地球環境研究総合推進費による研究

７．生物多様性の減少に関する研究

〔研究成果〕
（１）野生生物集団の絶滅プロセスに関する研究
　１）イリオモテヤマネコの遺伝的多様性
　個体数が減少した種および集団の絶滅を促進させる諸要因のなかの１つとして，遺伝的多様性の欠如があげられている。種および集団の遺伝的変異量を推定するＤＮＡ多型マーカーとしては，マイクロサテライト領域の多型が広く用いられ，ネコ科動物においてはすでにＭｅｎｏｔｔｉ-Ｒａｙｍｏｎｄ ＆ Ｏ’Ｂｒｉｅｎ（１９９５）によって，マイクロサテライト領域のプライマーがデザインされており，多数の対立遺伝子の存在および高い平均ヘテロ接合度が報告されている。
　本研究では，上記のＭｅｎｏｔｔｉ-Ｒａｙｍｏｎｄ ＆ Ｏ’Ｂｒｉｅｎのプライマーを用い，生息数１００個体前後と推定されているイリオモテヤマネコ（Ｆｅｌｉｓ Ｉｒｉｏｍｏｔｅｎｓｉｓ）２６個体について，マイクロサテライト多型解析を行った。８つの遺伝子座について解析した結果，多型の検出された遺伝子座はわずかに１つであり，全体の平均ヘテロ接合度も１％と，他のネコ科動物に比べても極めて低い値となった。このことは，今回調べたマイクロサテライト領域の変異がほとんど存在しないことを示しており，イリオモテヤマネコの遺伝的変異が著しく低下している可能性も示唆する。小集団の遺伝的変異の維持に最も大きく貢献する遺伝的交流が，地理的隔離によって全く行われないことが遺伝的均一化の一つの大きな原因であると思われる。
　大陸から隔離されて数十万年もの間，この小集団が存続し続けていることから考えると，たび重なる近親交配によって，すでにこの集団から有害遺伝子が排除されている可能性がある。従って，この集団の存続にとって遺伝的側面からの大きな脅威は，この種が適応している生息環境を人間活動により撹乱することであろう。特に，小動物とともに島内に持ち込まれるウイルス等の病原体は大きな脅威となりうる。今後は免疫系の遺伝子群であるＭＨＣ（Ｍａｊｏｒ Ｈｉｓｔｏｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｍｐｌｅｘ）等の遺伝的変異量を解析してゆく必要がある。
　２）ウスバシロチョウの遺伝的変異と適応度
　ウスバシロチョウ（Ｐａｒｎａｓｓｉｕｓ ｇｌａｃｉａｌｉｓ）は年一化性で，国内では九州を除く各地の山間地域にパッチ状に生息している。本研究では，ウスバシロチョウの各個体群の集団サイズや各個体の形質（左右対称性のゆらぎ（ＦＡ），遺伝子型）を測定し，適応度との関係を明らかにすることを目的とした。
　５月上旬から６月下旬にかけて，岐阜県下の２２個体群について複数の個体を採集した。採集時には採集時間を測定し，単位時間当たりの捕獲数をその個体群の生息密度とした。採集した個体は採集後直ちにドライアイスで冷凍し，-８０℃のディープフリーザーで保存した。冷凍した個体から左右の前翅と後翅を４℃の恒温室内で切り放した。切り放された左右の翅の翅脈間の長さを測定し，ＦＡを計算し表現型変異の指標とした。頭部と胸部を２００μｌのバッファーとともに磨砕し，４℃，１４０００ｒｐｍで１５分間した後，上清を抽出した。抽出した上清を電気泳動法で分画し，アイソザイムを分析した。ＧＰＩ（Glucose Phosphate Isomerase）には１遺伝子座に６つの対立遺伝子が検出された。ＥＳＴ（Esterase）には１遺伝子座に４つの対立遺伝子が検出された。Ｇ６ＰＤ（Glucose-6-Phosphate Dehydrogenase）には１遺伝子座に２つの対立遺伝子が検出された。ＰＧＭ（Phosphoglucomutase）には３つの遺伝子座が認められ，それぞれ２対立遺伝子，２対立遺伝子，５対立遺伝子であった。今後はこれらのデータを基にＦＡと遺伝的変異性，適応度の関係を明らかにする予定である。
〔発　表〕Ａ-１００，ａ-３８，４４，６３，１３４〜１３６

