湖沼生態系への温暖化対策の影響解明に向けた環境DNAによる新たな評価手法の構築

我が国最大の湖である琵琶湖は、温暖化の進行で懸念される豪雨の頻発化に備え、1992年から水位操作が施行されている。この水位操作は湖岸帯や浅瀬を産卵場として利用する魚に深刻なダメージを与え、餌であるプランクトン相にも影響が及んでいる可能性があり、生態系全体への影響が懸念されている。しかし、これまで主要な餌である動物プランクトン相の長期動態は、よく判っていなかった。このような中、生物観測技術として注目される環境DNAの活用が、生物の長期変化を明らかにする古生物分野でも急速に進展しつつある。そこで本研究は、新たに堆積試料中の環境DNA（堆積物DNA）を駆使して、これまで長期動態を捉えることが難しかった動物プランクトンやプランクトンに大きな影響を与えうる寄生者を含む微生物相の長期変化を再現し、水位調節のような環境変化が琵琶湖生態系にどのような影響を与えてきたのかを解明することを目的としている。これまでに主要な動物プランクトンのEodiaptomus japonicus（ヤマトヒゲナガケンミジンコ）やカブトミジンコ（Daphnia galeata）・プリカリアミジンコ（Daphnia pulicaria）を対象に、定量PCR法により過去100年にわたる各種の堆積物DNA濃度の変化を明らかにした。今年度はカイアシ類の結果を公表し（Nakane et al. 2023）、 ミジンコ類の結果（Tsugeki et al. 2022）と合わせて堆積物DNAによる動物プランクトン動態復元の有効性について先駆的に明らかにしてきた。また大型のプリカリアミジンコに関して、本種の侵入や増加要因についてさらなる解析を進めたところ、1990年代以降の魚類資源低迷が本種の侵入と定着を容易にし、興味深いことに本種の拡大が近年、琵琶湖で問題視されている大型植物プランクトンの大発生に寄与した可能性を見出した（Tsugeki et al. in preparation）。

我が国最大の湖である琵琶湖は、温暖化の進行で懸念される豪雨の頻発化に備え、1992年から水位操作が施行されている。この水位操作は湖岸帯や浅瀬を産卵場として利用する魚に深刻なダメージを与え、餌であるプランクトン相にも影響が及んでいる可能性があり、生態系全体への影響が懸念されている。しかし、これまで主要な餌である動物プランクトン相の長期動態は、よく判っていなかった。このような中、生物観測技術として注目される環境DNAの活用が、生物の長期変化を明らかにする古生物分野でも急速に進展しつつある。そこで本研究は、新たに堆積試料中の環境DNA（堆積物DNA）を駆使して、これまで長期動態を捉えることが難しかった動物プランクトンやプランクトンに大きな影響を与えうる寄生者を含む微生物相の長期変化を再現し、水位調節のような環境変化が琵琶湖生態系にどのような影響を与えてきたのかを解明することを目的としている。これまでに主要な動物プランクトンのEodiaptomus japonicus（ヤマトヒゲナガケンミジンコ）やカブトミジンコ（Daphnia galeata）・プリカリアミジンコ（Daphnia pulicaria）を対象に、定量PCR法により過去100年にわたる各種の堆積物DNA濃度の変化を明らかにした。今年度はカイアシ類の結果を公表し（Nakane et al. 2023）、 ミジンコ類の結果（Tsugeki et al. 2022）と合わせて堆積物DNAによる動物プランクトン動態復元の有効性について先駆的に明らかにしてきた。また大型のプリカリアミジンコに関して、本種の侵入や増加要因についてさらなる解析を進めたところ、1990年代以降の魚類資源低迷が本種の侵入と定着を容易にし、興味深いことに本種の拡大が近年、琵琶湖で問題視されている大型植物プランクトンの大発生に寄与した可能性を見出した（Tsugeki et al. in preparation）。