hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
粘弾性体キャビテーションの時空間多重スケール解析を実現する非侵襲ハイブリッド計測

粘弾性体キャビテーションにおける多重スケール現象の解明を目的とした,実験・数値シミュレーション連成の非侵襲ハイブリッド計測法の開発を行った.ゼラチンゲルに対するパルスレーザーの集束照射によりマイクロ径の気泡核を生成し,溶存ガスの物質移動に基づき気泡核のサイズを制御した.生成した気泡核を起点とする単一キャビテーション気泡のミクロ観察から,ゲル粘弾性の定量評価を行った.さらに,ゲル中のレーザー誘起衝撃波と単一気泡との干渉により生じる負圧を利用したキャビテーション気泡群のマクロ観察を行った.圧縮性流体シミュレーションより構築した圧力場と実験観察の直接比較から,キャビテーション初生圧力を算定した.本研究課題(4年計画)では,粘弾性体におけるキャビテーションの時空間多重スケール現象解明を目的とした,実験・数値シミュレーション連成の非侵襲ハイブリッド計測法の開発を行う.集束パルスレーザー誘起の衝撃波ならびにキャビテーション気泡の微視的観察と均質気泡群モデルに基づく非線形数値シミュレーションを連成させることで,実流動場にプローブを挿入しない理想的な非侵襲計測法を提案する.マイクロ空間環境におけるキャビテーション気泡群の初生から崩壊に至る現象の微視的計測により粘性および弾性の効果を定式化し,粘弾性体における気泡群力学の有する時空間多重スケール構造の解明を目指す.平成25年度(1年目)では,マイクロ空間環境におけるキャビテーション初生の微視的計測のための(ナノ秒レーザー,CCDカメラ,倒立顕微鏡,ならびに除振台から構成される)光学システムの構築を行った.赤外線レーザーパルスを倒立顕微鏡の対物レンズを通して,水もしくはグリセリンといったサンプルの中で集束させ,衝撃波ならびにキャビテーション気泡を発生させることに成功した.さらに,レーザー誘起現象CCDカメラでストロボ撮像する際,緑色レーザーパルスを光源として利用した.緑色光の光路長を,光ファイバーを利用して変化させることで,撮像時間のナノ秒スケールでの調整を可能とした.平成26年度(2年目)は,本ストロボ撮像法により,高粘性流体におけるレーザー誘起衝撃波と気液界面の干渉を観察することにより,キャビテーション気泡群の成長速度に対する粘性の影響を定量評価する.本研究課題(4年計画)では,粘弾性体におけるキャビテーションの時空間多重スケール現象解明を目的とした,実験・数値シミュレーション連成の非侵襲ハイブリッド計測法の開発を行う.集束パルスレーザー誘起の衝撃波およびキャビテーション気泡の微視的観察と均質気泡群モデルに基づく非線形数値シミュレーションを連成させることで,実流動場にプローブを挿入しない理想的な非侵襲計測法を提案する.マイクロ空間環境下におけるキャビテーション気泡群の初生から崩壊に至る現象の微視的計測により粘弾性の効果を定式化し,粘弾性体における気泡群力学の有する時空間多重スケール構造の解明を目指す.平成26年度(2年目)は,平成25年度(1年目)に構築した(ナノ秒レーザー,CCDカメラ,倒立顕微鏡,および除振台から構成される)光学システムに基づき,高粘性流体(グリセリン)および粘弾性体(ゼラチン)におけるレーザー誘起衝撃波と自由界面との干渉をストロボ撮影することにより,キャビテーション気泡群の成長速度に対する粘弾性の影響を定量評価した.さらには,レーザー誘起気泡の自由振動および超音波照射下の強制振動を本年度購入した高速度カメラにより観察することにより,気泡の体積振動に対する粘弾性による減衰効果の定量評価が可能となった.気泡振動の振幅が十分に小さい(線形振動)の場合,粘性係数および弾性係数一定と仮定した線形のVoigtモデルにより,気泡力学に対する減衰効果が評価できることが示された.本研究課題(4年計画)では,粘弾性体におけるキャビテーションの時空間多重スケール現象解明を目的とした,実験・数値シミュレーション連成の非侵襲ハイブリッド計測法の開発を行う.集束パルスレーザー誘起の衝撃波およびキャビテーション気泡の微視的観察と均質気泡群モデルに基づく非線形数値シミュレーションを連成させることで,実流動場にプローブを挿入しない理想的な非侵襲計測法を提案する.マイクロ空間環境下におけるキャビテーション気泡群の初生から崩壊に至る現象の微視的計測により粘弾性の効果を定式化し,粘弾性体における気泡群力学の有する時空間多重スケール構造の解明を目指す.平成27年度(3年目)は,平成25・26年度(1・2年目)に構築した(ナノ秒レーザー,CCDカメラ,高速度カメラ,倒立顕微鏡,除振台から構成される)光学システムに基づき,グリセリンおよびゼラチンゲルにおけるレーザー誘起衝撃波と自由界面との干渉のストロボ撮影,およびレーザー誘起ガス気泡の運動の高速撮影を行った.グリセリンおよびゼラチンゲル(ゼラチン質量濃度10%)におけるキャビテーション初生圧力は,水の初生圧力と同程度であり,粘弾性の影響は限定的であると示唆された.一方,初生後の気泡力学に対しては,粘性・弾性の影響が顕著に現れる.球形ガス気泡の体積振動の実測値とRayleigh-Plesset型の気泡力学モデルを比較することにより,熱力学的散逸による減衰効果の定量評価を行った.グリセリン中の球形ガス気泡(数100μm径)の自由振動においては,全ての散逸機構(粘性,熱伝導,音響放射)が重要な役割を果たすことが示された.