（２）アジア・太平洋地域における湿地等生態系の動態評価に関する研究：人工衛星データを用いた湿地分布図の作成手法に関する研究
　湿原植生の分類や湿原内の状態の把握を実現することを目的として，可視域から近赤外域にかけて複数のバンドで高分解能の画像を取得できる航空機搭載スペクトルイメージャｃａｓｉ（compact airborne spectral imager）を用いて赤井谷地を観測した。湿原における水の流れは，周辺の土地利用や標高差によって影響されることが多い。また，湿原内部での傾斜は一般的にはなだらかではあるが，ミズゴケによる泥炭地形成等の作用により微細な起伏があり，土壌水分や植生分布の変動と関連していることが多い。casi画像の３次元立体表示を行い，湿原内の植生分布と微細な起伏との対応関係に付いて検討した。
　多時期に取得されたランドサットＴＭ画像を用いて，さらに正確な湿原植生分類図を作成した。多時期のランドサットＴＭ画像を用いることによって，湿原植生の判別に有効である近赤外，中間赤外バンドの情報を活用することができ，多時期のデータを重ね合わせて利用することで，湿原植生タイプごとの生育時期の違いを用いて分類することができる。釧路湿原を６，８，１１月に撮影した多時期ランドサットＴＭ画像を用いた湿原植生分類を中心として，スペクトル放射計によって計測された主な湿原植生タイプのスペクトル特性と，主な湿原植生タイプのバイオマス調査を実施し，多時期のスペクトル情報から湿原植生の分類が可能であることを示した。
　湿原域では様々な湿原植生が相互に重なり合い，連続的に変化して分布している。このような領域を分光観測した画素の多くは，複数の土地被覆クラスのスペクトル特性が混合したミクセル（Ｍｉｘｅｄｐｉｘｅｌ）になっている。ミクセル画素の解析には，ミクセルのスペクトル情報から各構成要素についての情報を逆に推定するミクセル分解手法を用いる必要がある。本研究では，部分空間法によるミクセル分解手法を開発し，従来の統計的な特徴選択とは全く異なった原理によって，大規模な超多波長の画像を安定かつ高速に処理することが可能となった。部分空間法によるミクセル分解では，これまでの線形ミクセルモデルに基づいたアプローチに代わって，各クラスに部分空間が対応していると考えて，部分空間への射影によってミクセル分解するアプローチが用いられる。
〔発　表〕ｃ-４４〜４７

（３）発生遺伝子工学的手法による希少野生生物の個体復元および増殖技術の開発
　野生動物の絶滅は，まず環境要因による緩慢な個体数の減少に始まり，ある個体数以下になると近交退化による不可逆的な繁殖能力の低下によって加速すると考えられている。しかし，近交退化現象のモデルとなる純系動物が開発されなかったために，希少野生動物が絶滅寸前に示す近交退化現象のメカニズムが具体的に解明されておらず，絶滅危惧種を人為的に増殖・救済する際に最大のネックとなっている。また，発生工学的手法による個体復元と増殖に関する技術が確立された場合においても，少数の個体から出発し交配を重ねて増殖させる際には，近交退化に関わる問題を避けて通ることができない。
　国立環境研究所動物実験施設には，抗体産生能を指標として現在まで５０世代に亘る選抜を行ってきたＨ２およびＬ２系ニホンウズラが継代飼育されている。これらは，現存する鳥類の近交系としては数少ないもので，同一集団から分系育種されながらも，双方でやや異なった近交退化現象を示している。本年度は，これら近交系ウズラの繁殖能力の長期にわたる交配・繁殖履歴データをコンピュータ解析し，鳥類の近交退化現象のメカニズムの解明を行った。これまでに，供試ウズラの純系化過程に見られる長期的変動要因を解析するため，２０年以上にわたる交配・繁殖記録を電算機処理可能な形式に整え，４７世代にわたって繁殖成績を入力したが，これまでの解析より，Ｈ２及びＬ２系ウズラの受精率，産卵率，ふ化率，死ごもり率の０〜４７世代での推移が明らかになった。これによると，両系ウズラとも受精率・死ごもり率には一定の傾向は見られないものの，産卵率とふ化率は世代の進展に伴って減少する傾向，いわゆる近交退化現象が認められることがわかった。また，Ｌ２系ウズラは，選抜途中からふ化率が回復する傾向が見られたが，この現象を解明することにより，絶滅危惧種の救済策に関する情報が得られることが期待され，さらに詳細な検討を試みている。
〔発　表〕Ｂ-６６，ｃ-１４

