌体の長軸の方向に40-60nm幅の1本の右巻きにねじれたリボン状集合体を排出する。しかし、4°Cの低温で培養すると、多数のstrand状のセルロースからなる帯状集合体が、菌体の長軸に垂直な方向に押し出されること、またstrandの数の異なる「密な構造」と「粗な構造」の2種類が生成することを見出している。本研究では、これらリボン状および帯状セルロース集合体の構造を精密解析し、セルロースの分子集合状態を明らかにすることを目的とした。下記のような結果を得た。1.透過型電子顕御鏡(TEM)観察により、「密な構造」の帯状集合体の各strandは6-9nmx10-22nmの大きさであることがわかった。低温での制限視野電子回折および微小部電子回折測定を行った結果、「密な構造」の帯状集合体は、セルロースIIの結晶に対応する赤道上の3つの反射が観測できるが、「粗な構造」の場合は結晶の反射は観測できなかった。2.4°Cの低温培養と同様に、寒天培地上でも「密な構造」の帯状集合体が生成することを利用して、X線回折用の試料を作製し、その微結晶サイズを求めた。各赤道方向の反射に対する微結晶サイズは、6.6-8.2nmであった。この値は、セルロースIIの結晶構造を有する再生セルロースである銅アンモニア繊維や高濃度の水酸化ナトリム水溶液で処理したマーセル化バクテリアセルロースの微結晶サイズの約1.4-2.5倍であった。3.リボン状および帯状セルロース集合体の同一試料を、原子間力顕微鏡法(AFM)とTEM法の2方法で測定することを試み、その測定方法を確立することが出来た。3次元構造などより多くの情報を得ることが出来た。4.「密な構造」の帯状集合体の固体高分解能^<13>C NMRスペクトルを測定した結果、化学シフト値はセルロースIIの結晶構造を有する銅アンモニア繊維の値とほほ同じであり、結晶化度は約50%であった。1個の酢酸菌は28°Cの標準培養条件下では、菌体の長軸の方向に4060nm幅の1本の右巻きにねじれたリボン状集合体を排出する。本研究では、これらリボン状および帯状セルロース集合体の構造を精密解析し、セルロースの分子集合状態を明らかにするを目的とする。本年度は下記のような結果を得た。1.透過型電子顕微鏡観察により、「密な構造」の帯状集合体の各strandは6-9nm x 10-22nmの大きさであることがわかった。

2.4°Cの低温培養と同様に、寒天培地上でも「密な構造」の帯状集合体が生成することを利用して、X線回折用の試料を作製し、その微結晶サイズを求めた。各赤道方向の反射に対する微結晶サイズは、6.6-8.2nmであった。この値は、セルロースIIの結晶構造を有する再生セルロースである銅アンモニア繊維や高濃度の水酸化ナトリム水溶液で処理したバクテリアセルロースの微結晶サイズの約1.4-2.5倍であった。3.リボン状集合体はセルロースI_α(64%)とI_β(36%)からなる複合結晶である。一方、「密な構造」の帯状集合体の固体高分解能^<13>C NMRスペクトルを測定した結果、化学シフト値はセルロースIIの結晶構造を有する銅アンモニア繊維の値とほほ同じであり、結晶化度は約50%であった。1個の酢酸菌は28°Cの標準培養条件下では、菌体の長軸の方向に4060nm幅の1本の右巻きにねじれたリボン状集合体を排出する。しかし、4°Cの低温で培養すると、多数のstrand状のセルロースからなる帯状集合体が、菌体の長軸に垂直な方向に押し出されること、またstrandの数の異なる「密な構造」と「粗な構造」の2種類が生成することを見出している。本研究では、これらリボン状および帯状セルロース集合体の構造を精密解析し、セルロースの分子集合状態を明らかにすることを目的とした。本年度は下記のような結果を得た。1.リボン状および帯状セルロース集合体の同一試料を、原子間力顕微鏡法(AFM)と透過型電子顕微鏡法(TEM)の2方法で測定することを試み、その測定方法を確立することが出来た。両方法を組み合わせることにより、3次元構造などより多くの情報を得ることが出来た。2.形態の異なるラフとスムースの2種類のコロニーを用いて、酢酸菌が生成するリボン状セルロース集合体の構造を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察した。コロニーの形態の違いにより、生成するセルロースゲルの形態が異なることが明らかとなった。凍結乾燥ゲルの断面の測定に関しては、試料作製時の凍結乾燥方法について注意が必要であることが明らかとなった。3.固体高分解能NMR法による、乾燥および未乾燥状態のセルロースゲルの構造解析を現在進行中である。未乾燥状態の構造は結晶化過程を考察する上で必須であるが、水分の影響で装置の調整に問題があり、現在検討中である。
NASHに対するCD34陽性細胞製剤による高効率な肝再生促進と発癌抑制療法の開発