さらに,超音波照射下のゼラチンゲルにおける球形ガス気泡(数10100μm径)の体積振動(並進運動)は,振動振幅(並進量)が十分に小さい場合,線形Voigtモデルにより適切に記述さ得ることが示された.代表研究者は,平成22年から24年までの間,ナンヤン工科大学(シンガポール)の博士研究員として,キャビテーションの微視的計測法を構築しており,そのノウハウを適用することで,おおむね計画通り研究が進捗している.本研究課題(4年計画)では,粘弾性体におけるキャビテーションの時空間多重スケール現象解明を目的とした,実験・数値シミュレーション連成の非侵襲ハイブリッド計測法の開発を行った.集束パルスレーザー誘起の衝撃波およびキャビテーション気泡の微視的観察と圧縮性流体の数値シミュレーションを連成させることで,実流動場にプローブを挿入しない理想的な非侵襲計測法を提案した.マイクロ空間環境下におけるクラウドキャビテーションの初生プロセスの微視的計測により,粘弾性効果の定量評価に取り組んだ..平成28年度(4年目)の研究では,昨年度までに構築したマイクロ空間環境におけるキャビテーション現象の微視的計測のための光学システムを引き続き利用し,粘弾性体中気泡とレーザー誘起衝撃波の干渉により生じるクラウドキャビテーションの初生プロセスを高速度カメラにより撮影した.粘弾性体サンプルの質量濃度10%ゼラチンゲル中を伝播するレーザ誘起衝撃波ならびに気泡界面の挙動に関する実験的観察と,圧縮性流体の数値シミュレーションとの比較により,圧力場の時空間発展を非侵襲に構築する手法を確立した.シミュレーションより取得した圧力場と,実験より取得したゼラチンゲルにおけるキャビテーションの初生確率との比較から,キャビテーション初生圧力は約-20 MPa程度と算定された.この初生圧力は水と同程度であり,キャビテーション初生に対する粘弾性の効果は限定的であることが示唆された.粘弾性体キャビテーションにおける多重スケール現象の解明を目的とした,実験・数値シミュレーション連成の非侵襲ハイブリッド計測法の開発を行った.ゼラチンゲルに対するパルスレーザーの集束照射によりマイクロ径の気泡核を生成し,溶存ガスの物質移動に基づき気泡核のサイズを制御した.生成した気泡核を起点とする単一キャビテーション気泡のミクロ観察から,ゲル粘弾性の定量評価を行った.さらに,ゲル中のレーザー誘起衝撃波と単一気泡との干渉により生じる負圧を利用したキャビテーション気泡群のマクロ観察を行った.圧縮性流体シミュレーションより構築した圧力場と実験観察の直接比較から,キャビテーション初生圧力を算定した.代表研究者は,平成22年から24年までの間,ナンヤン工科大学(シンガポール)の博士研究員として,キャビテーションの微視的計測法を構築しており,そのノウハウを適用することで,おおむね計画通り研究が進捗している.平成28年度(4年目)の研究では,昨年度までに構築したマイクロ空間環境におけるキャビテーション初生の微視的計測のための光学システムを引き続き利用し,粘弾性体におけるクラウドキャビテーションを高速度カメラ(FASTCAM SA-X2)により撮影し,キャビテーション気泡群の力学に対する粘弾性の影響を定量評価する.高粘性流体(グリセリン)および粘弾性体(ゼラチンゲル)の媒質中を伝播するレーザ
コンピュータを用いた人の動作認識と挙動解析

本研究は,車載カメラ映像を用いて交差点付近の横断歩道上の歩行者等をコンピュータで自動検出し,その動作認識・挙動解析を行う手法の開発を目的とする.平成22年度に開発したSURF-based Motion History Image法を中心として,車載カメラ映像が提供する複雑な道路環境映像から安定な特徴点を抽出し,それらを連続画像フレーム上で追跡してオプティカルフロー画像を作成し,そのオプティカルフロー画像から方向性動作履歴画像を作成して,歩行者の動作認識を行う手法を開発した.また,横断歩道上の複数の歩行者を一人ひとりに分離する手法を開発した.主な成果は以下のとおりである.SURFを用いて明瞭かつ安定な特徴点を画像から抽出する過程において,歩行者のような移動物体上の特徴点のみを選択的に抽出する手法の開発を行い,動作表現能力の向上を図った.また,他にも動作表現法を複数考案し,動作認識率によって性能の比較を行った.10名の動作者が行う9種類の動作の認識実験を行い,結果的には,SURF-based Motion History Image法の認識率が最良(90%)であった.(2)複数歩行者の分離手法の開発複数の歩行者を含む映像から個々の歩行者を分離抽出する手法のさらなる洗練を図った.具体的には,ステレオカメラを用いた手法を確立し,車載カメラ映像に対して良好な実験結果が得られた.以上により,横断歩道上の一人ひとりの歩行者に対して,それぞれ動作認識を行うことが可能になった.SURF-based Motion Histoly Image法を提案し,この表現法に基づいて動作認識実験を行い良好な結果が得られた点,また複数歩行者の分離法を提案して,良好な結果が得られた点から,順調な進展と考える.なお,歩行者の動作に対する危険度の定義を提案するには至らなかったが,これは,横断歩道上における転倒,立ち止まり等の危険動作の認識が正しく行われれば容易に定義できると考えられる点から(2)と判断する.SURF-based Motion History Image法は動作の表現法であり,動作認識には多種の手法があるため,認識法を変えながら実験を中心に研究を続け,動作認識率の更なる向上を図る.また,歩行者分離手法と組合せることにより,実映像上の複数人物の動作認識法に発展させる.さらに,歩行者の動作に対する危険度の定義を提案する.本研究は,車載ビジョン研究として,交差点付近の車載カメラ映像から歩行者等を検出し,その動作認識を行って危険度の高い歩行者等を選択的にドライバに通知する,安全運転支援システムの実現を目標としている.本年度は,以下の2課題に的を絞って研究開発を行った.(1)背景の逐次推定による前景としての歩行者検出法の開発単一車載カメラのビデオ映像から,画像フレームごとに背景を推定し,背景と異なる領域を前景として検出する手法を開発した.具体的には,初期画像フレーム上で,画素ごとに輝度値の混合ガウス分布モデルを設定し,それを背景画像モデルとする.これをフレームごとに更新しながら背景モデルと合致しない画像部分を前景として抽出する.カメラの動きによって背景も変化するから,連続フレーム間で特徴点抽出と対応付けを行って支配的な移動ベクトル(カメラの動きに対応)を求め,それを用いて連続フレーム間の画素どうしを対応させる.これにより混合ガウス分布を用いた背景モデルは精度よく次のフレームに移譲され,前景の出現や照明変化等に対応して逐次更新される.本法を交差点付近の車載カメラ映像に適用し,前景として歩行者等が検出されることを確認した.(2)歩行者等の動作認識アルゴリズムの洗練先に提案した方向性動作履歴画像(Directional Motion History Images : DMHI)を用いた人の動作の表現と認識法において,動作のDMHIから動作認識のために抽出するHuモーメント特徴量は,これまで一般に7次元まで利用されていたが,3次元程度までで十分認識が可能であることを実験的に示した.車載ビジョンにおける車前環境の認識は,実時間であることが当然必要であるが,本研究により,歩行者の動作認識において,処理時間の短縮を図るための知見が得られた.本研究は,車載カメラ映像を用いて交差点付近の横断歩道上の歩行者等をコンピュータで自動検出し,その動作認識・挙動解析を行う手法の開発を目的とする.前年度の研究成果として,車載カメラで撮影されたビデオ映像から,前景としての歩行者等を検出する手法を開発した.本年度はまず,検出された複数の歩行者等を個別の歩行者等にセグメンテーションする手法を考案した.ステレオカメラで道路環境の撮影を行い,一方のカメラ画像を用いて,背景抽出に基づく前景としての歩行者群の検出を行い,ステレオ映像を用いて距離情報から一人ひとりの人物を分離検出する手法を開発した.また,実験によってその有効性を確認した.次に,人の動作の表現法についてさらに手法の開発を進めた.本年度は方向性動作履歴画像を用いた動作表現により,抽出された歩行者動作の認識手法の開発を行う計画であったが,方向性動作履歴画像はオプティカルフロー(画像上の特徴点の動きベクトルの集合)画像から作成されるため,正確なオプティカルフローを求める必要がある.そのためには安定した特徴点を画像上で求めなければならないが,車載カメラが提供する映像は複雑な道路環境映像であるため,安定な特徴点を抽出するのが難しい.そこでSURF-based History Imageという方法を考案した.これはSURFという方法で安定かつ高速に特徴点を抽出し,それに基づくオプティカルフローから方向性動作履歴画像を求めるという方法である.実験によって本法の有効性を確認した.また車載映像では,歩行者などの移動物体が,街路樹,道路標識,ガードレール,他の歩行者等によって一部隠れるという遮蔽問題がしばしば発生する.

