本州初記録の熱帯性種リュウキュウナガウニを発見

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温暖化により熱帯性種が分布域を拡大する可能性

2019-03-22 京都大学

中野智之 フィールド科学教育研究センター助教、河村真理子 同研究員、佐藤崇 総合博物館研究員らの研究グループは、和歌山県白浜町において、本州初記録となる熱帯性のリュウキュウナガウニを発見しました。本種は沖縄以南に分布する熱帯性種であり、本州で発見されるのは初めてです。

 本研究グループは、2016年の夏から2017年の夏にかけて、白浜町の海岸で緑色の棘を持つウニを5個体発見しました。紀伊半島が北限であるホンナガウニも緑色の棘を持つことがありますが、ミトコンドリアCOI遺伝子に基づく分子系統解析と骨片の形態観察に基づき、これらの個体はリュウキュウナガウニであることが判明しました。

 発見された個体は8~22mmと小型ではあるものの、2016年から2017年にかけて越冬したと考えられ、海の中の温暖化が進んでいる事を示唆しています。1963年から瀬戸臨海実験所が継続して行なっているウニの個体数調査でもリュウキュウナガウニの報告はなく、今後のモニタリングが重要となってきます。

 本研究成果は、2019年3月8日に、学術誌「日本ベントス学会誌」に掲載されました。

図:本研究で採集されたリュウキュウナガウニ

詳しい研究内容について

本州初記録の熱帯性種リュウキュウナガウニを発見
―温暖化により熱帯性種が分布域を拡大する可能性―

概要
 京都大学フィールド科学教育研究センター瀬戸臨海実験所 中野智之 助教、河村真理子 同研究員、佐藤崇 同研究員(研究当時、現:京都大学総合博物館研究員)による共同研究グループは、和歌山県白浜町において、 本州初記録となる熱帯性のリュウキュウナガウニを発見しました。本種は沖縄以南に分布する熱帯性種であり、 本州で発見されるのは初めてです。
 2016 年の夏から 2017 年の夏にかけて、白浜町の海岸で緑色の棘を持つウニを 5 個体発見しました。紀伊 半島が北限であるホンナガウニも緑色の棘を持つことがありますが、ミトコンドリア COI 遺伝子に基づく分 子系統解析と骨片の形態観察に基づき、これらの個体はリュウキュウナガウニであることが判明しました。発 見された個体は 8~22mm と小型ではあるものの、2016 年から 2017 年にかけて越冬したと考えられ、海の中 の温暖化が進んでいる事を示唆しています。1963 年から瀬戸臨海実験所が継続して行なっているウニの個体 数調査でもリュウキュウナガウニの報告はなく、今後のモニタリングが重要となってきます。
 本研究成果は、2019 年 3 月 8 日に学術誌「日本ベントス学会誌」の冊子版で公開されました。

白浜で採集されたリュウキュウナガウニ

1.背景
 京都大学フィールド科学教育研究センター瀬戸臨海実験所と京都大学総合博物館による共同研究グループ は、2016 年の夏から 2017 年の夏にかけて白浜町の海岸で緑色の棘を持つウニを 5 個体発見しました。日本 にはナガウニ類は、ツマジロナガウニ、ホンナガウニ、ヒメクロナガウニ、リュウキュウナガウニの 4 種が分 布しており、それぞれの北限は房総半島、中部日本、紀伊半島、沖縄として知られています。このうちツマジ ロナガウニは棘の先端が白くなり、ヒメクロナガウニは一様に黒い棘であることで容易に区別ができますが、 ホンナガウニとリュウキュウナガウニは棘の色が赤褐色から緑褐色まで変異があり区別が困難です。そこでこ れらの緑色の棘を持つウニがホンナガウニなのかリュウキュウナガウニなのかを確かめるために、ミトコンド リア COI 遺伝子に基づく分子系統解析と生殖巣や管足に含まれる骨片の形態観察を行いました。