申請者らはこれまでに肝硬変に対するCD34陽性細胞移植による肝再生治療に関する基礎研究から臨床研究まで行ない、治療効果を報告・検証してきた。現在、日本医療研究開発機構の支援を受け、C型肝硬変に対する肝再生医療について多施設共同非盲検無作為化試験が鋭意進行中であるが、線維化を伴ったNASH肝硬変に対するCD34陽性細胞を用いた肝再生医療研究はない。本研究ではNASH誘導モデルマウスに対しCD34陽性細胞移植を行い、抗線維化・肝再生促進作用を有するか否かを検討する。さらに間葉系幹細胞を用いた同系統疾患モデルに対する細胞移植効果の有用性が先行して報告あることから、CD34陽性細胞移植効果との違いも評価する。
関節リウマチに対する抗体医薬品の投与前治療効果予測法の構築

本申請課題では、関節リウマチにおける治療抵抗性の原因の一つである抗抗体医薬品抗体発現の個人差に患者側の要因が関連していると考え、治療開始前における患者個々に合わせた抗体医薬品選択法の確立を目的として、“関節リウマチに対する抗体医薬品の投与前治療効果予測法の構築"について検討した。治療効果予測のための治療抵抗性に関わる特異的マーカーの探索に先立ち、主成分分析(PCA解析)を用いた血中IFX濃度測定法の確立を行った。まず、IFXおよびヒト血液中のタンパク質をタンパク分解酵素により断片化し、得られたサンプルをLC-TOF/MSで分析し、PCA解析を行うことでIFX特有のイオンピークを複数種類抽出した。続いて、これらのピークのうち、比較的強いピーク強度を有し、なおかつIFXを含むサンプルに特異的に存在するピークをPrecursor ionとして選択し、LC-MS/MSを用いた測定によりProduct ionを同定した。これらのPrecursor ionとProduct ionを組み合わせて測定することにより、高感度かつ特異的なIFXの濃度測定の確立を行った。本研究で確立した測定法を用いて、ブランク血清にIFXを添加したサンプルを測定した結果、絶対検量線法ではあるがこれまで報告されているIFXの血中濃度範囲におけるリニアな検量線を得ることが出来た。現在は、固相抽出法による精製や濃縮など患者血清の前処理法について検討し、微量の抗抗体医薬品抗体を検出するためのさらなる高感度測定に向けた検討を行っている。条件が確立され次第、患者検体の測定を行い、治療抵抗性に関わる特異的マーカーの探索を行っていく。
サポートベクターマシン(SVM)を用いたドメイン境界を同定する予測システムの開発