これに対処するためIntensity Accumulation Image法を考案した.これにより歩行者が他の物体によって遮蔽を受ける場合でも,ある程度の形状推測が可能になった.本研究は,車載カメラ映像を用いて交差点付近の横断歩道上の歩行者等をコンピュータで自動検出し,その動作認識・挙動解析を行う手法の開発を目的とする.平成22年度に開発したSURF-based Motion History Image法を中心として,車載カメラ映像が提供する複雑な道路環境映像から安定な特徴点を抽出し,それらを連続画像フレーム上で追跡してオプティカルフロー画像を作成し,そのオプティカルフロー画像から方向性動作履歴画像を作成して,歩行者の動作認識を行う手法を開発した.また,横断歩道上の複数の歩行者を一人ひとりに分離する手法を開発した.主な成果は以下のとおりである.SURFを用いて明瞭かつ安定な特徴点を画像から抽出する過程において,歩行者のような移動物体上の特徴点のみを選択的に抽出する手法の開発を行い,動作表現能力の向上を図った.また,他にも動作表現法を複数考案し,動作認識率によって性能の比較を行った.10名の動作者が行う9種類の動作の認識実験を行い,結果的には,SURF-based Motion History Image法の認識率が最良(90%)であった.(2)複数歩行者の分離手法の開発複数の歩行者を含む映像から個々の歩行者を分離抽出する手法のさらなる洗練を図った.具体的には,ステレオカメラを用いた手法を確立し,車載カメラ映像に対して良好な実験結果が得られた.以上により,横断歩道上の一人ひとりの歩行者に対して,それぞれ動作認識を行うことが可能になった.SURF-based Motion Histoly Image法を提案し,この表現法に基づいて動作認識実験を行い良好な結果が得られた点,また複数歩行者の分離法を提案して,良好な結果が得られた点から,順調な進展と考える.なお,歩行者の動作に対する危険度の定義を提案するには至らなかったが,これは,横断歩道上における転倒,立ち止まり等の危険動作の認識が正しく行われれば容易に定義できると考えられる点から(2)と判断する.SURF-based Motion History Image法は動作の表現法であり,動作認識には多種の手法があるため,認識法を変えながら実験を中心に研究を続け,動作認識率の更なる向上を図る.また,歩行者分離手法と組合せることにより,実映像上の複数人物の動作認識法に発展させる.さらに,歩行者の動作に対する危険度の定義を提案する.
血小板から分泌されるホスファチジルセリン特異的ホスホリパーゼの構造と機能

即時型アレルギーにおいて重要な役割を演じているマスト細胞は細胞膜上にIgEのFc部分を認識する受容体、FcεRIを発現しており、ここに結合したIgEが多価抗原により架橋されることにより、細胞内顆粒に貯蔵していたヒスタミンやセロトニン等を細胞外に放出する、脱顆粒反応が引き起こされる。ラット腹腔由来のマスト細胞においては、FcεRIの架橋に加え、ホスファチジルセリン(PS)またはリゾホスファチジルセリン(lysoPS)の添加により、脱顆粒反応が著しく促進されることが知られている。lysoPSの活性化能はPSの約1000倍強い。しかし、lysoPSがどのように産生され、マスト細胞に受け渡されるのか、全くわかっていない。我々は、PSを特異的に加水分解し、lysoPSを産生する酵素、ホスファチジルセリン特異的ホスホリパーゼA1(PS-PLA1)の精製とCDNAクローニングが行なってきた。PS-PLA1は、PSのglycerol骨格のsn-1位のアシル基を加水分解し、従来知られている1-アシル型lysoPS(1-acyl-2-lysoPS)とは異なる、sn-2位に脂肪酸が結合した、2-アシル型lysoPS(2-acyl-1-lysoPS)を産生する。また、PS-PLA1は各種炎症刺激によりその発現が上昇し、炎症部位に存在することがわがっている。そこで我々は、PS-PLA1が2-アシル型lysoPSの産生を通してマスト細胞の活性化に関与するのではないかと考えた。リコンビナントPS-PLA1を用いたin vitroの実験から、PS-PLA1はマスト細胞の抗原-IgE依存的な脱顆粒反応を促進することがわかった。また、PS-PLA1の効果はlysoPSの産生を介していることがわかった。PS特異的ホスホリパーゼに関して今年度は以下の知見を得た。PS特異的ホスホリパーゼ・ヒト、マウスのPS特異的ホスホリパーゼのホモログを単離した。・マウスゲノム上でのマッピングを行った。・ヒトにおいて選択的スプライシングにより生じる新たなイソフォームを見出し、その生化学的な解析を行った。新しい、イソフォームPS-PLA1βは、PS-PLA1αと同様、リゾPSは加水分解したが、PSは加水分解しなかった。・ラット腹腔マスト細胞からのヒスタミンの放出に本酵素が関与することがわかった。
20世紀後半アメリカ合衆国におけるミュージアムの文化史と近代的芸術観の形成

