環境研究総合推進費による研究（地球環境研究)

〔内　容〕
（１）野生生物集団の絶滅プロセスに関する研究
　野生生物が絶滅に至る主要な原因は生息地の破壊・消失にあるが，かりに生息地の一部が保護され直ちに絶滅には至らなかったとしても，少数集団特有の脆弱な性質が重なって，最終的には絶滅に至るケースが頻出すると考えられる。また，少集団に分割された個体群（メタ個体群）は，互いに交流することによってこれらの影響を低減している可能性があるが，その効果については世界的な論争の中にある。これらの問題を解決し，野生生物保全施策への提言を行うことを目標とする。
（２）アジア・太平洋地域における湿地性渡り鳥の移動経路と生息環境の解析及び評価に関する研究
　湿原生態系保全のためには，湿原状態の正確なモニタリング，特に湿原植生の分布の状況とその変動の把握が必要である。本研究では，多時期に人工衛星や航空機センサーによって取得されたリモートセンシング画像を用いて，正確な湿原植生分類図を作成することを目的として，湿地モニタリングに必要な各種リモートセンシング解析手法の開発を実施した。
（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
　本研究では，希少野生動物種の絶滅モデル，特に鳥類の近交退化メカニズムを解析する。そのためのモデルとして，国立環境研究所で開発されたＨ２及びＬ２系のニホンウズラ（Ｊａｐａｎｅｓｅ ｑｕａｉｌ， Ｃｏｔｕｒｎｉｘ Ｊａｐｏｎｉｃａ）を使用した。同ウズラは，２０年以上にわたる選抜育種の過程を経て今日まで存続している。そこで，過去の系統維持の記録を詳細に分析することで，鳥類の近交退化の過程の解析を行った。また，Ｈ２及びＬ２系を用いて，系統間の交配実験を行うことで，近交退化の回復の可能性を検討した。
（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
　アジアにおける保護地域の設定・評価システムを検討するため，１）生物多様性データベース作成，２）自然保護地域モデル地区調査を行った。データベースについては，半島マレーシア全体を対象として，保護地域，野生生物種分布，野生生物種特性に関する既存情報の収集整理作業を進めた。モデル地区調査については，タマンネガラ（国立公園）西部及びその周辺域で中大型ほ乳類の生息分布情報を聞き取り及び現地調査により収集した。
（５）サンゴ礁は，海の熱帯林と呼ばれるほど生物多様性に富んだ系である。近年，世界各地で人為影響によるサンゴ礁生態系の変質・破壊が問題になり，国際サンゴ礁イニシアチブ（ＩＣＲＩ）などの国際共同事業が始められている。サンゴ礁において特徴的なことは，サンゴの成長により形成された３次元空間構造がさらに二次的な生息空間を形成することであり，これが生物多様性を維持する要因の一つとなっている。この過程を，水中３次元画像として取得し，長期的な解析を行うための保存データ（アーカイブ）とすることを目的とする。
　

〔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
　マイクロサテライトＤＮＡ領域プライマーを用い，イリオモテヤマネコについてのＤＮＡ多型解析を行った結果，多型の検出された遺伝子座は８つのうちわずかに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かった。本年度は，ＭＨＣ（主要組織適合遺伝子複合体）クラスＩ遺伝子の多型解析を行った。ＭＨＣクラスＩ分子クラスＩ分子の抗原ペプチドとの結合部位には多くの多型があることが知られており，その多様性が個体の適応度および集団の存続と密接にかかわっている。ＭＨＣクラスＩ遺伝子のなかでも特に多型性に富むα１ドメインのα-ｈｅｌｉｘをコードする領域における多型を，ＰＣＲ-ＳＳＣＰ法を用いて解析した。その結果，対照群の相ノ島ノネコ個体群においては，高いヘテロ接合度および多くの対立遺伝子が検出されたが，イリオモテヤマネコにおいてはほとんど多型が見られなかった。このことは，イリオモテヤマネコ集団の免疫機能の均一化，つまりウイルス等の病原体に対する免疫的脆弱性が示唆される。
