hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
岩石亀裂シーリング実験による鉱物脈形成過程の解明

本課題では、地殻深部における高温高圧条件で岩石亀裂に熱水流通実験とX線CTによる亀裂内部観察を可能にする、新しい実験装置を開発した。亜臨界条件での花崗岩亀裂の溶解実験では、亀裂に存在する鉱物の種類や破砕粉末の存在によって、亀裂内部が不均質に溶解すること、また、それにより大きな空隙や卓越流路が形成されることが明らかになった。一方、超臨界条件でのシリカ析出実験では、安定である石英の結晶成長よりも、まずアモルファスシリカが析出し、亀裂を効果的に閉塞することが分かった。また、析出実験において、間隙の閉塞ー流体圧の上昇ー破壊という流体圧振動が観察され、地震サイクルにおけるシリカ析出の重要性が示唆された。本年度は主に,1.封圧下高温高圧流通式反応装置の開発,2.同装置を用いた花崗岩の溶解実験,3.アルミナ内管を用いたシリカ析出実験を行った.1.流通式実験装置の開発岩石き裂シーリング実験のために,オリジナルの流通式反応装置の設計と開発を行った.仕様としては,最大の温度・圧力は,450°C,40MPaであり,超臨界状態の水熱反応実験が可能である.この反応容器は,2重間構造になっており,内側の流路にき裂の入った岩石コアを設置し,流体を流し,また,封圧は流体圧とは独立に水によって制御する.最も工夫した部分は,岩石コアのジャケットであり,肉厚0.1 mm,直径10 mmのステンレス製のチューブを用いた.ジャケットの変形により封圧を岩石にかけることを可能にするとともに,X線CTを用いて,内部の間隙構造を観察することが出来る.また,反応ーCT観察ー反応ーという繰り返し実験も可能とする.岩石コアは,円筒研削盤によって精密に作り,ステンレスジャケットに設置した後に,万力で圧縮することによって引張き裂を形成した.2.花崗岩の溶解実験上記の装置を用いて,花崗岩き裂の溶解に関する予察的な実験を行った.析出によるシーリング過程と同様に溶解によってき裂の間隙構造がどのように変化するかも重要な問題である.引張き裂を入れた花崗岩コアを溶解させる実験の前後でX線CTを撮影することにより,き裂の中の石英が選択的に溶解して,粒子スケールの凹凸が発達すること,また,溶解によって全体的にき裂は閉じて,透水率が減少することを見いだした.3.アルミナ管を用いた高過飽和溶液からの析出実験シリカ析出実験は,既存の装置を改良し,アルミナの内管を用いた二重管構造をもつ反応管で行い、特徴的な閉塞構造を示すことを明らかにした.本年度は、超臨界亜臨界条件・封圧下における花崗岩亀裂の溶解実験と、多孔質体におけるシリカ析出実験とそのモデル化、さらに減圧実験におけるシリカ析出実験を進めた。<花崗岩亀裂の溶解実験>新しい水熱実験装置を用いて、花崗岩亀裂の溶解実験を行い、亀裂間隙構造と透水率の変化を検討した。特に、封圧20MPaにおいて、1.常温・流通、2.高温・非流動、3.高温・流通という3段階の連続的な実験を行うと、ステージ1と2では全体的な間隙減少、ステージ3では溶解による急激な透水率上昇が観測された。鉱物分布との比較と流動シミュレーションによって検討すると、石英粒子はよく溶けるが、それとは無関係に大きな間隙が形成され、卓越流路が形成されたことが明らかになった。この間隙部分を検討した結果、亀裂形成時に発生した岩石の粉末(ガウジ)が選択的に溶解したことがわかった。このようなガウジの溶解の効果は、実際の亀裂では非常に重要になると予想され、学会で報告するとともに、また、国際誌に投稿準備中である。<シリカ析出による多孔質体の間隙閉塞>昨年に引き続き、多孔質体のシリカ析出実験を行い、そのモデル化を進めた。特に、超臨界でのシリカを析出において、アモルファスが析出し、より安定な石英へと変化する現象については、ミクロな統計物理的モデルを構築し、Physical Revie Eに掲載された。また、この閉塞が起こると、シリカが運搬、付着することによって特徴的な流体圧の振動を引き起こすことを見出し、ポアスロートが閉塞、破壊を繰り返すモデルで表現できることを示した。<減圧によるシリカ析出実験>地震では減圧によってシリカが析出すると考えられるが、検証されていない。予察的な実験により、フラッシングによってアモルファスシリカの微粒子が形成され、間隙を埋めることを確認した。今後、系統的な実験を進める予定である。<実験装置の開発>開発した新しい実験装置を当初の予定通り、初年度に開発し、本年度、亜臨界・超臨界条件で化学反応を起こしながら透水率の変化を測定すること、また、実験中にコア試料を取り外し、繰り返し間隙構造の変化を読み取ることなどの基本的な実験手順を試行錯誤の上に確立することに成功した。<溶解による透水率変化>現時点では、上記の装置を使っての実験は、花崗岩亀裂の溶解実験であるが、その溶解による流路形成と透水率変化には、実は基盤鉱物の分布(石英の選択的溶解など)よりもガウジが重要であるという今まで見過ごされている現象を発見した。この現象については、学会で報告し、国際誌で投稿準備中である。上記装置でのシリカ析出実験は、次年度の課題である。<シリカ析出による閉塞と流体圧振動>