平成30年度は、医学史およびミュージアム史等に関して利用可能なデータを、文献資料を中心に調査・収集し、分析した。該当分野の二次文献を調査・収集し、また、フィラデルフィア市のミュージアムの文書館で一次資料を収集した。フィラデルフィア市での文献調査では、以下の結果が出ている。研究計画調書で挙げた15の項目のうち「11975年から2002年までのムター博物館の一連の改革の経過」「3医療芸術言説の展開」および「42002年以降の展開と関係者の評価」に関する調査を実施した。ムター博物館の文書館では、改革に関する資料(計画書、行政文書、公式刊行物等)や、より近年の事業に関する資料(広告や収集・展示以外の事業計画書)を収集した。フィラデルフィア美術館の資料館では、同館が主導してきた「医療芸術」に関連する収集・展示・交流事業などに焦点を当てて、展示設計・事業計画に関する文書、私信、および刊行物などを総覧した。これらによって、従来まとめられてこなかった医療芸術事業に関する見取り図が、一次資料による根拠に基づいて描くことができることが明らかになった。さらに、同館とムター博物館の事業との人的なつながりの糸口が見つかり、過去には様式論等から論じられてきた両者の関係図について、証言や組織・人材のつながりの面からより実態的に検証できる可能性が出てきたことは、大きな成果である。上記の成果は、学会報告および学術論文として発表した。民族芸術学、芸術学、宗教研究、ミュージアム研究を専門とする大学研究員、学芸員など幅広い専門・見識の専門家からの意見をいただき、それを受けて調査モデルを構築してきた。さらに、本事業を一部とする博士学位論文「ミュージアムにおける科学を巡る対立ー現代アメリカの医学博物館及び天地創造科学博物館の事例から」を東京大学大学院へ提出した。平成30年度の研究では、文献資料の収集が順調に行われ、研究対象である、医学が芸術として評価される過程について、収集事業や美術史編纂などといった歴史的事項についての概略を把握することができた。また、一次資料調査では、組織間のつながりといった次段階の調査に結びつく情報を発見することができ、計画は順調に進んでいる。以上の理由から、「おおむね順調に進展している」と評価した。平成31年度は、今年度の発展に応じた追加調査を同地で行う一方で、当初の計画に従い、アメリカ合衆国以外の場所での文献収集およびフィールドワークを実施する。今年度に実施したフィラデルフィアでの調査の成果により、喜ばしいことではあるが予想外の量の調査項目が同地で必要になるとわかった。そのため、追加調査の成果に応じて調査計画の調整をする方針である。現段階の計画では、文献資料の収集と分析を前年度に継続して行いつつ、各種実地調査も実施する予定である。フィラデルフィア美術館およびムター博物館では継続した文献調査を実施すると共に、来館者や関係者へのオーラルヒストリーや観察調査等も実施する。それらと併行して、パリ大学、シャリテ医科大学、ウェルカム協会等での調査を随時実施する。今年度の発表で得られた指摘を受けて調査を実施した成果は、引き続き、学会報告・論文・書籍等の形で発表していく予定である。

今年度に実施したフィラデルフィアでの調査の成果により、喜ばしいことではあるが予想外の量の調査項目が同地で必要になるとわかった。そのため、追加調査の成果に応じて調査計画の調整をする方針である。現段階の計画では、文献資料の収集と分析を前年度に継続して行いつつ、各種実地調査も実施する予定である。フィラデルフィア美術館およびムター博物館では継続した文献調査を実施すると共に、来館者や関係者へのオーラルヒストリーや観察調査等も実施する。それらと併行して、パリ大学、シャリテ医科大学、ウェルカム協会等での調査を随時実施する。今年度の発表で得られた指摘を受けて調査を実施した成果は、引き続き、学会報告・論文・書籍等の形で発表していく予定である。
日本列島における広域分布草本種の分布変遷過程と花形態分化の進化要因の解明

広域分布種キキョウ科ツリガネニンジン(広義)の大陸からの日本列島への侵入過程の変遷とそれに伴う交配様式の分化が花形態変異を起こした要因であるのかを島嶼での訪花昆虫相と交配様式の関連性の視点から解明するため,平成30年度は以下の調査を実施した。(1)系統解析のため11月に,中国南部での調査を行った。(2)訪花昆虫相と交配様式調査のため伊豆諸島2島(三宅島,伊豆大島),鳥羽市2島(菅島,神島)での現地調査を行った。(3)島嶼におけるツリガネニンジン類の形態変異の実態を明らかにするため,伊豆諸島2島と本土側の神奈川県および千葉県の海岸2地点での外部形態のサンプリングを行った。また鳥羽市では2離島と本土側2地点での外部形態のサンプリングを行った。その結果,以下の結果が得られた。(1)中国浙江大学Fu教授の協力を得て中国南部での浙江大学標本庫からの標本情報および中国南部での葉のサンプル提供を受けた。(2)訪花昆虫相については伊豆諸島において三宅島では本土の布告とは異なり昼間の膜翅目を主として利用していることが明らかになった。伊豆大島では大型台風の接近のため調査が不十分であったが昼間の膜翅目も夜の鱗翅目も観察されたがどちらが有効な訪花昆虫であるのかは明瞭なデータが得られなかった。鳥羽市2離島では数回の大型台風による調査地の被害が著しく,不十分な観察しかできなかったが2集団では夜間の鱗翅目が本土同様主要な訪花昆虫であることが判明した。(3)伊豆諸島と本土側の形態変異の解析から,外部形態の集団間変異は大きく,特に三宅島では蜜分泌に関わる形態に有意差が見られ,これは訪花昆虫相の違いによる可能性が示唆された。一方で,鳥羽市集団では本土離島ともに集団内変異が集団間変異よりも大きく,これは異なるハプロタイプが同所的に生育している集団に起因することが示唆された。平成30年度には調査予定期間に大型台風が数回関東に接近し,三宅島での調査は継続できたが,大島では悪天候が調査期間に続き,訪花昆虫相調査に支障がでた。また9月には近畿に大型台風が上陸し近畿地方一円に被害を与え,鳥羽近郊の離島でも倒木が相次ぎ調査地個体群が著しい被害を受けたため,調査が不十分となった。また共同研究者の鈴木が平成29年に所属先変更し,DNA分析に係る実験室の立ち上げが遅れておりDNA解析の進行が遅れている。平成31年度は以下の実験を実施する。(1)日本列島におけるツリガネニンジン(広義)の分布変遷過程の解明韓国の研究協力者とともに大陸でのツリガネニンジン(広義)の葉のDNAサンプルの採取を行う。採取した海外のサンプルと他の日本産ツリガネニンジン属植物のデータを昨年度までに抽出したツリガネニンジン(広義)のデータとともにハプロタイプネットワーク解析を行う。これにより日本列島におけるハプロタイプ多型が大陸からの異なるルートによる侵入定着によるのか日本列島においての固有の分化なのかを明らかにする。(2)島嶼における花形態の分化に及ぼす訪花昆虫相と交配様式については伊豆諸島,鳥羽市離島で花粉発芽率を比較することにより明らかにする。さらに伊豆諸島,鳥羽市の各島での有効な訪花昆虫相について再度現地調査を行う。広域分布種キキョウ科ツリガネニンジン(広義)の大陸からの日本列島への侵入過程の変遷と交配様式の分化が花形態変異を起こした要因であるのかを島嶼での訪花昆虫相と交配様式の関連性の視点から解明するため、平成29年度は以下の調査を実施した。(1)系統解析のためツリガネニンジン(広義)および本属数種の葉のサンプリングを7月10月に行った。(2)島嶼における訪花昆虫相と交配様式調査のために伊豆諸島2島(三宅島・伊豆大島)、鳥羽市2島(菅島・答志島)での現地調査を行った。その結果、(1)調査した離島のツリガネニンジン(広義)に加え3種(ヒナシャジン、ソバナ、イワシャジン)についてのDNA解析用葉のサンプルを採取した。(2)野外調査では調査予定期間の8月10月に3回大型台風が日本列島に接近上陸したため、交配実験は実施できなかったが伊豆諸島では2島での分布調査を行い、三宅島では北東部の海岸・林縁部、伊豆大島では北部海岸線の集団が調査地として適していることが判明した。三宅島では訪花昆虫相について夜間を通した調査を3日間行うことができた。いずれの集団でも花とDNA用の葉のサンプリングを2地点から各20個体採集することができた。一方、鳥羽市の答志島では島の東半分を調査したが標本庫での標本記録はある場所でも本種を確認することができなかった。菅島については台風接近のため発見できた1集団で葉と花のサンプリングを15個体について行った。(3)採集した葉の全96サンプルについてすべてDNA抽出まで終了した。(4)島嶼での花形態の変異については現在測定中である。(5)三宅島での訪花昆虫相についてはのべ58時間の映像を撮影し、その解析からは伊豆諸島では夜間の鱗翅目だけでなく昼間に膜翅目の訪花が認められ本土とは訪花昆虫相の利用が異なる可能性が示唆された。平成29年度には調査予定期間中に台風が数回接近上陸し、長期滞在を必要とする交配実験等を進めることが難しかった。また共同研究者の所属変更により、DNA分析に係る実験の連携にも時間がかかってしまって、DNA解析の進行が少し遅れている。