　２）コジュリンの個体群構造と遺伝的多様性の維持機構
　利根川下流の神栖町高浜と霞ヶ浦湖岸の浮島で，合計６７９個体のコジュリンを捕獲し（浮島２８５個体，神栖３９４個体），すべての個体の各部位を計測し，一部の個体から血液を採取した。翼長とふ蹠長の左右対称性のゆらぎ（ＦＡ）を解析した。若鳥のＦＡが成鳥より大きい傾向が認められたが，雌雄差はなかった。ふ蹠長のＦＡには両地域で差が認められなかったが，翼長は浮島の方が神栖よりＦＡが有意に大きかった。次に，採血した血液からＤＮＡを精製し，オオジュリンで開発された２つのマイクロサテライトプライマーＥｓｃμ１とＥｓｃμ６を使って遺伝的多様性を解析した。両地域では標識個体の移動も２例確認されているので完全に独立した個体群ではないが，集団の遺伝的構造にも小さい差が認められた。２つの遺伝子座のヘテロ接合率を両地域間で比較したところ，Ｅｓｃμ１では差がなかったが，Ｅｓｃμ６では神栖より浮島のほうが低い傾向が認められた。浮島でみられた翼長ＦＡの増大とＥｓｃμ６のヘテロ接合率の低下に関連については，さらに詳しく解析する必要がある。
　３）イトヨ地域個体群の縮小と形態的遺伝的変異との関連
　イトヨ地域個体群の小集団化に伴う遺伝的多様性及び左右両側形態の対称性の変化を追跡し，地域個体群の絶滅過程の解明と絶滅可能性の評価を試みた。イトヨの遺伝的多様性を測定する手法としてＲｉｃｏ ｅｔ ａｌ．（１９９３）により報告された３つのマイクロサテライト部位を使い，これらの部位がすべて，日本産の地域個体群３群についても検出可能であることを確かめた。各個体群は，最低１０個前後の遺伝的変異をもっていることが確かめられた。また，イトヨ体側中央に発達する鱗板の左右対称性のゆらぎ（ＦＡ）については，特定個体群における経時的変化を解析中であり，その結果個体群の小集団化に伴って鱗板ＦＡが増大する傾向が明らかとなった。ホルマリン漬で保存されている標本からＤＮＡを抽出しマイクロサテライト変異の解析が進めば，このＦＡの変化と遺伝的多様性の相互関係の解析が可能であろう。
〔発　表〕Ａ-４１〜４３，５２〜５４，１０５，Ｈ-１０，ａ-５３〜５８，７８，７９

（２）アジア・太平洋地域における湿地性渡り鳥の移動経路と生息環境の解析及び評価に関する研究
　本プロジェクトで得られた主な３つの成果は以下のとおりである。第１に，植生，土壌，水の３成分を同時に計測することができるスペクトル指数，植生・土壌・水指数ＶＳＷＩ（Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ-Ｓｏｉｌ-Ｗａｔｅｒ Ｉｎｄｅｘ）を開発した。そして多時期Ｌａｎｄｓａｔ ＴＭ画像を用いて，釧路湿原の年次変動，季節変動の把握にこの指数を用いた結果について述べる。ＶＳＷＩを計算する際には，湿地の構成要素である，植生，土壌，水に対応する代表スペクトル（Ｅｎｄ-ｍｅｍｂｅｒ）点を求める必要があるが，本研究ではさらに，これらの代表スペクトル点を画像のスペクトル散布図から自動的に決定するためのアルゴリズムを開発した。第２に，部分空間法よる新しいにミクセル分解手法を開発して，航空機搭載スペクトルイメージャー（ＣＡＳＩ）で取得した画像を用いて，湿原植生分解のミクセル分解を実施した。