シリカの析出による閉塞実験は、より簡易的な封圧をかけない装置で行っているが、非常に過飽和な条件でシリカを析出させると流がされ付着し、間隙を閉塞させること、また、その際に特徴的な流体圧振動が発生することを明らかにした。これは、本課題の1つのターゲットであった、地震サイクルと流体圧変化にもつながる重要な知見であり、学会で報告し、また投稿準備中である。シリカの析出様式に関するモデルについては、本年度、Physical Review Eに掲載されている。<天然の鉱物脈の解析と比較>三波川変成帯の鉱物脈の調査と組織の解析を進めており、人工的な鉱物脈との比較を行う予定である。以上、予想より進んでいる部分と発見があり、一方で封圧下の亀裂での析出実験が少し遅れているが、全体としては概ね順調に進展していると考える。本年度は主に超臨界条件における析出実験を行った。高過飽和なSi溶液を流した場合、10時間程度の短期間に亀裂が閉塞し、浸透率が1桁ほど減少した。X線CTや薄片によって間隙を観察すると、析出は亀裂の内部で均質に起こるわけではなく、4cmのコアに対して入口のたかだか2mm程度のところにアモルファスとして析出し、その一部は石英に変化していることが明らかになった。一方で、基盤石英の成長によるシリカの析出は非常に遅い。実験条件は、地殻の透水ー不透水境界近傍における対応しており、シリカ析出は基盤の鉱物分布によらず効果的に間隙を閉塞させること、またシリカ不透水層は比較的薄い可能性を示唆している。さらに、限定的なシリカ析出は、さらなる深部の超臨界地熱貯留層には間隙が維持されうる可能性を示している。一方、実験においてシリカ析出で亀裂が閉塞する際には、全体としては、浸透率が低下しつつも複数回の上昇が観察された。これは、シリカ析出物の破壊による流体圧の減少であり、地殻内部においては、シリカの析出ー流体圧上昇ー地震(破壊)のサイクルがおこなりながら、強度回復する様子を超臨界の亀裂条件下で再現できたと言える。また、沈み込み帯におけるシリカの析出と地震サイクルの関係を明らかにするために、新しい石英脈形成モデルを作成した。このモデルは、移流によって周囲から流体が流入して内部で析出するというモデルであり、亀裂の内部と母岩の流体圧の変化を与えると、シーリングの時間が自動的に決定できる。このモデルを用いて、四万十帯に存在する延岡断層(過去の付加帯分岐断層)周辺の石英脈のシーリングの時間スケールが典型的なもので30年程度、全体としては300年程度で起こったことを明らかにした。この時間スケールは、南海トラフ地震の再来周期とよく一致し、シリカの析出による流体圧上昇が重要な役割を持っていることを示唆する。本課題では、地殻深部における高温高圧条件で岩石亀裂に熱水流通実験とX線CTによる亀裂内部観察を可能にする、新しい実験装置を開発した。亜臨界条件での花崗岩亀裂の溶解実験では、亀裂に存在する鉱物の種類や破砕粉末の存在によって、亀裂内部が不均質に溶解すること、また、それにより大きな空隙や卓越流路が形成されることが明らかになった。一方、超臨界条件でのシリカ析出実験では、安定である石英の結晶成長よりも、まずアモルファスシリカが析出し、亀裂を効果的に閉塞することが分かった。また、析出実験において、間隙の閉塞ー流体圧の上昇ー破壊という流体圧振動が観察され、地震サイクルにおけるシリカ析出の重要性が示唆された。
生活支援ロボットのための見立てを用いた物体操作指示法に関する研究

本研究の目的は、専門知識を持たないユーザが生活支援ロボットへ、手元の物体をロボットの手元に見立てて物体操作指示をおこなえる視覚学習システムの構成法を明らかにすることであった。本研究の主な成果は、ロボット自身がユーザによる手元の見立て方を理解するための視覚処理モジュールと類似性判断モジュールを開発し、ユーザがロボットへ見立てを用いて物体操作法を教示可能な一手法を提案したこと、そして生活支援ロボットへシステム統合し、評価実験により有効性を確認したことである。本研究では,専門知識を持たないユーザが,生活支援ロボットへ作業内容をその場で教え,肩代わりさせるために,人が古来より形状や動作の情報伝達に用いられてきた,ある事物に他の事物の像を重ね合わせる技法である「見立て」を用いて,物体操作指示をおこなうシステムの開発に取り組んでいる.初年度である本年度は,まずセンサシステムの構築に取り組んだ.本研究における入力データとなる,人の手元やロボットの手元を観測した時系列データを,高解像度かつ高頻度で取得できるように,カラーステレオカメラと高解像度・高フレームレートのカラーカメラの双方を有する複合ビジョンヘッドを製作した.次に,複合ビジョンヘッドを等身大ヒューマノイドロボットプラットフォームへ統合した.このヒューマノイドプラットフォームを用いては,農作業における果実収穫という具体的な日常支援タスクを例として,簡易操作指示と動作生成システムの構築に取り組んだ.複合ビジョンヘッドから得られる情報から,ユーザがロボットへグラフィカル・ユーザ・インタフェースを用いて簡易指示するシステムを構築し,実際のタスクで評価することで,複合ビジョンヘッドの評価をおこない,見立てにおいて抽出すべき情報について検証するとともに,最終評価実験のための基盤システムを構築した.さらに,製作した複合ビジョンヘッドを用いて,形状に関する人の見立てをロボットが解釈するための視覚システムの基礎として,人の手元の形状変化の認識に取り組んでいるところである.見立ての入力データを得るための複合ビジョンヘッドの製作,および等身大ヒューマノイドプラットフォームへの統合が完了し,見立てによる操作指示の統合評価をおこなうための基盤システムの構築が完了しているため.本課題は,専門知識を持たない生活支援ロボットのユーザが,ロボットへおこなって欲しい作業をその場で教え,肩代わりさせるための一手法へ向けた取り組みである.人が古来より形状や動作の情報伝達に用いられてきた,ある事物に他の事物の像を重ねる技法である「見立て」の考え方を用い,同一ではないものの類似した形状や動きを見せることで,物体操作指示をおこなうためのシステムの開発を進めている.初年度にはセンサシステムの構築に取り組み,人の手元やロボットの手元を観測した時系列データを,高解像度かつ高頻度で取得するための,複合ビジョンヘッドの製作をおこなうとともに,農作業や日常生活支援タスクという具体的なタスクを例とし,簡易操作指示と動作生成システムの構築をおこなった.二年目である本年度は,人による手真似,つまり形状の見立てによって,ロボット側の操作物体の形状を示し,操作指示を出す手法の開発をおこなった.本手法の開発に先立っては,手先での物体の形状表現に個人差が生じることが分かり,予め形状の見立て方をシステムへ学習させるものとした.複数種類の人の手真似を三次元視覚により取得し,フィルタリング処理によって手先領域を限定するとともに,領域内の形状特徴を多変量解析を用いて表現し,操作対象と結びつけて記憶させる.手先を物体に見立てた操作指示の際には,同様に手先形状の特徴計算をおこない,操作対象を想起させる一手法を実現した.次に課題となるのは,ロボットの持つ道具類をどのように動かすかを,手を動かしながら伝える,軌道の見立てを理解する手法である.本年度は,混合ガウス分布による二次元画像の背景差分法およびステレオカメラの三次元情報を組み合わせて,透明物体や変形物体を含む三次元の動きを抽出し,動作モデル当てはめをおこなう手法を試験している.さらに,これらの研究を加速するための深層学習のシステム構築をおこなった.見立ての入力データを得るための複合ビジョンヘッドの製作,生活支援ロボットプラットフォームへの統合が完了しており,形状の見立てを理解させて操作対象を指示するための一手法の試作が完了している.動作を伝えるための軌道の見立てを理解させるシステムの実現が今後の課題だが,手先・道具や操作対象の動作を抽出するための処理の実装は終了しているため.本研究は、専門知識を持たない生活支援ロボットのユーザが、ロボットへおこなって欲しい作業をその場で教え、肩代わりさせるための一手法へ向けた取り組みである。人が古来より形状や動作の情報伝達に用いてきた、ある事物に他の事物の像を重ねて表現する技法である「見立て」を用い、同一ではないものの類似した物体の形状や動きを見せることで、簡易な物体操作指示を実現するためのシステムの構成法を探ってきた。最終年度である平成29年度は、ユーザの手元の形状や軌道に関する見立て方をロボットがオンラインで解釈し、ユーザとロボットのタスク空間が違っても柔軟に操作法を獲得するためのシステム構築と評価をおこなった。本システムは、ユーザがロボットの手元に見立てて動かしている(1)物体や環境の形状と(2)その動きについて、ロボット自身の手元と対応付けをおこなって操作軌道の生成法を獲得し、操作法を獲得するものである。(1)では深層ニューラルネットワークを用いて人の体の動きを推定し、オプティカルフローを用いて手先の任意物体の動きを推定するとともに、それと関わる作業平面がある場合にはその情報をも活用する。(2)では(1)で推定したユーザの手元の物体や環境と、ロボットの手元の操作対象の動きの相関演算に基づき、方向と速さの対応付けをおこなう。拭く・かき混ぜる・切る操作の教示において提案システムを評価したところ、主に周期的な操作において、提案手法の有効性が明らかとなった。