2.研究手法・成果
[手法]
分子系統解析 :
和歌山県白浜の海岸で採集した計 30 個体(ツマジロナガウニとヒメクロナガウニ、緑色の棘を 持つウニを含む)と沖縄で採集されたリュウキュウナガウニ 5 個体から全 DNA を抽出し、ミトコンドリア DNA の COI 遺伝子の一部 1,080bp(base pair:塩基対、二本鎖 DNA 中の A/T・G/C 塩基の組み合わせを指し、 DNA の長さを表す単位としても用いられる)を決定し、分子系統解析を行いました。
骨片の観察:生殖巣と管足を少量切り出し、スライドガラス上ですりつぶし、骨片を観察しました。

[成果]
種の同定 :
分子系統解析の結果、白浜で採集された 5 個体の緑色の棘を持つウニは、沖縄産のリュウキュウナ ガウニと遺伝的にほぼ同じであることが判明しました。また骨片は三ツ矢状の形をしており、ホンナガウニの 持つ針状の骨片とは区別ができました。そのため、白浜で見つかった緑色の棘を持つウニは、遺伝的にも形態 的にもリュウキュウナガウニであると確実に同定する事ができました。本州で、沖縄以南に分布するリュウキ ュウナガウニが見つかるのは初めてです。
リュウキュウナガウニの出現要因:過去 12 年間の水温、気温、黒潮の接岸状況を調べたところ、リュウキュ ウナガウニが出現した 2016 年と 2017 年は黒潮が接岸し、海水温が過去 12 年間で高かったことが分かりまし た。黒潮が接岸したことで、南方から黒潮によって運ばれて来た幼生が流れ着きやすくなり、加えて、冬季の 海水温が高かったことにより、熱帯性のリュウキュウナガウニが越冬できたと考えらます。しかしながら、 2017 年から 2018 年の冬にかけては黒潮の離岸と低気温が重なり、リュウキュウナガウニはおろかナガウニ 類のほとんどが死滅してしまいました。

3.波及効果、今後の予定
 リュウキュウナガウニの出現は、黒潮の接岸と海水温の上昇によりもたらされたものであり、2018 年の黒 潮の離岸でたまたま死滅しました。しかしながら、近年の温暖化により海水温は上昇傾向にあり、今後本種の ような熱帯性種が定着し、分布域を拡大する可能性があります。ウニ類は、磯焼け等で知られるように、藻類 への摂食を通して海洋生態系における影響が大きい動物群であり、人間活動によるウニ類への影響は、海洋沿 岸生態系全体に波及する可能性が高いと考えられます。
 瀬戸臨海実験所が行なっている畠島でのウニ調査は 100 年間継続を目標に現在も調査が続けられており、 その調査とも連携し、温暖化によるウニ類への影響をモニタリングしていきたいと考えています。

4.研究プロジェクトについて
 本調査は、京都大学瀬戸臨海実験所と京都大学総合博物館の共同研究グループで行いました。

<用語解説>
ミトコンドリア COI 遺伝子:ミトコンドリア DNA は核 DNA に比べると相対的に突然変異率が高く、種のレ ベルでの違いを検出することができます。特に、エネルギーを生産するための酵素を作る遺伝子である COI 遺 伝子は、種の同定に有用であるとされています。

<研究者のコメント>
 緑色の棘を持つウニを見つけた時、リュウキュウナガウニが本州に出てくるはずがないと思っていましたが、 解析の結果、リュウキュウナガウニが本州に出現したことが証明されました。これらのウニはその後の黒潮の 離岸でたまたま死滅しましたが、熱帯性の種が分布域を拡大していることを実感しました。

<論文タイトルと著者>
タイトル:和歌山県白浜町において採集された本州初記録の熱帯性種リュウキュウナガウニ
著 者:中野智之、河村真理子、佐藤 崇
掲 載 誌:日本ベントス学会誌 73: 109-117.

<イメージ図>


リュウキュウナガウニに見られる三ツ矢状の骨片(A)とホンナガウニに見られる針状の骨片(B)


2018 年冬に大量死滅したナガウニ類

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