この部分空間法による新たなミクセル分解では，クラスごとに設定される部分空間への射影によってミクセル分解が定義され，超多波長画像のミクセル分解計算において高速性と安定性に優れた手法となっている。本手法によるミクセル分解の結果を，最小２乗法，２次最適化法，直交部分空間射影法によるミクセル分解の結果と比較した結果，スペクトル的に極めて近いクラスを除いて湿原植生を良好に分解できることがわかった。第３に，多時期のリモートセンシング画像を用いた湿原植生分類手法を実施した。湿原では植生の季節変化が大きいため，１時期に取得された画像だけを用いて湿原植生を正確に判別することは困難である。そこで分類に最適な画像取得時期の組合せを決定するために，生育期間中の植生バイオマスのサンプリング調査とスペクトル計測を実施した。その結果，湿原植生の生育初期と中期に取得されたスペクトルの季節変動が湿原植生判別に有効であることがわかった。さらに，実際に３時期に取得されたＬａｎｄｓａｔ ＴＭ画像を用いて，正確な植生分類図を作成することができた。
〔発　表〕Ｃ-４０〜４４

（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
　１）交配・繁殖記録のデータベース整備と長期的変動要因についての解析
　近交退化のモデル動物として供試したのは，東北大学及び国環研において２０年以上の期間にわたり選抜育種されてきた，Ｈ２及びＬ２系（ＮＤＶ不活化ワクチンに対する抗体産生能の高及び低系）ニホンウズラである。これらの０世代から５０世代に及ぶ交配・繁殖記録をデータベース化した。交配記録は，各個体ごとに親子の連鎖関係をいもずる式に遡り検索できる構造となっている。繁殖記録は，各ファミリーごとの死ごもり数・ふ化数・発生中止数・産卵数等を記録している。繁殖能力の長期的な変動を明らかにするために，全世代にわたる繁殖形質別の解析を行った。解析した繁殖形質は，卵重・産卵率・受精率・ふ化率・育成率・発生中止率である。また，総合的な繁殖能力として，適応度指数（産卵率×受精率×ふ化率×育成率）も併せて解析した。
　繁殖能力の長期的な変動解析の結果，Ｈ２系のふ化率が単調に低下する絶滅型であるのに対して，Ｌ２系はふ化率が選抜４３世代以降に下降から上昇に転じており，回復型の挙動を示していることがわかった。また，繁殖能力に関する変動の特徴が明確に表現されることから，絶滅の危急度を示す上で適応度指数は極めて有用であると考えられた。
　２）近交系ウズラ間での交雑試験による繁殖能力回復メカニズムの解析
　５０世代にわたるＨ２及びＬ２系ウズラの選抜育種を行った結果，Ｈ２系の繁殖能力が著しく低下し，従来通り近交化を続行することが困難であった。そこで，Ｈ２系の繁殖能力を回復させるために，選抜４９世代目でＨ２系♂とＬ２系♀との交雑試験（１０組）を行った。繁殖能力の回復については，受精率・ふ化率・発生中止率を目安とした。近交化が進んだ系の交雑による繁殖能力の回復は，相性の良い組み合わせでのみ発現することがわかった。
　３）遺伝子保存と人工授精の可能性の検討繁殖個体群の近交化に伴って，繁殖能力が著しく低下した近交系ウズラでは，交配組み合わせに際しての動物個体同志の相性等による損耗も大きな障害となっている。そこで，雄性遺伝子の簡便な保存と雌雄同居による親鳥の損耗回避を目的として，精管精子の凍結保存と人工授精による受精卵作出について検討を行った。Ｌ２系ウズラにおいて輸精管から生存精子が回収されたことで，近交系ニホンウズラの人工授精による受精卵作出の可能性が示唆された。また，精管精子の凍結保存がある程度可能であることが示された。
〔発　表〕Ｂ-４８，ｂ-１１８〜１２１

（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）アジア地域生物多様性データベース