本研究により、教示者であるユーザとロボットの手元の環境や道具が異なっていても、ユーザがロボットの手元に見立てて教示することにより、ロボットが新たな物体操作法を柔軟に学んでいくための枠組みの一実現法が明らかとなった。本研究の目的は、専門知識を持たないユーザが生活支援ロボットへ、手元の物体をロボットの手元に見立てて物体操作指示をおこなえる視覚学習システムの構成法を明らかにすることであった。本研究の主な成果は、ロボット自身がユーザによる手元の見立て方を理解するための視覚処理モジュールと類似性判断モジュールを開発し、ユーザがロボットへ見立てを用いて物体操作法を教示可能な一手法を提案したこと、そして生活支援ロボットへシステム統合し、評価実験により有効性を確認したことである。次年度は,ロボットへ形状の見立てを理解させるためのシステムの確立および,時系列データから軌道の見立てを理解させるためのシステムへの発展へ取り組むが,形状の見立て解釈における成功率が低い場合には,低次視覚特徴に基づいて軌道の見立て方を先に推定し,そこから形状の見立て方の推定の補助をおこなう手法を検討している.本年度までに構築した,複合ビジョンヘッドを含む生活支援ロボットプラットフォーム,形状の見立てによる操作対象の指示手法,さらに三次元の動きを抽出するための一手法を用い,操作対象や道具の軌道を見立てによって指示する手法の開発をおこなっていく.そして,(1)形状の見立てを理解するためのシステムと(2)軌道の見立てを理解するためのシステムを組み合わせ,より広いタスクの簡易視覚指示をおこなうシステムについて研究を進めていく.知能ロボティクス視覚特徴を用いた深層学習に使用する計算機の次世代機の発売が予想より遅れたため,年度内は既存の計算機を利用し,次年度に最新型の計算機を導入し研究を加速することとしたため.軌道の見立てを理解するシステムの研究が当初の予定より遅延し,該当する実験に必要な道具類の購入,および国内外への成果発表のための予算を繰り越す必要が生じたため.視覚特徴を用いた深層学習に使用する最新型の計算機を導入し,研究を加速するために用いる.軌道の見立てを理解するシステムの評価実験に必要な道具類の購入,および国内外への成果発表のために用いる予定である.
ダイオキシンによる新しいシグナル伝達経路を介したT細胞株のアポトーシス誘導機構

我々の見い出したヒト白血病T細胞株L-MATの、ダイオキシンによるアポトーシス機構を明らかにしていくと同時に、ダイオキシン類化合物の免疫毒性をアポトーシスによって評価するシステム作製の検討を行った。1.ダイオキシンの作用として、Ahレセプターを介した機構が一般的に考えられていたが、T細胞株L-MATから調製したmRNAを用いて、RT-PCR法によりAhレセプターの発現の検出を試みたが検出できなかった。このことは、ダイオキシンによる新しいシグナル伝達系を介したT細胞のアポトーシス機構の存在を示唆していると思われた。2.アポトーシスに至る経路に関しては、さまざまなシグナル伝達機構を介した経路が知られているので、それらのシグナル伝達経路の特異的阻害剤を用いることによって明らかにすることを試みた。アポトーシスの最終的な段階で作用するインターロイキン1β変換酵素(ICE)の阻害剤は、アポトーシスを阻止した。3.チロシンキナーゼの阻害剤,Genisteinは、T細胞株L-MATにおいて、ダイオキシンによるアポトーシスを阻止することを見い出した。この経路は、ダイオキシンからの刺激がSAPK(Stress Activated Protein Kinase/JNK=Jun N-terminal Kinase)を活性化する可能性がある。そこで、JUNを基質としてJNK活性を測定すると、ダイオキシン処理により90分をピークとする顕著な活性の上昇を認めた。4.ダイオキシン処理によるJNKの活性上昇にともない、アポトーシスの進展に関与するカスパーゼの活性化を抑える分子として知られるBcl-2の発現を、ウエスタン・ブロッティング法で検討したところ、その減少を認めた。このようなアプローチにより、ダイオキシンの免疫系に及ぼす影響を生物学的に明らかにするとともに、今後は免疫毒性を正当に評価するシステムを開発していく予定である。
高分子有機強磁性体の分子設計と作製に関する研究

