海水の分析で魚の分布が明らかに

2016年03月03日

舞鶴湾のマアジの群れ (写真提供:益田玲爾京都大学准教授)

神戸大学大学院人間発達環境学研究科の山本哲史学術推進研究員らの研究グループは、海水中に放出された魚類のDNA量を観測することで、周辺に生息する魚群の規模を把握できることを世界で初めて明らかにしました。これにより、魚類分布の調査を短時間で効率的に行うことが可能となり、長期的な観測手法としても期待されます。この研究成果は3月2日米国オンライン科学誌「PLOS ONE」に掲載されました。

舞鶴湾で海水を採取する様子

これまで、海域における生物種の分布を把握するためには、網などによる捕獲調査や魚群探知機による計測調査などが主流でした。しかし、調査には人手や時間など多大な費用がかかるほか、測定機器を利用するには専門的な知識が必要でした。一方、調査したい魚種が生息するかどうかを、水中に放出されたDNAから判断する方法はすでに報告されていました。山本研究員らの研究グループでは、そのような環境中へ放出されたDNA(環境DNA)の量を測定することで、海洋において魚の居場所やその魚群規模を明らかにできるかを検証しました。

2014年6月、山本哲史神戸大学学術推進研究員、南憲吏北海道大学特任助教、深谷肇一統計数理研究所特任助教らの研究グループは舞鶴湾の47箇所で表層水と底層水をそれぞれ1リットル汲み取り、そこに含まれるマアジの環境DNA量をリアルタイムPCR法によって測定しました。その結果を計量魚群探知機により測定した採水地点周辺のマアジの生物量と比較したところ、マアジの環境DNA濃度は採水地点から数10~150メートル以内のマアジの生物量を最もよく反映していることが明らかになりました。この結果、環境DNAが観測対象の魚の生物量を反映していることが裏付けられ、環境DNA解析法により海洋で魚群の分布や規模を定量的に明らかにできることがわかりました。

この手法は、作業が容易なために誰でも調査を行うことができ、短時間で広範囲の調査を可能とします。さらに、これらの特徴から長期的な調査にも向いています。そのため、海洋水産資源の量や分布、時間的変動の調査効率を飛躍的に向上させることが期待されます。

舞鶴湾の47箇所で表層水と底層水をそれぞれ1リットル汲み取り、そこに含まれるマアジの環境DNA量をリアルタイムPCR法によって測定。赤いほどDNA濃度が濃い。DNA量の分布と魚群探知機で検出した魚の分布を比較したところ、環境DNA量からマアジの分布を定量的に推定できることがわかった。
掲載雑誌
PLOS ONE
論文タイトル
Environmental DNA as a 'snapshot' of fish distribution: a case study of Japanese jack mackerel in Maizuru Bay, Sea of Japan
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(人間発達環境学研究科、広報課)