本研究課題では、構造及び機能未知の新規蛋白質のドメイン領域をそのアミノ酸配列のみから同定/推定する方法を開発しました。このように、Pfam,PrositeやSMARTなどの既存のドメイン・データベースに頼らないドメイン領域予測法はごく最近まで、あまり研究されておらず、独創的な発想に基づいているといえます。本研究では、ドメインそのものではなく、比較的短い15残基程度のドメイン境界領域(リンカー領域)を予測するストラテジーによって、効率的な予測を可能にしました。具体的には、コイル(ループ)からなるドメイン境界領域(以下、ドメインリンカー)を識別するサポートベクターマシン(Support Vector Machine、以下SVM)を構築し、新規のドメインリンカー予測法を開発しました。また、予測精度の向上を目的とし、PSSM(Position Specific Scoring Matrix)情報を利用する予測手法(1stSVM)および、PSSM情報と予測二次構造情報を統合的に利用する2段階目の予測機(2ndSVM)を構築しました。本研究で開発した方法を用いると、ランダム選択又は従来の方法を用いてドメイン境界領域を予測した場合より明らかに予測効率が向上することがわかりました。本研究成果となるSVMによるドメイン境界の予測法は、インターネットで公開しており、URLにはスイス・バオインフォマティクス研究所SwissProt/Expasyからもリンクが張ってあります。また、6月にCairns(オーストラリア)で開催されるPRICIPS2008で博士後期課程の大学院生が本研究成果を発表する予定です(日本蛋白質科学会若手旅費援助金授与)。近年のプロテオミクス研究の発展に伴い、発現・精製が困難なタンパク質や構造解析が不可能な各種巨大タンパク質を構造ドメイン単位に分割するための手法が求められている。一般的に、ドメインへの分割には、実験的手法が用いられるが、時間・費用面から理論計算からドメイン境界を同定する方法の開発研究が注目されている。本研究課題では、構造及び機能未知の新規タンパク質のドメイン境界領域をそのアミノ酸配列のみから推定する方法として、15残基程度のコイル(ループ)からなるドメイン境界領域(以下、ドメインリンカー)を識別するサポートベクターマシン(Support Vector Machine、以下SVMと略)を構築し、新規のドメインリンカー予測法を開発した。具体的には、平成18年度に、以下の研究成果を得た:●SVMの学習に用いる「多ドメインタンパク質」のデータセットを自動的に構築する計算プロトコルを開発し、200以上の多ドメインタンパク質からなる学習データセットを構築した。●SVMの入力情報の表現形式にアミノ酸配列のバイナリー表現(binary coding)を用いることで、効率的な学習が可能になることを明らかにした。また、Cross validation法を用いたAUC(Area Under the Curve)の最大化を指標にして、SVMで用いる種々パラメータの値を決定し、カーネル関数には線形関数を採用した。以上の条件下で、SVMの学習を行なった。●リンカー予測には、SVMで計算される各残基の、リンカー傾向性の値を、前後の数残基の値と平均化し、リンカー傾向性のノイズを削除し、その平均値が閾値以上になる領域をドメインリンカー候補とした。●現時点のリンカー予測の効率は、Sensitivityが63.6%、Specificityが46.6%である。これらの値は、ランダムにドメイン境界を選択した時よりSensitivityが30%以上、Specificityが10%高い値で、過去に提案されたドメイン予測法より10%から15%高い値である。平成19年度には、予測効率のさらなる向上を目指し、SVMを改良する。本研究課題では、構造及び機能未知の新規タンパク質のドメイン境界領域をそのアミノ酸配列のみから推定する方法として、コイル(ループ)からなるドメイン境界領域(以下、ドメインリンカー)を識別するサポートベクターマシン(Support Vector Machine、以下SVM)を構築し、新規のドメインリンカー予測法を開発した。19年度には、(1)アミノ酸配列情報のみを利用する手法(DLP-SVM)を開発した。(2)予測精度の向上を目的とし、PSSM情報を利用する予測手法(1stSVM)

および、PSSM情報と予測二次構造情報を統合的に利用する2段階目の予測機(2ndSVM)を構築し、以下の研究成果を得た:●18年度に構築した「多ドメインタンパク質」データセットから、10残基以上の長いドメインリンカーのみを含むタンパク質を選出したデータセット(DS-Long)、9残基以下の短いドメインリンカーのみを含むタンパク質を選出したデータセット(DS-Short)をそれぞれ構築し、DS-Longを学習に用いたSVM-Long、DS-Shortを学習に用いたSVM-Short、および、これらの比較対照として配列長に関係なく、全てのデータを学習に用いた予測機であるSVM-Allを構築した。また、DS-LongとDS-Shortの配列長依存的な検出機能を統合し、予測精度を向上したSVM-Jointもあわせて構築した。●予測効率の向上を目的として構築した2ndSVMでは検出感度は44.4%、その正確性は55.8%となり、ランダムにドメインリンカー領域を予測した場合と比べ検出感度で35%、正確性で44.7%の大幅な効率向上を達成した(5-fold cross validation)。さらに、既存のドメインリンカー予測法と比較しても検出感度で4%、正確性で5%以上の向上が見られた。また、機械学習を利用した予測機の性能を示すAUC値はDLP-SVMで0.689、2ndSVMは0.830であり、他の相同配列を利用しないドメインリンカー予測手法における同値が最大でも0.81程度である事を考えれば、本提案手法の有用性が伺える。
ウニの棲み場適応戦略機構の解明に関する生態学的研究