本研究において実施したものは以下に記するように、実験の部と理論の部に大別される。その大要と実績を併せて記載する。1.本研究における実験の部では、熱処理法・熱CVD法および有機合成法によって種々の有機磁性体材料を調製し、併せてそれらの磁気物性を中心とする固体物性の測定・解析を行った。まず熱処理法で調製したアルキレン・アロマティック系樹脂の磁気物性として、3重項以上のスピン配列を示すことが磁化曲線ならびに電子スピン共鳴の測定より得られた。これらのことより、部分的ではあるが強磁性的なスピン相関が現われることが結論づけられた。さらに熱CVD法によりアダマンタンを炭素化させた材料では、より明確な強磁性的スピン相関の存在が結論づけられ、超常磁性との関係の議論も行っている。なおポリ(mーアニソン)については以下の部であわせて述べる。2.上記の実験的研究と並行して,理論の部では強磁性的スピン配列を示す高分子材料の分子設計・磁気的性質の予測などを実施した。計算法としては非制限的ハ-トレ-・フォック法に基く結晶軌道法解析プログラムを新たに開発した。これによりポリ(mーフェニルカルベン)の強磁性発現が確認された。さらに強磁性を示すと期待できるポリジフェニルカルベンのスタッキング配向性,ポリパラシクロファンの強磁性発現の可能性などについての解析も実施し、特に前者では特別な配向ピッチ角において単量体間の強磁性的相互作用が、発現することが明らかとなり分子設計上、有用な示唆を与えた。一方、ポリ(mーアニソン)の酸化あるいは脱水素状態が強磁性を有することを新たに予測し、あわせてこの高分子の実際の合成を開始し、所期の物質を得ることに成功した。その磁気物性の測定もあわせて実施しており、この高分子において特異的な強磁性相関の存在することを明らかにした。本年度実施した研究は以下のように2通りに大別できるが、その実施大要と実績を併せて記載することにする。1.本研究のうち実験の部では、主として熱処理法による高分子磁性体材料の作製を行って、磁化率測定及び電子スピン共鳴測定による磁気物性解析を行った。材料作製にあたっては、赤外線ゴ-ルドイメ-ジ炉を用いて予め調製しておいたアルキレン・アロマティック系樹脂を加熱処理し、所期の物質を得ることができた。磁化率測定は極低温室温の範囲で行い、ブリルアン解析を行ったところ、電子スピンの多重度がS=1/2以上の値を示すことを見出した。これは何らかの強磁性配列を含む電子構造が存在していることを示しており、電子スピン共鳴測定と併せて現在さらに研究を続行している。2.上記の実験的研究と並行して、理論の部では量子化学的見地から強磁性配列を持つ高分子の電子状態の解析及びその分子設計についての研究を行っている。理論的計算法としては非制限的ハ-トレ-・フォック法に基く結晶軌道法解析プログラムを新たに開発・作製し、磁性を示すことが期待できる高分子の電子状態解析を行った。この解析によると例えばポリ(m-フェニルカルベン)のような高分子は基底状態で強磁性配列を示すことが期待され、またこの他にポリアニリンのような導電性高分子でも、濃ド-プ時においてはポラロン的磁性が存在しうるなどの結果を得ており、現存する実験との一致も良好である。さらに特異的な磁性として、平面型大縮合芳香環型クラスタ-の反磁性的性質、及び環電流の理論的見積りも行った。

本年度実施した研究は以下のように2通りに大別できるが,その実施大要と実績を併せて記載することにする。1.本研究のうち実験の部では,熱処理法によって作製したアルキレン・アロマティック系樹脂の磁化率測定(昨年度実施)に引き続いて,電子スピン共鳴測定を実施し,詳細な解析を行った。それによると,昨年度に見出した,スピン多重度S>1/2を裏づける電子スピン共鳴が見出され,部分的ではあるが強磁性的なスピン相関が当該物質で現われていることを結論づけた。さらに,アダマンタン分子の熱CVD法によって得られた炭素系材料物質における超常磁性の発現,新規に合成したポリ(mーアニリン)における高スピン濃度,3重項以上のスピン相関などの観測結果も得られている。2.上記の実験的研究と並行して,理論の部では強磁性型配列を含むポリジフェニルカルベンのスタッキング配向性,ポリパラシクロファンにおける強磁性発現の可能性などについて,量子化学的解析を実施した。それによると,ジフェニルカルベンをスタッキングする際に,そのピッチ角を4通りにわたって変化させたところ,その中で60゚と120゚の場合に単量体間の強磁性的相互作用が発現することが明らかとなり,分子設計の上で有用な示唆が与えられた。また,ポリパラシクロファンの電子エネルギ-バンドの幅は比較的狭く,類縁物質であるポリメタシクロファンに比べてその特異な磁性を期待しうることが明らかとなった。このほかさらに,ポリ(mーアニリン)の強磁性状態の電子構造の解析も行い,スピンサイトの特定やスピン部分の広がりの度合いなどの詳細な知見も得られている。
シダ光受容体PHY3タンパク質の機能解析

従来植物では、フィトクロムと青色光受容体が独立に固有の吸収波長域の光シグナルに対応して情報を伝達し、時には協調的に、時には競合的に光形態形成反応の調節を行っていると考えられてきた。しかしながら我々は、独立に受容されると考えられていた波長域の光を一分子内で受容できるレセプター(PHY3)の存在の可能性を提示した。そこで本研究課題では、この可能性を植物体での生理機能として検証することを目的とした。PHY3が赤色光受容体・青色光受容体としての機能を有しているかどうかを検証するために、シロイヌナズナphot1-5 phot2-1 2重突然変異体にPHY3を導入し、胚軸の光屈性を指標として光生理反応を調べた。その結果、PHY3を導入したシロイヌナズナでは青色光・赤色光のどちらでも光屈性を誘導することができ、PHY3はフィトクロムとフォトトロピンの両方の機能を1分子で有する光受容体であることが明らかになった。さらに、単独では光屈性を誘導できない弱い赤色光と青色光を同時に照射すると、光屈性が誘導されることが判明した。この相乗的効果は、形質転換植物体の膜画分におけるPHY3の自己リン酸化シグナルの強度と相関があることも示された。これらの知見から、赤色光情報と青色光情報がPHY3分子内で相乗効果を生み、弱い光にも応答できるようになることが明らかとなった。PHY3はシダ植物固有の光受容体であり、PHY3がシダ植物の弱光環境適応戦略の一端を担う鍵分子であることが想像される。そこで本研究課題では、この可能性を植物体での生理機能として検証することを目的とする。PHY3が赤色光受容体・青色光受容体としての機能を有しているかどうかを検証するために、本年度はシロイヌナズナphot1-5 phot2-12重突然変異体に、以下に記す7種の遺伝子発現用ベクターを構築・導入した。Agrobacterium感染植物体から得られる種子を薬剤含有培地で発芽・生育させて選抜し、T1植物を得た。得られたT1植物体から粗タンパク質を抽出し、抗PHY3ポリクローナル抗体を用いてウエスタンブロッティング解析を行い、目的タンパク質の発現・蓄積が確認される系統を選抜している。また、これまでに選抜された形質転換体において自殖後代の植物体の生育・種子回収を行っており、導入遺伝子についてホモの系統を確立することを目指している。

この相乗的効果は、形質転換植物体の膜画分におけるPHY3の自己リン酸化シグナルの強度と相関があることも示された。これらの知見から、赤色光情報と青色光情報がPHY3分子内で相乗効果を生み、弱い光にも応答できるようになることが明らかとなった。PHY3はシダ植物固有の光受容体であり、PHY3がシダ植物の弱光環境適応戦略の一端を担う鍵分子であることが想像される。
マレーシアにおける統合的な洪水管理体系の提案