広域分布種キキョウ科ツリガネニンジン(広義)の大陸からの日本列島への侵入過程の変遷とそれに伴う交配様式の分化が花形態変異を起こした要因であるのかを島嶼での訪花昆虫相と交配様式の関連性の視点から解明するため,平成30年度は以下の調査を実施した。(1)系統解析のため11月に,中国南部での調査を行った。(2)訪花昆虫相と交配様式調査のため伊豆諸島2島(三宅島,伊豆大島),鳥羽市2島(菅島,神島)での現地調査を行った。(3)島嶼におけるツリガネニンジン類の形態変異の実態を明らかにするため,伊豆諸島2島と本土側の神奈川県および千葉県の海岸2地点での外部形態のサンプリングを行った。また鳥羽市では2離島と本土側2地点での外部形態のサンプリングを行った。その結果,以下の結果が得られた。(1)中国浙江大学Fu教授の協力を得て中国南部での浙江大学標本庫からの標本情報および中国南部での葉のサンプル提供を受けた。(2)訪花昆虫相については伊豆諸島において三宅島では本土の布告とは異なり昼間の膜翅目を主として利用していることが明らかになった。伊豆大島では大型台風の接近のため調査が不十分であったが昼間の膜翅目も夜の鱗翅目も観察されたがどちらが有効な訪花昆虫であるのかは明瞭なデータが得られなかった。鳥羽市2離島では数回の大型台風による調査地の被害が著しく,不十分な観察しかできなかったが2集団では夜間の鱗翅目が本土同様主要な訪花昆虫であることが判明した。(3)伊豆諸島と本土側の形態変異の解析から,外部形態の集団間変異は大きく,特に三宅島では蜜分泌に関わる形態に有意差が見られ,これは訪花昆虫相の違いによる可能性が示唆された。一方で,鳥羽市集団では本土離島ともに集団内変異が集団間変異よりも大きく,これは異なるハプロタイプが同所的に生育している集団に起因することが示唆された。平成30年度には調査予定期間に大型台風が数回関東に接近し,三宅島での調査は継続できたが,大島では悪天候が調査期間に続き,訪花昆虫相調査に支障がでた。また9月には近畿に大型台風が上陸し近畿地方一円に被害を与え,鳥羽近郊の離島でも倒木が相次ぎ調査地個体群が著しい被害を受けたため,調査が不十分となった。また共同研究者の鈴木が平成29年に所属先変更し,DNA分析に係る実験室の立ち上げが遅れておりDNA解析の進行が遅れている。平成30年度は以下の実験を実施する。(1)日本列島におけるツリガネニンジン(広義)の分布変遷過程の解明韓国・中国の研究協力者とともに大陸でのツリガネニンジン(広義)の葉のDNAサンプルの採取を行う。採取した海外のサンプルと他の日本産ツリガネニンジン属植物のデータを昨年度抽出したツリガネニンジン(広義)のデータとともにハプロタイプネットワーク解析を行う。これにより日本列島におけるハプロタイプ多型が大陸からの異なるルートによる侵入定着によるのか日本列島においての固有の分化なのかを明らかにする。(2)島嶼における花形態の分化に及ぼす訪花昆虫相と交配様式については伊豆諸島、鳥羽市離島で袋がけ実験を行い外交配率を測定する。これが天候等によってうまくいかない場合は花粉発芽率など交配実験直後の花のサンプリングによる比較により発芽率の比較から交配様式を推定する。各島での有効な訪花昆虫相についてもビデオ撮影を用いて行う。平成31年度は以下の実験を実施する。(1)日本列島におけるツリガネニンジン(広義)の分布
カナダ北極域におけるオーロラ・超高層大気の高感度光学観測

本研究により、極冠域のResolute Bay観測点(磁気緯度83度)に、平成17年1月に高感度全天カメラを設置し、自動観測を開始した。さらに平成17年9月には、高感度全天カメラ、掃天分光フォトメータ、誘導型磁力計をサブオーロラ帯のAthabasca観測点(磁気緯度62度)に設置し、こちらも自動観測を開始した。平成19年現在、どちらも順調に観測を継続している。また、平成18年6月から平成19年4月に、高感度全天カメラを米国・ニューヨーク州Ithacaに設置し、自動観測を行った。本研究の結果として、Resolute Bayで得られた極冠域パッチ現象のデータから、パッチの動きが惑星間空間磁場の変動と非常に良い相関があることを見いだした。この結果は、極冠域のプラズマ対流を可視化し、太陽風の変動に対して磁気圏のプラズマ対流がどのように応答するかを調べるための新たなツールを与えている。このパッチの動きと、Super DARNレーダーで得られるプラズマ対流の動きの比較も行われている。また、Athabascaで得られたオーロラ、地磁気データから、オーロラ帯から赤道側に離れた孤立オーロラとPc1地磁気脈動が1対1対応していることを初めて見いだし、地球の内部磁気圏において、波動と粒子の相互作用が従来考えられていたよりもはるかに空間的に狭い領域で発生していることを示した。これら3点の観測から得られるデータはすべてデータベース化され、プロットがホームページで公開されている。また、これらの観測と共同研究が期待されるTHEMIS衛星は、平成19年2月17日に米国から打ち上げられ、平成19年度後半には、カナダの観測点上空でオーロラサブストームに関する共同観測を行うことになっている。2.平成16年9月に海外共同研究者のMende博士(米国)、Donovan博士(カナダ)、カナダ極冠域のResolute Bayを訪れ、現地の状況を把握するとともに、共同研究の打ち合わせを行った。3.THEMIS衛星との衛星-地上ネットワーク観測に向けた準備を行うために、12月にサンフランシスコを訪れ、同地のAGU Fall Meetingで行われるTHEMIS関係のミーティングに参加すると共に、Mende博士、Donovan博士と情報交換を行った。4.平成17年1月の新月期間に、カナダ極冠域Resolute Bayに全天カメラを設置して、無人自動観測を開始した。データ入れたDVDディスクを月1回程度、現地の人が交換し、日本に郵便で送ってもらう。観測波長は557.7nm(酸素原子、発光高度:90-100km)、630.0nm(酸素原子、発光高度:200-300km)、777.4nm(酸素原子、発光高度:300-400km)、700-900nm(OH分子、発光高度:80-90km)、589.3nm(ナトリウム原子、発光高度:85-95km)、572.5nm(バックグラウンド連続光のモニター)の6波長を切り替えながら行っている。このデータはホームページで公開している(アドレスはhttp://stdb2.stelab.nagoya-u.ac.jp/omti/index.html)5.平成17年1月にカナダ・オーロラ帯のAthabasca観測点を訪れ、平成17年度夏期に機器を設置するサイトの見学をおこなった。6.光学フィルター、コントロール用PCを購入し、すでに製作してある光学系に組み込むことによって、Athabasca観測点に設置する高感度単色全天カメラシステム1式を製作した。7.1994年のSTEP期間にカナダで得られた全天カメラデータとそのとき上空を通過していたDMSP衛星のオーロラ粒子データを解析し、サブストーム開始時のオーロラ発光に伴う降り込み粒子の特徴を明らかにした。