（４）生物多様性保全の観点から見たアジア地域における保護地域の設定・評価に関する研究
　１）生物多様性評価のための地理情報システムの応用に関する研究においては，まずパイロットサイトとして，マレーシア半島部及び，中華人民共和国雲南省の自然保護区を選んだ。現地の研究機関及び行政機関と交渉したうえで，マレーシアにおいてはＴａｍａｎ Ｎｅｇａｒａ公園西部，中国においては西双版納保護区を調査候補地とした。その際の相手側研究機関との了解に基づき当該地域の生息する動植物種のリスト，分布状況，植生，地形，土質などに関する文献，情報を収集した。また，現在，両地域における動物行動域の捕捉システムの開発のための予備調査や動植物のリスト編纂，地理情報の収集，衛星画像による調査地の植生解析を行っている。
　２）東南アジア地域における野生生物保護区のデータベース化とそれを用いた生物多様性評価手法の開発に関する研究においては，東南アジア地域の保護地区データベース作成のための以下のような予備的作業を行った。まず，東南アジア地域の野生生物と保護地区についてどのような情報整備が行われているかを概観した。保護地区については，イギリスにある世界保全モニタリングセンター（ＷＣＭＣ；World Conservation Monitoring Centre）が整備しているデータベースの充実度が高いことが判明した。ただし，各保護地区の動物相，各動物種の分布状況等に関するデータはきわめて不十分であった。野生動物については，統一規格によるデータベースは存在せず，関連情報のうち大雑把な分布が分類群ごとのリスト，図鑑，モノグラフなどに示されているもののデータベース化はされておらず，より詳細な情報は一部の種や地域についてのみ各種の学術雑誌，報告書，書籍等に散在して記載されているのが現状であった。
　次にこれらの既存資料等を用いて，東南アジア８カ国について，保護地区のリストと各保護地区の概略（面積，設立年等），野生動物種のリスト，国別・地域別の分布状況を整理した。また，モデル地区調査を行う半島部マレーシアについては，既設保護地区の内容の詳細を整理した。さらに，これらの既存資料を東南アジア地域の標準化データベースにどのように組み込むべきかについて予備的検討を行った。そのために，半島部マレーシアを中心に鳥類データベースの作成と当地域におけるＧＡＰ解析のための予備調査を行った。マレーシアには７００種類を超える鳥類が生息し，種の多様性が非常に高い。これらの鳥類ががどのような環境に生育するかを多角的に解析するために，既存の資料を用いて鳥類の分布に関するリレーショナル・データベースを作成し，種名，学名，地名，立地タイプ，高度区分，渡りの有無の各項目から検索できるようにした。検索結果はテキストおよび地図画面として出力することができる。これにより，どの場所にどの種が生息するかはもちろん，逆にどの種がどのような生息場所を好むかを調べることができる。このように，種ごとの生息地の指向性を知ることにより，今後大規模なＧＡＰ解析をする際の基礎データとして活用できることが期待される。