マレーシアではこれまで、洪水設計のために100年確率流量の使用が提案されてきた。しかし、現在まで具体的な洪水設計値をある河川流域で推定した例は文献調査内では存在しない。また、マレーシアにおける洪水設計基準の構築に際しては、洪水を引き起こす原因であるモンスーン期特有の降雨イベント特性を考慮する必要がある。そこで、従来洪水設計値の推定へ用いられる水文頻度解析へ様々な降雨継続期間を考慮し、特に北東モンスーン期における長期的な降雨イベントを統合した。二種類の降雨特性解析、流出解析、および水文頻度解析の四種類の解析をジョホール川流域に適用した結果、当該流域では5日降水量を洪水設計へ使用すべきことが示された。次に、5日降水量の降雨継続期間および100年確率流量の基準を考慮し、米国環境保護庁が開発した分布型流域モデル、Hydrologic Simulation Program-FORTRAN (HSPF)モデルを使用することで洪水設計値(ピーク流量)の計算を行った。ジョホール川流域内コタティンギ地区にて発生した過去三回の洪水イベントの再現を行い、その結果非常に良いモデルの再現性を示した。今後、洪水設計の際には降水量だけではなく土地利用の影響も考慮し、また、時間変化に加え空間的な流域環境の変化も加味することのできる流出解析が必要である。これらを同時に考慮することのできる分布型流域モデルの適用性を示したことは、今後の東南アジアにおける洪水管理において非常に有用であるといえる。そしてピーク流量計算の結果、851.0 m3/sの洪水設計値を算出した。今年度はジョホール川流域のみを対象としたが、今後、この解析方法の適用性を示し、一般化するため、他のマレーシア国内の河川流域、さらには他の東南アジアの河川流域にて同様の検証を行う必要があると考えられる。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
４次元ピンポイント渦電流法によるCFRTPの剥離修復とその溶融メカニズムの解明

3次元形状のCFRTPに対してコイルの形状や大ききを合わせた上で、コイルの励磁周波数および励磁時間を変化させ、縦・横・深さ・時間の4次元の渦電流をCFRTPに作用させ、ピンポイントかつ複雑形状のCFRTPまで溶融可能とする。本渦電流法を用いてCFRTPの剥離を修復し、実用面で十分な強度を得ることができることを定量的に示す。そのため溶融メカニズムを解明し、剥離修復時の最適な融着条件を明らかにする。
野草を原料や材料として用いた“物づくり教材"の開発研究

極度の分業や市街化が進む中で、人間の生活が自然に依存して成り立っていることが分かりにくくなっている現在、「人間の生活と自然のつながり」への気づきを促す教材の開発が重要になっている。その試みの一つとして、市街地でも見られる自然物の例である野草(いわゆる雑草)に着目し、「それを原材料として、人間の生活に使われている物をつくる」活動教材を開発するための基礎研究を行った。1.道端や、寺院の境内などを中心に、京都市街に自生している野草(“雑草")の種類を調べた。2.文献等により、「野草からの物づくり」のヒントになり得る情報の調査・収集を行った。3.1、2で得られた情報を、植物の種類、見つけ易さ、つくられる物の種類、つくり易さなどの観点から整理した。4.3に基づき、「野草の花、実、葉などを色材料に用いた活動」として、紙染め、布染め、水彩絵の具づくりを、「葉や茎の繊維を利用した活動」として、籠づくり、紙づくり、布づくりを、「食用として利用した活動」として、地下茎や実などからのでんぷん取り、油取りを、「その他の性質を利用した活動」として蚊取り線香づくりを選び、物づくりの簡便な方法を実験を通して検討した。5.このうち6つの物づくりについては、さらに教員養成課程の大学生を対象にした授業を通じて、授業場面における具体的な手順について改良を加えた。6.以上のことに基づき、実際に小学校の生活科や理科の授業の中で扱い得る野草からの物づくりについて、20の活動モジュールを作成した。7.これらの成果を、今後は、各モジュールを生活科・図工科・課程料理科との関連を整理した合理的カリキュラムの中に位置づけた資料集にまとめる予定である。
新世界ザル・クモザル社会の離合集散性とその適応的意味に関する研究

離合集散型で父系という、サル類では他にアフリカの類人猿チンパンジーとボノボでしか見られないユニークな杜会構造をもつクモザルについて、南米コロンビア国マカレナ地域の熱帯雨林に設営した調査地で、3年間継続調査を行った。その調査は、隣接する4群のサルをハビチュエーションし、完壁に個体識別した上で、複数の研究者による4群の同時観察と、各群について複数のパーティを対象とした複数の研究者による同時観察という画期的な方法を用いて行われ、離合集散の実態が把握された。同時に、その適応的意味を問う上で重要な、主要食物であるクワ科イチヂク属、ヤシ科オエノカルプス属の植物のフェノロジー調査も3年間継続した。また、クモザルの全食物リストを完成、それらの植物を中心とした森林の構造や動態、クモザルの種子散布についても継続調査を行った。その結果、1.森林の果実生産量の季節変化と離合集散するパーティのあり方、2.そのべースになる個体関係とは、3.群れの行動域内でのオスとメスの利用地域の差異とその意味、4.行動域の境界域におけるオスのパトロール行動とオス間の特異的親和性、5.離合集散に介在するロング・コールの頻度と機能、6.群間の抗争的関係、7.父系構造を支える群間でのメスの移出入とメスの性成熟や出産との関係、8.サラオ(塩場)利用の季節性とそこでの特異なグルーピングの意味など、これまで未知だった多大な成果を上げることができた。また、9.クモザルが上記ヤシ科やイチヂク属の植物の種子散布に功罪両面で決定的に関わっている実態、10.新しく形成された砂州の森林生成メカニズムとクモザルの行動域拡張、1l.優占樹種のパッチ構造とパーティのあり方の関係、12.森林構造とパーティの移動ルートや泊り場の関係なども解明され、離合集散性の適応的意味を正面から問える豊富なデータを収集することができた。狩猟採集民社会のバンド構造に類似した離合集散型の社会が、系統的に遠く離れたアフリカ類人猿チンパンジーと新世界ザルのクモザルとに見られる。その意味について、これまで果実食者である両者の、森林における果実点在への適応と説明されてきた。しかし両者とそれぞれ近縁で果実食者のボノボとウ-リ-モンキーはコンパクトな群れ型の社会をもつ。しかも以上4種は霊長類では他に例を見ない父系の社会をもつ。このような社会構造上の特徴をもつクモザルについて、主にコロンビア・マカレナの熱帯雨林に生息するケナガクモザルを対象に、調査地内の3群をハビチュエーション(人づけ)と固体識別をして調査を実施した。内容は、生態学的には食物リストの作成、移動ルートと遊動域、日周活動を調査した。社会学的には群れの頭数と社会構成、日常のグル-ピングの実態、離合集散の特性、群間関係、同所的に生息する異種のサルとの関係を調査した。行動学的にはオトナ・オスの乳飲み行動、交尾行動、レインダンス、ジェオファジ-、対捕食者などの行動を観察した。その結果、社会や行動について、クモザルは半ばチンパンジーに酷似し、半ばウ-リ-モンキーに酷似していることが明らかになった。同時に、植物学的に、移動ルート及び遊動域と森林の群落構造の関係、果実の採食方法と種子散布の関係を調査した。