　前年度実施した既存データベースの現状整理，東南アジア全域における哺乳類分布データベース作成に引き続き，モデル地区調査を行う半島部マレーシアについて，１）既設保護地域の内容および生息確認種，２）野生生物種の分布状況，３）野生生物種特性に関する既存資料等の整理を進めた。既設保護地域情報としては，半島マレーシアに設定されている１１地域について，位置，面積，標高帯，植生，生息確認野生生物種（ほ乳類，鳥類）に関する情報を収集した。野生生物種の分布状況については，半島マレーシアに生息することが知られているほ乳類２９２種の半島・島嶼別，州別の分布表，大型ほ乳類については半島全域を対象とした分布図の作成を進めた。また，野生生物種の生物学的特性として，ほ乳類全種の環境選好性，繁殖習性，希少性等に関する既存情報を整理した。
　２）自然保護地域モデル地区調査
　半島部マレーシアのタマンネガラ（国立公園）西部地区とその周辺域での調査の結果，２１種の中大型ほ乳類，１２種の小型ほ乳類，４３種の鳥類の生息が確認された。いずれの分類群においても，確認種数は異なる植生環境間（自然林および二次林）でほとんど同じであったが，種組成は大きく異なっていた。中大型ほ乳類のうち，痕跡発見数が１０以上の３種（アジアゾウ，イノシシ，キョン）について，１ｋｍ当たりの痕跡発見数を算出したところ，アジアゾウが自然林に多いのに対し，イノシシが逆の傾向を示した。また，キョンは二次林でのみ痕跡が確認された。小型ほ乳類の捕獲状況をみると，自然林ではオナガコミミネズミとアカスンダトゲネズミが優占していたのに対し，二次林ではオグロクリゲネズミとマレーシアクマネズミが多かった。

（５）サンゴ礁の生物多様性維持機構の解明に関する研究
　平成９年度には，既存の種々の立体画像取得方式のサーベイを行い，１）方形枠（コドラート）を置いて２台のスチールカメラ（Ｎｉｋｏｎｏｓ-Ｖ型水中カメラを並列させたものに水中専用レンズＵＷ-Ｎｉｋｋｏｒ ２０ｍｍを装着したもの）によりステレオペアにする方法，及び，２）移動体にビデオカメラを設置し，一定間隔の時間差をおいた画像をステレオペアとする方法，の２つの方法を試験した。なお，本テーマに先だって，平成６〜８年度に行われた研究課題では，八重山諸島黒島周囲のコドラートにスチールカメラを適用し，石垣島浦底湾のサンゴ礁において，グラスボートを航走させてビデオによる水中画像のアーカイブを作成したが，平成９年度にもこの両フィールドにおいてそれぞれ前述のように発展的に継続し，可能な限り長期の時系列を採取することに努めた。
　得られた写真（スライドフィルム）は，アーカイブとしての用のため，コダック規格でＰｈｏｔｏ-ＣＤＲＯＭに格納した。得られたステレオ画像ペアから３次元位置座標を得る方法については，平成１０年度に検討する予定である。スライドフィルムのペアからは，簡便なビューワーにより肉眼による立体視が可能であり，立体視した場合においては，通常画像よりもサンゴ群体間の位置関係および相互作用，年間の変化の様子がはるかに判読しやすいことが確認できた。
　定性的な記述例として以下があげられる。クシハダミドリイシ（卓状）の成長が，他の塊状のサンゴ種より早く，光のための競合において有利であると推定される。ただし，本種の群体には調査年度間に破壊された例も記録され，塊状種に比較して波浪などによる流れの応力には弱いことも推定される。また，新規のサンゴの加入は，基盤の凹部あるいは平面部よりも，死滅した旧サンゴ骨格などによる凸部におこりやすいことなども確認できる。これは，基本的に凸部ほど，�@シルトなどの堆積が少なく，�Aサンゴのポリプが動物プランクトン等を補食する際に必要な水通しが得られやすく，しかも前述のように�B共生藻類の光合成のための照度が得やすいためと考えられる。
〔発　表〕Ａ-７４