1.平成17年4-7月に、高感度全天カメラ、高感度掃天フォトメータ、誘導型磁力計の整備、調整、校正実験を行った。2.平成17年9月に、カナダ・Athabasca観測点(磁気緯度62.5度)を研究者3名が訪問し、現地研究者のM.Connors博士とともに、高感度全天カメラ、掃天フォトメータ、誘導型磁力計を設置、自動観測を開始した。観測状況はネットワークを介して日本からもモニターできる。全天カメラの観測波長は557.7nm、630.0nm、844.6nm(酸素原子)、700-900nm(OH分子)、589.3nm(ナトリウム原子)、486.1nm(水素原子)、572.5nm(バックグラウンド連続光)の7波長。掃天フォトメータは486.1nm(水素原子)、427.8nm(窒素分子イオン)の2波長を同時に観測し、特に水素原子の発光輝線は、そのドップラーシフトを測定することにより、光っている粒子のエネルギーを推定している。3.平成16年度に設置、自動観測を継続しているResolute Bay観測点は、平成17年10月に研究分担者1名が訪問し、冬季観測の立ち上げ、機器調整を行った。4.これら2地点の観測で得られたデータはデータベース化し、ホームページで公開を開始した。ホームページのアドレスは、http://stdb2.stelab.nagoya-u.ac.jp/canada/。5.これらの観測から得られた成果は、7月のIAGA国際会議(フランス)、12月のアメリカ地球物理学会(米国)で発表した。また、Resolute Bayで得られた極冠域パッチ構造の解析結果は、現在、論文として投稿中である。6.12月のアメリカ地球物理学会後に、サンフランシスコで行われた会議に参加し、平成18年度に打ち上げが予定されているTHEMIS衛星との衛星-地上ネットワーク観測に向けた検討を米国の共同研究者と共に行った。平成17年1月に高感度全天カメラを設置した極冠域のResolute Bay観測点、及び、平成17年9月に高感度全天カメラ、掃天分光フォトメータ、誘導型磁力計を設置したサブオーロラ帯のAthabasca観測点は、どちらも順調に観測を継続した。本年度の研究実績の概要は以下の通りである。1.Resolute Bay観測点の平成18年度冬季の観測を立ち上げるため、平成18年10月に現地に行き、機器のメンテナンス、立ち上げを行った。2.Athabasca観測点は、海外研究協力者であるアサバスカ大学のM.Connors博士が管理している。平成18年12月に同観測点を訪問し、機器のメンテナンスと校正を行った。3.平成18年6月に、新たに同種の高感度全天カメラを米国・ニューヨーク州Ithacaに設置し、定常観測を開始した。、この観測は、平成19年4月まで継続する予定である。IthacaとAthabasca観測点は、同じサブオーロラ帯で、ローカルタイムが5時間ほど異なる位置関係にあるため、サブオーロラ帯の現象の経度方向の広がりを観測するのに適している。4.これら3点の観測から得られるデータにすべてデータベース化した。データのプロットは、http://stdb2.stelab.nagoya-u.ac.jp/canada/index.htmlで公開されている。
新規転写因子の硬組織形成における役割の研究

我々はマイクロアレイ解析により、骨や歯などの硬組織の形成に関わる因子の網羅的検索を精力、的に行っている。特に遺伝子発現を制御する転写因子に着目したAffymetrix GeneChip解析の結果、幾つかの転写因子が胎生期の歯胚および肢芽で強く発現していることが判明した。まず、これらのひとつOdd-skipped related 2(Osr2)に着目し、そのドミナントネガティブ型遺伝子のトランスジェニックマウスを作出したところ、頭蓋骨の形成に異常が生じる表現型が観察された。また、胎生期および生後のマウスから頭蓋骨、歯を含む上下顎骨、長管骨組織を採取し、非脱灰および脱灰処理したサンプルの組織切片に、HE染色、類骨染色、骨染色を施すことにより形態異常が観察された。更に、頭蓋骨または長管骨より骨芽細胞を分離培養し、骨芽細胞マーカーなどの発現変動、アルカリフォスファターゼ染色およびフォンコッサ染色により骨芽細胞分化の異常が観察された。我々はマイクロアレイ解析により、骨や歯などの硬組織の形成に関わる因子の網羅的検索を精力的に行っている。更に、頭蓋骨または長管骨より骨芽細胞を分離培養し、骨芽細胞マーカーなどの発現変動、アルカリフォスラァターゼ染色およびフォンコッサ染色により骨芽細胞分化の異常が観察された。現在、Osr2遺伝子の作用機序をより詳細に解析し、投稿論文を作成中である。特に遺伝子発現を制御する転写因子に着目したAffymetrix Gene Chip解析の結果、幾つかの転写因子が胎生期の歯胚および肢芽で強く発現していることが判明した。まず、これらのひとつOdd-skipped related 2 (Osr2)に着目し、そのドミナントネガティブ型遺伝子のトランスジェニックマウスを作出したところ、頭蓋骨の形成に異常が生じる表現型が観察された。
破壊的な仕組みを備えた現代社会で「場所」を生きる意味の実践へと結ぶ美術表現の研究