離合集散型で父系という、他のサル類ではチンパンジーにしか見られないユニークな社会構造をもつクモザルについて、調査2年目の本年度は、たがいに隣接する4群のハビチュエーションと全頭の個体識別を完成させた。そして、この4群を対象に、雨季と乾季のさ中に同時観察を実施し、その結果、(1)群間にどのような関係があるのか詳細が明らかになった。(2)群れのオトナ・オスの連合の実態が明らかになった。(3)群れ間で食べる果実に違いのあることが明らかになった。(4)サラオ(塩場)の利用がいずれの群れにとってもきわめて重要であることがわかった。(5)群間でサラオの利用の仕方に違いのあることがわかった。また、4群の個体識別をしての長期継続調査によって、(1)アカンボウの成長・発達過程が明らかになった。(2)群間での個体の移籍はまだ確証はないが、群れのオトナ・メスやワカモノ・メスの消失の事例が集積された。(3)群れは日常的に小集団(パーティ)にわかれて生活しているが、複数のパーティの同時追跡でパーティ間の関係が明らかになった。一方、クモザルの種子散布については、調査地の熱帯雨林を構成する樹種としてきわめて重要なヤシ科のOerocarpus batauaと、クワ科のFIcus sp.で、クモザルが中心的役割を果たしていることの詳細が明らかになった。これら2種の樹種についてフェロジーの観察が1年を通して継続された。森林の群落構成については、新しく形成された砂洲における森林の生成メカニズムや、優占樹種のパッチ構造の年変動、実験方区での森林の生産量が調べられ、それらとクモザルの遊動域、移動ルート、泊まり場等の関係が検討された。離合集散型で父系という、他のサル類ではアフリカの類人猿チンパンジーとボノボでしか見られないユニークな社会構造をもつクモザルについて、三年計画の調査最終年の本年度は、ハビチュエーションと個体識別が済んでいる隣接四群を対象に、前年度に引き続き、複数の研究者による同時観察を実施した。その結果、1.クモザルの食物リストを完成させた。2.季節ごとの果実生産量の多少と離合集散するパーティのあり方(パーティ・サイズや個体関係等)との関係が明らかになった。3.離合集散に介在するロング・コールの意味が解明された。4.個々のメスが群れの行動圏の中で特異的に執着する狭い地域のあることが分かった。5.オスは行動圏の全体をほぼくまなく利用し、境界域ではパトロール行動を頻繁に行うことが明らかになった。6.その際オスは集まりあうこと(連合)の実態が調べられた。7.群間に抗争的な関係があること、とくにオス同士のその関係は非常に強いことが分かった。その一方、三年間の個体識別しての継続調査で、1.アカンボウの成長や発達の過程、2.群れごとの個体の移出入、3.出産や交尾の季節性、4.サラオ(塩場)利用頻度の季節性やその意味が解明された。クモザルの種子散布に関しては、調査地の熱帯雨林を構成する樹種としてきわめて重要なヤシ科Oenocarpusbatauaとクワ科Ficus sp.で、クモザルが中心的役割を果たしている詳細が明らかになった。これら二種の果実はクモザルの主要な食物であるので、フェロジー観察を三年間継続させ、その結果、どの群れについても、一年中両種のいずれかの木が結実している事実を突きとめた。森林の群落構成については、新しく形成された砂州における森林生成メカニズムや、優先樹種のパッチ構造の年変動、実験方区での森林の生産量が調べられ、それらとクモザルの行動圏、パーティの移動ルートや泊まり場との関係が明らかになった。
鉄代謝異常モデルラットを用いた病態メカニズムの解明

Sp6は歯において形態と鉄代謝調節に働くことを見出したことから、Sp6の分化制御における鉄代謝の役割を明らかにするための研究を行った。Sp6 Tgでは、エナメル芽細胞に対する鉄供給は正常コントロールと同じで、細胞内リソソームからのフェリチン・鉄複合体からの遊離不全か、またはその後のエナメル芽細胞からの分泌不全の可能性が明らかになった。そこで、Sp6とリソソーム機能およびSp6と分泌機転との関わりについて、詳細に検討するためのin vitroのアッセイ系の構築を試みたが、tet誘導系の確立に至らなかった。その一方で、Sp6はrock1遺伝子の発現制御を通して分泌制御に関わる可能性を明らかにした。平成24年度はラット切歯歯原性上皮細胞株G5細胞におけるSp6遺伝子誘導系の作製と遺伝子発現誘導後の鉄代謝変動に関する解析をめざした。まず、一過性の遺伝子発現誘導実験系の解析から、サンプル間でSp6遺伝子産物は均一ではなく、複雑な発現パターンを示した。このことは、転写後その量に応じて単純に翻訳量が規定されているのではなく、タンパク質発現量を規定する調節を受けていることを示唆した。つまり複雑な遺伝子発現制御を受けていることが明らかとなった。そこで、基礎実験として、G5細胞でのSp6遺伝子を構成的に発現する安定株を用いて、翻訳後のタンパク質安定性の解析を行った。その結果、Sp6タンパク質は翻訳後直ちにプロテアソーム系による分解を受けることを見出した。また、プロテアソーム活性自体は遺伝子導入に用いた歯原性上皮細胞株G5細胞、Sp6遺伝子を導入したG5細胞、さらにSp6遺伝子を発現誘導したG5細胞いずれにおいても,コントロールとして用いた高プロテアソーム活性の細胞と同レベルであることを確認した。さらに、転写レベルでの調節機序の検討から,転写産物は、外来性に導入したSp6遺伝子の遺伝子プロモーター部分でのメチル化制御を受けるとともに,ヒストンの修飾による発現調節を受けていることを見出した。したがって、これらの研究成果から、Sp6遺伝子の誘導系の構築には細胞側の制御機構をコントロールする必要があることが分かった。この知見を踏まえて、Sp6tet誘導システムの活用がSp6による鉄代謝機構の解明に必要であることを確認することができた。平成25年度は継続研究中のSp6による鉄を含む代謝変動の解析の為に必要なSp6遺伝子tet誘導系の作製に挑戦した。既に樹立していたTet onベクター導入安定的発現株とTet offベクター導入安定的発現株のそれぞれについて、pTRE-Sp6ベクターをリポフェクション法で導入し、G418で薬剤選択によりTet on-Sp6を4系統(計6クローン)、Tet-off-Sp6を2系統(計4クローン)樹立した。細胞増殖の安定性からTet-on-Sp6の4クローンを選抜し、Sp6遺伝子発現誘導・増強能をRT-PCRにて検討した。その結果、いずれもコントロールと同程度のmRNA発現が認められるものの、ドキシサイクリンによる発現増強を認めるものはなかった。そこで、当初予定していたSp6誘導または増強による代謝系への影響を検討する系の構築に代わる方法として,「Sp6によって特異的に誘導される遺伝子」の中で、細胞内分子の細胞内輸送に関連する標的遺伝子Rock1に着目して,Sp6による発現調節を検討した。その結果,Sp6はRock1遺伝子プロモーターの活性増強作用を有することを見出した。その際, Sp6と同じDNA結合部位を有すると言われるSp転写因子ファミリーのSp1はRock1遺伝子プロモーターに対して,影響を与えていないことを見出し,Sp6は歯原性上皮細胞特異的な働きをしていることを見出した。Rock1タンパク質は遺伝子発現,細胞内輸送,細胞形態等において機能しており,Sp6の発現とリンクすることから、鉄代謝に関わるフェリチン等の細胞内輸送を介した鉄代謝への関与が示唆された。今後は今回得られた知見をもとに、Sp6タンパク質によるRock1分子を介した鉄代謝への役割を明らかにしたいと考えている。Sp6タンパク質が鉄代謝に影響を及ぼすことをin vitroで確認し、分子レベルでそのメカニズムを解明するために、まず、Sp6発現のin vitromodel系の構築とそれを用いた鉄代謝の動態をモニターすることを解析した。1)エナメル芽細胞株への鉄負荷系の確立とSp6発現による影響評価:エネメル芽細胞株G5細胞にSp6発現ベクターを導入し,一過性のSp6の発現状況を1日目、2日目で判定した。24時間後、48時間後いずれも一過性のmRNA発現が同程度にあることを確認したが、タンパク質レベルでは24時間後に一過性の高発現が認められるものの、48時間後には、その発現が1/3程度に減弱することが再現性を持って確認された。Sp6の発現を随時に誘導するための発現系を得るために、tet誘導によるSp6発現系の構築を行った。Tet onベクターを導入したG5細胞を薬剤選択によりクローン化に成功した。