1998年4月から1999年5月にかけて毎月1回,宮城県女川町指ヶ浜沿岸において,潮間帯の潮位53cmから潮下帯の水深2.8mまでに形成される海藻群落とそこに生息するバフンウニの垂直分布の季節変化を調べ,殻径,生殖巣の発達,ならびに消化管内容物との比較検討によって,バフンウニの季節的な移動の要因を推定した.バフンウニは水深00.3mの小型海藻群落が形成されている緩傾斜域の岩石下に周年もっとも高密度に生息した.10月から3月にかけて,より深所の無節サンゴモ群落からバフンウニが多数この場所に移動し,以後そこで生活するために高密度の分布域が形成されることが明らかになった.キタムラサキウニはバフンウニとは異なり,深所の無節サンゴモ群落で周年高い密度で分布し,夏季から秋季に浅所の小型海藻群落へ移動し,冬季には再び深所へ移動した.無節サンゴモ群落におけるバフンウニの生殖巣指数は小型海藻群落よりも周年明瞭に低く推移した。また,組織学的観察の結果,10月から3月にかけては生殖巣が成長期,成熟期ならびに放出期へ順次移行したことから,この時期の深浅移動は成熟,産卵に向けての索餌移動であると結論された.両群落に生息したバフンウニの消化管内容物を周年調べた結果,小型海藻群落においては,ツノマタ属紅藻,スジウスバノリ,ならびにホンダワラ属褐藻など周年食物としての葉状海藻が保障された。これに対して,無節サンゴモ群落では,生育する葉状海藻が周年極めて少ないことが生殖巣の発達を低下させた要因である。10月から3月には,再生産に向けて生殖巣を発達させるために,この時期に優占して生育した紅藻スジウスバノリを食物として小型海藻群落へ移動したことが明らかとなった。宮城県女川町沿岸の永久トランセクト(100【m!^2】)でウニの分布を水深と底質ならびに海藻植生との関係で季節的に把握し,季節的な移動様式を明らかにした。バフンウニは,周年小型海藻が生育する水深00.3mの緩傾斜域において各月7.820.8個体/【m!^2】と極めて高い密度で分布し,直径50cm以上の岩石下に集中的に生息した。10月から11月にはそれ以深の無節サンゴモ群落に生息したバフンウニが緩傾斜域へ移動し,以後残留し,主要な生活場所とした。これらの季節的な移動は成熟年齢に達した個体の季節的に活発になる摂食活動を反映した索餌によるものと考えられた。キタムラサキウニは深所の無節サンゴモ群落で周年高い密度で分布し,夏季から秋季に浅所の小型海藻群落へ移動し,冬季には再び深所へ移動した。食性や摂食量と生殖周期などの生活年周期を明確にするとともに,着底場所を明らかにして種別の棲み場に適応した機構の解析を進めている。前年度において,宮城県女川町指ヶ浜沿岸でバフンウニの鉛直分布を水深,底質ならびに海藻群落の帯状構造との関係で季節的に調べた。その結果,本種は浅所の小型海藻群落の岩石下で周年高密度に生息すること。そして,季節的に10月から3月にかけて,深所の無節サンゴモ群落から浅所の小型海藻群落へ移動することが明らかになった。本年度は,季節的な移動が成熟,産卵に向けて生殖巣を発達させるための索餌によるのではないか,との仮説を立て,無節サンゴモ群落と小型海藻群落のバフンウニの生殖周期と成長の季節変化を調べた。

小型海藻群落において,ウニの生殖巣指数(生殖巣重量×100/体重)は,9月から10月下旬のピークに至って急激に増加して,以後4月まで低下した。この間は生殖巣が成熟し,産卵する時期に相当した。また,小型海藻群落における生殖巣指数は無節サンゴモ群落よりも周年明瞭に高く推移した。一方,年齢と殻径との関係からみた成長は,両群落間で差は認められなかった。また,成体の成長は,季節的に5月から9月にのみ認められた。以上の結果より,10月から3月にかけて認められた無節サンゴモ群落から小型海藻群落へのウニの移動は,成熟,産卵に向けての索餌移動であると結論された。宮城県女川町指ヶ浜沿岸でバフンウニの分布を水深、底質ならびに海藻群落の帯状構造との関係で季節的に調べた。本種は季節的に10月から3月にかけて、深所の無節サンゴモ群落から浅所の小型海藻群落へ移動し、以後そこで生活するために高密度の分布域が形成されることが明らかになった。小型海藻群落におけるウニの生殖巣指数(生殖巣重量X100/体重)は、生殖巣が成熟し、産卵する9月から10月下旬のピーク以後4月まで低下した。無節サンゴモ群落における生殖巣指数は小型海藻群落よりも周年明瞭に低く推移したことから、10月から3月にかけてのウニの季節的な移動は、成熟、産卵に向けての索餌移動であると結論された。両群落に生息したウニの消化管内容物を周年調べた結果、小型海藻群落においては、ツノマタ属紅藻、スジウスバノリ、ならびにホンダワラ属褐藻など周年食物としての葉状海藻が保障された。これに対して、無節サンゴモ群落では、生育する葉状海藻が周年極めて少ないことが生殖巣の発達を低下させた要因である。無節サンゴモ群落におけるバフンウニは、10月から3月に再生産に向けて生殖巣を発達させるために、この時期に優占して生育した紅藻スジウスバノリを食物として小型海藻群落へ移動したことが明らかとなった。