プランクトン群集における生物間相互作用の役割とそれを撹乱する殺虫剤影響の評価

评估浮游生物群落中生物相互作用的作用以及破坏它们的杀虫剂的影响

基本信息

批准号：
07J10361
负责人：
坂本正樹
金额：
$ 1.15万
依托单位：
National Institute for Environmental Studies (2008)Shinshu University (2007)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では「プランクトン群集構造を決定する生物間相互作用の役割とメカニズムを解明し、それを撹乱する人為化学物質の影響を解明すること」を目的としている。具体的には、富栄養湖で優占種となることの多い、2種のゾウミジンコ(Bosmina longirostrisとB.fatalis)と2種の捕食性プランクトン(ケンミジンコとノロ)の4者間での捕食・競争関係を明らかにすると共に、それらの生物間関係を撹乱する殺虫剤の影響を、数理モデルを用いた解析により明らかにすることを目指してきた。2008年度は学位の取得に伴い、所属機関を(独)国立環境研究所に変更し、恵まれた実験設備・優れた研究者・スタッフのサポートに助けられ本研究を飛躍的に発展させることができた。前年度の研究から、ゾウミジンコは捕食者の情報化学物質(カイロモン・化学刺激)による防御形態の誘導の他に、捕食者との物理的な接触による刺激(物理刺激)によって特有の防御形態が発現されることが明らかになった(Sakamoto et al.,2007)が、今年度はこれを踏まえて殺虫剤(生物間相互作用を撹乱する)の存在下で個体群・群集レベルでの実験を行った(Sakamoto and Tanaka,in prep.)。殺虫剤の生物(光)分解速度を調べるためには試水中殺虫剤の濃縮・抽出をし、高速液体クロマトグラフ(HPLC)を用いた分析を行った。この実験を行うことで、化学分析の手法も習得することができた。また、世界でも成功例のほとんどないノロ(捕食性ミジンコ・北半球の湖沼に生息する主要な二次消費者)の室内培養に成功し、捕食選択性、餌生物の防御形態を誘導させた条件での捕食実験を行うことができた。さらに殺虫剤(カルバリル)と重金属(銅、亜鉛、カドミウム)への感受性を餌条件の異なる場合で調べ、得られた結果を国際誌に投稿した(Sakamoto et al.,under review)。動物プランクトン個体群(群集)変動の制御に強く寄与する「対捕食者誘導防御」の役割と、それに対する人工化学物質(殺虫剤)の影響を数学的に解析するためには、個体群レベル実験と個体レベルでの生命表実験を行い、捕食者の直接的補食・カイロモン・殺虫剤の存在下でミジンコ個体群増殖速度を調べた(Sakamoto et al.,in press)。その結果、ゾウミジンコの防御形態の維持(幼体の間のみ、捕食者の有無に関わらず維持される防御形態)にも殺虫剤が影響することがわかり、さらに、致死影響濃度以下(sublethal concentration)がどの程度個体群増殖に影響を及ぼすのかが明らかになった。現在これらのデータを用い、受け入れ研究者である田中嘉成室長のもと、個体群変動モデルの構築を試みている。

这项研究旨在“阐明生物体在确定浮游生物群落结构以及破坏它的人为化学物质的影响中的作用和机制。”具体而言，我们的目的是阐明四方之间的捕食和竞争关系，两种种类的富裕湖泊（Bosmina longirostris和B. fatalis）和两种掠食性浮游生物（Kanka和Noro），它们通常在富营养湖中占主导地位，并在模型之间破坏了昆虫的关系。在2008年，我的学位将我的附属机构更改为美国国家环境研究所（德国），并得益于我幸运的实验设施，优秀的研究人员和员工，能够显着发展这项研究。上一年的研究表明，除了通过捕食者信息化学物质（Chayromones和化学刺激）诱导保护形式外，防御形式的独特保护形式还可以通过与捕食者的物理接触来表达刺激（物理刺激）（Sakamoto等，2007，2007年）。但是，今年，我们在存在杀虫剂（生物体之间的令人不安的相互作用）的情况下，在存在杀虫剂的情况下（sakamoto和Tanaka之间的杀虫剂相互作用），在人口和社区层面进行了实验。为了研究杀虫剂的生物降解速率，将杀虫剂浓缩并在测试水中提取，并使用高性能液相色谱（HPLC）进行分析。通过进行此实验，我能够获取化学分析技术。此外，我们成功地培养了念珠（掠食性的水白症和居住在北半球湖泊中的主要中学消费者），这些消费者在世界上很少成功，并且能够在猎物的捕食选择性和保护性猎物生物的保护性的条件下进行捕食实验。此外，在不同的喂养条件的情况下检查了对杀虫剂（碳碳酸盐）和重金属（铜，锌，镉）的敏感性，并将获得的结果提交给国际杂志（Sakamoto等人，综述）。数学上分析“反促进者引起的防御”的作用，这强烈促进了浮游动物的控制（人群）波动，以及人工化学物质（杀虫剂）对此的影响，我们进行了人口水平的实验和个人水平的生命表实验，以研究直接范围内的少量生长量，并构成直接范围的成长范围，并进行了虫的含量。（Sakamoto等人，印刷中）。结果，发现杀虫剂还会影响大象的保护形式的维持（无论是否有捕食者，只有在少年期间维持的一种保护形式），而且也很明显，一余的浓度会影响人口的生长。使用这些数据，我们目前正在尝试建立一个人口变化的模型，该董事田中Yoshinari（主持人研究人员）。