当該年度の実地調査は、過疎地域で伝統的風習が衰退していく現状のなか、その伝統的風習の知識や技術を美術表現として新たに再生するイメージを得る目的で行っている。里山・里海交流について伝統的生業を対象に、千葉県房総半島や石川県奥能登地域及び鹿児島県奄美大島にて実地調査を行った。作品制作では「奥能登国際芸術祭2017」で発表した作品の継続的展開として地域の人々と協同で米作りを行い、場所の特質を活かす芸術実践を展開した。この場所は10戸の老人中心世帯の山間集落だ。山と海の交流を背景とした伝統的生業の中で継承されてきた知識や技術を現代社会に生きる新たな方法として再生する試みである。具体的には、作品空間の一部である「ボラ待ち櫓」が立つ耕作放棄地で米を作り(「北國新聞」2018年5月・9月)、約40年前の水田風景を再生し、作品と重ねて見せていくアートアクションを継続中だ。若者が老人に教えを請い、集落協同で行う昔ながらの田植えから稲刈り、収穫際までの実践である。前年度の研究成果「奥能登国際芸術祭2017」の発表作品では、「鯨談義」(里山・里海の伝統的生業従事者を中心とした車座談義)のアートアクション及び作品材料である里海集落の民俗資料(ボラ待ち櫓・木造船・鯨頭骨)が、その伝統的生業の知識や技術と共に海から山の集落に贈与された。今回の試みは、山間集落で収穫した山の幸を海辺の集落へと返礼するアートアクションとなった。その後、里海集落からは、さらなる返礼が届くなど、海と山の集落間で嘗ての伝統的風習・互酬の再生である。正に途絶えていた風習が、芸術の手法により新たな形で実践され、互酬性を引用しながら現代の芸術表現の社会性を探る試みとなった。場所の特質を活用する芸術の実践であり、現代のお金の文化に対抗して生きる意味を獲得していく為に、場所と人との創造的な相互関係を築くイメージを探ることができた。当該年度の研究計画に記載した、場所や人との関係性から作品を構想していくことは、「研究実績の概要」欄に記載のとおり、研究対象地域の人々と耕作放棄地の環境再生の協同作業を実践し、伝統的生業や生活風習のなかで行われてきた互酬の機能を作品の構造に取り込むことを試みるなど、おおむね計画に沿って実施できている。また、能登半島の先端部や千葉県房総半島の先端部、奄美大島の限界集落など、辺境の過疎地域で継承されてきた漁撈を中心とする伝統的生活文化について実地調査と研究協力者への聞き取りを行ってきた。しかし、調査地での収集資料については、関連する専門分野との学際的議論が深められないまま、関連の研究事例等を参考に検証することが遅れている。そのため研究全体の進み方がアンバランスな状況にある。進まない理由としては、計画当初には、予測できない大学運営業務や学生指導対応が起こったため、研究協力者との日程調整がつかず、調査に必要な研究時間として決めたエフォート率を確保できない状況となっている。調査地での資料収集及び関連する専門分野との学際的議論を含む研究について、当初計画より進んでいない状況を改善していく。しかし、上記の理由欄記載のとおり、進捗状況の遅れを取り戻せない場合には、研究期間も後期に入るため、研究期間延長を検討していく。石川県奥能登地域での作品制作においては、地元集落の人々との協同で制作を進めており、おおむね計画通りに進んでいる。しかし、自ら生活し研究の拠点でもある北海道と関連した作品構想へと結ぶ調査が不足している。今後は、遅れている道内実地調査の機会を増やしていく。古からこの場所の伝統的な生活として継承されてきた狩猟・漁撈・採集・交易等、アイヌ文化を中心とする知識や技術の中に見られる思想についても、これまで通り実地調査を進めていく。また、山間の過疎地や離島など、いわゆる辺境地を生きる視点からしか眺められない現代社会の景色を当該研究で制作する作品の全体像へと繋いでいく。そのためには、これまで実地調査してきた北海道・東北のみならず、日本の南端辺境地域である奄美・琉球列島などでの実地調査も継続していく。人と自然の関係を深く生活文化のなかで伝承してきた場所では、現代のお金の文化に対して極性のやり方を備えた漁撈・狩猟・採集生活等を主体とする思想を持って生きる人々がいる。そのような「辺境から眺める」(テッサ・モーリス・鈴木著)ことで、現代社会を生きていく方法について、そのイメージを作品として再生していく構想へと繋げる研究を推進させていく。研究実施計画欄に記載のとおり、所謂、辺境地・過疎地で継承されてきた伝統的生活が衰退していく現状と美術表現を重ねた実践を作品として発表した。また、日本セトロジー研究会第28回札幌大会や第35回オセアニア学会研究大会、生態人類学会第23回研究大会などに参加し、美術以外の人類学や考古学、生態学等の研究発表から学際的議論を交えた作品を構想するための情報収集を行った。学会参加や実地調査では、北海道における人と鯨類の関係やインドネシアの海洋文化における捕鯨を生業とする人々の物々交換による交易についての資料・情報を得、かつて日本でも行われていた伝統的捕鯨文化とも重ねて作品構想していくための情報収集ができた。平成29年度の秋に参加した奥能登国際芸術祭2017で行った「アートスフィア上黒丸」の連携

発表者との協力体制を築くことができた。具体的には、今後の作品発表について、協力者の研究拠点でもある沖縄や九州、奥能登、北海道の各地域を巡る作品表現について検討していくことを決めた。当該年度の具体的な研究成果としては、奥能登国際芸術祭2017での作品発表がある。作品は、奥能登沿岸で継承されてきた伝統的生業である定置網による鯨漁やボラまち櫓漁、海女漁、行商、塩田、棚田、炭焼等をモティーフとし、この地域の里海・里山の交流について、伝統的生活文化の再生をアートアクションやインスタレーション作品の発表として実践した。約10世帯の山間地・小集落で半年間にわたり制作から発表までを行った。この集落及び奥能登地域の協力者の方々の参加から得られた成果である。奥能登地域での作品制作では、予想以上に制作日数を費やすこととなり、この地域での当該研究の今後の構想へと結ぶ準備は十分にできたが、研究拠点である北海道での実地調査が、冬季へとずれ込んだため、翌年度へと延期せざるを得なくなった。しかし、奥能登での実地制作研究では、多くの研究協力者や研究推進のための人脈を得ることができ、翌年度以降の研究計画を前倒しで進めることもできた。また、研究協力者やその人脈から、沖縄や九州といった地域での研究実践の方向も視野に入れることができ、年度末に実地調査を行うことができた。当該年度の実地調査は、過疎地域で伝統的風習が衰退していく現状のなか、その伝統的風習の知識や技術を美術表現として新たに再生するイメージを得る目的で行っている。里山・里海交流について伝統的生業を対象に、千葉県房総半島や石川県奥能登地域及び鹿児島県奄美大島にて実地調査を行った。作品制作では「奥能登国際芸術祭2017」で発表した作品の継続的展開として地域の人々と協同で米作りを行い、場所の特質を活かす芸術実践を展開した。この場所は10戸の老人中心世帯の山間集落だ。山と海の交流を背景とした伝統的生業の中で継承されてきた知識や技術を現代社会に生きる新たな方法として再生する試みである。具体的には、作品空間の一部である「ボラ待ち櫓」が立つ耕作放棄地で米を作り(「北國新聞」2018年5月・9月)、約40年前の水田風景を再生し、作品と重ねて見せていくアートアクションを継続中だ。若者が老人に教えを請い、集落協同で行う昔ながらの田植えから稲刈り、収穫際までの実践である。前年度の研究成果「奥能登国際芸術祭2017」の発表作品では、「鯨談義」(里山・里海の伝統的生業従事者を中心とした車座談義)のアートアクション及び作品材料である里海集落の民俗資料(ボラ待ち櫓・木造船・鯨頭骨)が、その伝統的生業の知識や技術と共に海から山の集落に贈与された。今回の試みは、山間集落で収穫した山の幸を海辺の集落へと返礼するアートアクションとなった。その後、里海集落からは、さらなる返礼が届くなど、海と山の集落間で嘗ての伝統的風習・互酬の再生である。正に途絶えていた風習が、芸術の手法により新たな形で実践され、互酬性を引用しながら現代の芸術表現の社会性を探る試みとなった。場所の特質を活用する芸術の実践であり、現代のお金の文化に対抗して生きる意味を獲得していく為に、場所と人との創造的な相互関係を築くイメージを探ることができた。当該年度の研究計画に記載した、場所や人との関係性から作品を構想していくことは、「研究実績の概要」
河川生態系に対する人為的撹乱が与える冷水性魚類への遺伝的・生態的影響評価