次いで、そのクローン4種類に、pTRE-Sp6ベクターをさらに導入した細胞クローンを薬剤選択し、現在その発現誘導レベルをmRNA、タンパク質レベルで確認をはじめるところである。2)細胞株への鉄負荷によるフェリチンタンパク質の動態検出系の確立:細胞株に鉄(FAC300microgram/ml)にて負荷して,鉄ラベルした細胞を用いてフェリチン鉄を誘導,検出する系を確立した。鉄ラベルをした細胞株から細胞抽出液を用意し,抗ヒトフェリチン抗体でフェリチンの発現動態をモニターした。その結果、鉄ラベル24時間後において、もっともフェリチンの発現が亢進することを見出した。これまで、Sp6遺伝子発現調節に関しては,種々の調節を受けることは明らかになっていなかった。この点でSp6分子の生物活性制御機構の解明に繋がったことは大きな発見であり、この新たな知見の成果を英文論文にインターネット上に公表でき、世界中の研究者に伝えることができた。研究の初年度に、鉄代謝に対するSp6の影響を調べるためのin vitroの実験系が確立したことから、今年度はこの系を用いて、酸化ストレスによるリソソームを介した鉄代謝への効果や鉄輸送体分子の動態解明の研究を展開することができるようになった。Sp6遺伝子の転写調節、転写後調節、翻訳調節,翻訳後調節の各段階の制御法を探索・検証した後、Sp6の一過性に誘導する系を構築し、鉄代謝への関与の解明に繋げる予定である。Sp6tet誘導系の確立を確認したのち、細胞株への鉄負荷による鉄代謝関連分子の動態がSp6の存在の有無でどのような影響を受けるかどうかをモニターする。とくに酸化ストレスによる細胞内鉄貯留状況がSp6の有無によってどのように変化するかを判定する。その際には,リソソーム機能や形態にどのような変化を伴っているかを観察し、鉄代謝ーリソソームーSp6ネットワークの全体像を明らかにする。Sp6tet誘導系の構築に加え、Sp6遺伝子の転写調節、転写後調節、翻訳調節,翻訳後調節の各段階の制御法を探索するために、遺伝子操作試薬や生化学試薬を用い,論文作製を行うことに使用する予定である。当該実験に必要な一般生化学試薬、培養関連試薬、血清、プラスティック器具類の購入と学会発表のための旅費を予定している。
雌雄に備わる複雑な性的信号の進化：鳴禽類の性淘汰再考にむけて

旧年度からの研究に引きつづき,カエデチョウ科鳥類を対象に,なぜ複数モダリティにまたがる「派手な」装飾形質や行動が進化し,それがときに雌雄に備わるかを明らかにするため,(1)行動研究と(2)種間比較研究とを並行しておこなった.(1)行動研究においては,特に求愛に用いられる視覚ディスプレイ(求愛ダンス)がなぜ雌雄に共有されるのか,について多角的に見当し,多くの成果を得た.これまでの鳴禽類鳥類の研究では,雌雄に共有される視聴覚ディスプレイがある場合,これを双方向的に同期させることで,有効なコミュニケーションシグナルとして機能していることがしばしば指摘されてきた.しかし,カエデチョウ科の一種であるブンチョウによる研究からは,実際には雌雄で求愛ダンスを同期しているというよりは,個体内でのリズムが求愛ダンスの表出に影響を与えていることが明らかになった.さらに,メスのコンディションが求愛ダンスの表出に影響を与えることも分かったことから,一見同期しているかに見える求愛ダンスは,実際にはさほど同期性が高くなく,単に高頻度な求愛が一見同期しているように見えている可能性が高い.(2)種間比較研究においては,引き続き視覚シグナルに関しての検討を行っている.これまでの研究では,カエデチョウ科の求愛ダンスの複雑さは,色の派手さではなく,模様の派手さと相関進化しており,そのことは,模様の性的信号としての有効性を間接的に示唆している.実際に,いくつかの種について求愛ダンスと模様の関連に着目し調査をおこなったところ,模様のある部分の羽だけを逆立てて求愛ダンスを呈することが判明した.これに関し,カエデチョウ科ではなぜ模様が性的シグナルとして機能しうるのか,感覚便乗仮説からの説明が可能ではないかという洞察を得て,さらなる検討をすすめようとしている.本年度の研究の進捗は,総じて非常に良好であると判断する.それは,本課題に関わる実験・調査が順調にすすんでいること,学会発表も活発に行ってきたことに加え,招待講演(2件),学術論文(5件)を年度中に発表したことにも明らかである.この他にも,国外・国内において市民セミナーの講演もおこない,これまで得られた成果は多くの注目を集めた.なお,論文1報については,プレスリリースも発表している.さらに本年度は,予測しなかった洞察(研究実績の概要)を得ることができ,本課題は当初の計画をこえて順調に進んでいる.本研究課題は,最終年度を迎える.そのため,特にプロジェクト全体を総括する統合的な知見が得られるよう,系統種間比較解析に力を入れて研究を遂行する.また,行動解析に関しては,国外ワークショップでの発表・議論への招待を受けており,モデリング等さまざまなアプローチを試すことで,発展的展開を目指したい.カエデチョウ科鳥類を対象に,なぜ複数モダリティにまたがる「派手な」装飾形質や行動が(ときに雌雄に)備わるかを明らかにするため,種内研究(以下13)・系統種間比較研究(45)の双方のアプローチをおりまぜながら検討をおこなった.具体的には,それぞれの性的信号が何をシグナルするかという点と,複数の性的信号間にどのような連関がみられるかという点に焦点をあている.(1)オスの歌行動は,短期的な栄養コンディションを反映する(ジュウシマツ).よって歌行動は,メスの配偶者選択の指標としてオスの質にかかわる手がかりとなることが確かめられた.(2)しかし,雌雄が求愛ディスプレイ(ダンス)を共有する鳥種(文鳥)の場合,オスからメスへの歌行動よりも,雌雄で同期して表出するデュエット・ダンスの方が,繁殖成功に大きく寄与していた.これは,とりわけ近距離コミュニケーションにおける視覚ディスプレイ(すなわちダンス)の重要性を示唆する.(3)したがって,文鳥のような鳥では,オスは歌とダンスというbi-modalな求愛行動を持つといえる.この二つの関連について検討したところ,少なくとも求愛のシークエンスの一部では,歌とダンスが非常に高い時間精度で同期していた.このことは,両者が行動制御メカニズムを共有していることを示唆する.(4)羽の色の派手さ,歌の複雑さ,求愛ダンスの複雑さという3つの特徴について,カエデチョウ科全体を対象に系統種間比較をおこなった.この結果,3者はほぼ独立に進化してきたことが示された. (5)しかし,羽の色ではなく羽の模様に着目すると,目立つ模様(縞や斑点)は行動(歌・ダンス)と関連して進化してきたことがわかった.とりわけ,目立つ模様を持つ種は,ダンスも複雑であり,両者には共通の淘汰圧が作用していることがうかがえる.種内研究および系統種間比較研究は,どちらも順調に進展している.すなわち,既述のような予測を支持するような結果を得て,学会発表および論文発表に至ることができた.発表成果のうち一部は,指導学生との共著によるものであるが,学会での賞の授与を受けたものが複数含まれており,一連の成果が科学的にも注目に値することを傍証するといえるだろう.当初の計画には含まれていない思いがけない進展としては,系統種間比較に関して,ポルトガルの研究チームと共同研究をすすめることができた.ポルトガルのチームは,カエデチョウ科鳥類の羽の色に関して分光測色による膨大なデータを有しており,互いにデータを共有することで系統種間比較研究を前進させることができた.