河川における人為的環境改変による冷水性淡水魚類への生態的・遺伝的影響を評価する目的で、人為的環境改変区と自然流路区間での各調査対象魚種の生態的・遺伝的調査を実施し、以下の成果を得た。1北海道南部の河川において、スナヤツメ幼生を対象に、護岸ブロックによって直線化された流路区と自然の蛇行流路区で生息個体数・密度、およびハビタット選好性を調査した。その結果、屈曲部に砂泥底を多数有する蛇行流路区では直線流路区と比較して、スナヤツメ幼生の個体群サイズが有意に大きいことが示された。また野外調査と水槽実験結果から、このことはスナヤツメ幼生細かい粒度組成で、かつ深い泥深の砂泥底を選好することに起因すると推測された。2約40年前に砂防堰堤が中流部に建設され、魚類の遡上が完全に妨げられた北海道中央部の錦多峰川において、堰堤上下に分断されたイトヨ(太平洋型)の下流部遡河型集団と上流部陸封型集団を対象に、そのアロザイム遺伝子組成および生活史形質に関する調査を実施した。その結果、2つの分集団間には遺伝子頻度に有意な差が認められた。また、陸封型集団は遡河型集団と比較して、繁殖体サイズの小型化、繁殖年齢の高齢化などの幾つかの生活史形質における変化が見出された。3北海道南部の3河川において、砂防ダムによって下流部の遡河回遊型集団と上流部の河川型集団に分集団化されたアメマスを対象に、集団内の遺伝的変異と集団間の遺伝的分化をマイクロサテライトDNAを遺伝マーカーに用いて調査した。その結果、河川集団は遡河回遊型集団に比べて、そのヘテロ接合体率が平均で70%ほど低い変異性をしました。また、集団間の遺伝的分化指標であるFST値は0.020.225となり、両集団は有意に遺伝的分化を遂げていろことが示された。4本研究結果から、人為的な河川環境構造の単純化・分断化は、冷水性淡水魚類の生物多様性に負の影響を与えることが検証された。平成11年度には、魚類の遡上を妨げる人為工作物(ダム、堰堤など)が設置されている河川を選定し、遡河回遊性のイトヨおよびアメマスを対象魚種に、その陸封化のプロセスと遺伝的・生態的変化についての調査を行い、以下の知見が得られた。1)河口から約2.5Km上流地点に砂防堰堤がほぼ50年前に建設された、北海道苫小牧市を流れる錦多峰川(流路延長約19km)においてイトヨの分布調査を行った。その結果、本河川に生息するイトヨ太平洋型は堰堤上部の貯水池に陸封型集団を形成していることが確認された。2)アロザイム解析の結果、堰堤上部の陸封型集団には3遺伝子座の対立遺伝子頻度で、下流域の遡河型集団と有意な違いが見出された。3)生活史形質の比較によって、陸封型集団では遡河型集団(寿命1年)より寿命が1年延長し、繁殖期間も2-3カ月長期化することに加え、成熟体サイズが小型化することが明らかになった。

4)以上の結果から、堰堤建設によって、その上流部には河川型集団、下流部には遡河型集団という2つの分集団に分断化が起こり、河川型集団は独自の遺伝的構造を持つ集団へと分化し、また止水的淡水環境に適応して種々の生活史形質を変化させたと推察された。5)北海道北部の礼文島を流れる大沢川(流路延長約4.8km)には近年、河口から約3.6km上流部にダムが建設され、その上流部にアメマスの陸封型集団、下流部には遡河型集団が生息することが見出された。これらに関しては現在、遺伝的組成をmtDNAを用いて解析中である。河川における人為的環境改変による冷水性淡水魚類への生態的・遺伝的影響を評価する目的で、人為的環境改変区と自然流路区間での各調査対象魚種の生態的・遺伝的調査を実施し、以下の成果を得た。(1)北海道南部の河川において、スナヤツメ幼生を対象に、護岸ブロックによって直線化された流路区と自然の蛇行流路区で生息個体数・密度、およびハビタット選好性を調査した。その結果、屈曲部に砂泥底を多数有する蛇行流路区では直線流路区と比較して、スナヤツメ幼生の個体群サイズが有意に大きいことが示された。また野外調査と水槽実験結果から、このことはスナヤツメ幼生細かい粒度組成で、かつ深い泥深の砂泥底を選好することに起因すると推測された。(2)約40年前に砂防堰堤が中流部に建設され、魚類の遡上が完全に妨げられた北海道中央部の錦多峰川において、堰堤上下に分断されたイトヨ(太平洋型)の下流部遡河型集団と上流部陸封型集団を対象に、そのアロザイム遺伝子組成および生活史形質に関する調査を実施した。その結果、2つの分集団間には遺伝子頻度に有意な差が認められた。また、陸封型集団は遡河型集団と比較して、繁殖体サイズの小型化、繁殖年齢の高齢化などの幾つかの生活史形質における変化が見出された。(3)北海道南部の3河川において、砂防ダムによって下流部の遡河回遊型集団と上流部の河川型集団に分集団化されたアメマスを対象に、集団内の遺伝的変異と集団間の遺伝的分化をマイクロサテライトDNAを遺伝マーカーに用いて調査した。その結果、河川集団は遡河回遊型集団に比べて、そのへテロ接合体率が平均で70%ほど低い変異性をしました。また、集団間の遺伝的分化指標であるFST値は0.020.225となり、両集団は有意に遺伝的分化を遂げていろことが示された。(4)本研究結果から、人為的な河川環境構造の単純化・分断化は、冷水性淡水魚類の生物多様性に負の影響を与えることが検証された。