カエデチョウ科鳥類を対象に,なぜ複数モダリティにまたがる「派手な」装飾形質や行動が進化し,それがときに雌雄に備わるかを明らかにするため,系統種間比較研究(1-2)と種内研究(2)の双方から検討をおこなった.(1)形態的装飾形質に関しては,特に羽装にみられる模様に着目し,これらの幾何的特徴を網羅して測定し系統種間比較を行った.得られた結果からは,目立つような派手な模様は,sexual signal(あるいはsocial signal)として機能している反面,目立ちすぎることは生存上コストになっている可能性も高いことがわかった.また,この傾向は,雌雄で共通であった.これらは,模様が性淘汰と自然淘汰の相互作用の結果として雌雄に進化したことを意味している.(2)行動形質に関しては,カエデチョウ科鳥類にみられるstraw display(巣材を嘴にくわえる求愛ディスプレイ)に着目した.行動実験からは,オスが特定の巣材を選好して求愛に用いることが示された.おそらく,造巣に適した巣材をくわえてみせること,あるいは,求愛ディスプレイ自体を目立たせるよう巣材をくわえることが,メスに対する有効なアピールとして機能しているだろう.このstraw displayは,鳥種によっては雌雄で共有されている.そこで,造巣の雌雄分業のあり方とstraw displayの進化に関連があるのではないかと予測し,系統種間比較による検討も行った.その結果,オスが造巣に多く寄与する種にはstraw displayがみられる反面,メスの造巣への寄与は,メスのstraw displayの有無とは関連せず,オスがstraw displayを持つ種でメスにもstraw displayが見られた.このことは,一夫一妻制における雌雄間コミュニケーションが,ディスプレイ行動の進化と複雑に関わっていることを意味する.種内研究および系統種間比較研究は,どちらも順調に進展している.上記研究実績の概要のうち,一部をのぞいて(1) (2)ともに論文として出版されている.また,これらの一連の研究成果には反響も多く,いくつかの招待講演等も予定している.全体に,種内研究から出た問いと種間比較研究から出た問いを交互に検証することで,よい研究課題の進捗がえられていると考える.旧年度からの研究に引きつづき,カエデチョウ科鳥類を対象に,なぜ複数モダリティにまたがる「派手な」装飾形質や行動が進化し,それがときに雌雄に備わるかを明らかにするため,(1)行動研究と(2)種間比較研究とを並行しておこなった.(1)行動研究においては,特に求愛に用いられる視覚ディスプレイ(求愛ダンス)がなぜ雌雄に共有されるのか,について多角的に見当し,多くの成果を得た.これまでの鳴禽類鳥類の研究では,雌雄に共有される視聴覚ディスプレイがある場合,これを双方向的に同期させることで,有効なコミュニケーションシグナルとして機能していることがしばしば指摘されてきた.しかし,カエデチョウ科の一種であるブンチョウによる研究からは,実際には雌雄で求愛ダンスを同期しているというよりは,個体内でのリズムが求愛ダンスの表出に影響を与えていることが明らかになった.さらに,メスのコンディションが求愛ダンスの表出に影響を与えることも分かったことから,一見同期しているかに見える求愛ダンスは,実際にはさほど同期性が高くなく,単に高頻度な求愛が一見同期しているように見えている可能性が高い.(2)種間比較研究においては,引き続き視覚シグナルに関しての検討を行っている.
安全・安心なボランティアコンピューティングによる超大規模データマイニング

大規模P2Pコンピューティングに関する研究として、ネットワーク上に遍在する膨大な数の遊休計算機資源から、利用者の要望を満たす計算機資源を効率良く検索するための分散型計算資源管理機構について研究した。研究成果として、利用者からの要望には計算機のメモリアクセスの振舞いに見られるような時間的、空間的な局所性が存在し、それらの局所性を利用することで探索効率の飛躍的改善が可能であることが明らかにした。本年度は特に不均質な環境下での資源探索を考慮し、利用される頻度に応じてP2P通信の接続数を自動調整する仕組みについて検討した。また、膨大な数の計算機を連携させるための仕組みとして、完全分散型の動的負荷分散機構についても研究を進め、その基本制御方式を設計した。耐タンパー性計算による安全・安心な分散データマイニングシステムをボランティア計算基盤に実現するための準備として、本年度は開発環境の構築を行った。また、関連資料を収集するとともに、関係者との議論を行った。