There are numerous seaweed and seagrass communities found from the
intertidal zone to depths exceeding 100m. Our laboratory utilizes
various methods and equipment to elucidate the biodiversity, ecology,
and ecophysiology of marine plants.
海藻は、波打ち際から水深100m以上の漸深帯まで広範囲に生育しています。私たちは、様々な方法で海藻類を観察し、調査しています。ここでは、研究室やフィールドでの調査・研究の様子を紹介しましょう。
Filed Survey using SCUBA
SCUBAでの潜水調査
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Field survey in Kuchinoerabu I.
口永良部島での潜水調査 |
Field surveys using SCUBA require sets of equipment including air
compressors, boats, cameras, and video cameras, all of which our lab
possesses. Students who wish to study using SCUBA must obtain both a
national license for professional diving from the Japanese Government
and a private SCUBA license. For undergraduate students, we recommend
taking a class in Scientific Diving (Department of Fisheries, 2 credits)
to obtain the national license.
水深20m前後までの浅い海では、SCUBAを用いて潜水調査をおこなっています。研究室にはSCUBAの機材（BCD，レギュレーター等）が数セットあり，学生の皆さんが研究に用いています。また，水産学部には潜水用タンクと空気充填用のコンプレッサーが常備されています。学生の皆さんの多くは3年生までに潜水士養成講習（2単位）を受講し、潜水士の免許を取得しています。
Line-Transect Method
ライントランゼクト調査
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Line-Transect survey
トランゼクト調査 |
The line-transect survey is conducted to elucidate the community structure of seaweed and seagrass. These communities are known to vary based on depth, substratum, waves, and other factors. The line is typically around 200m long, but we occasionally extend it to 800m. At regular intervals on the line, we record species composition, coverage, substratum, temperature, depth, and other factors, as well as take pictures and videos. In Kagoshima, we can observe typical spatial variations of Sargassum, Eckonia, Undaria, and other species.
海藻群落の浅所から深所への分布構造を調査する際には、ライントランゼクト法を用いた調査をおこなっています。海岸に設けた基点から沖合方向に調査測線を海底に敷設します。敷設距離は群落の規模で異なりますが、多くは200mほどです。遠浅の海では最大で800m敷設したこともあります。海岸からの距離や水深で海藻の植生は大きく変化します。離岸距離と水深、植生を一定間隔で記録します。ビデオ撮影することもあります。
Phenology and Production surveys
季節変化や生産構造の調査
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| サンプルの採取 |
Field surveys conducted almost monthly are necessary to elucidate the
life history, reproduction, and production (or standing crop) of seaweed
and seagrass communities. These surveys provide insights into seasonal
changes, maturation periods, and biomass, among other things. Quadrat
sampling is frequently used to estimate and monitor community biomass.
成長や成熟などの季節変化を明らかにする場合は、同じ調査地で定期的に調査をおこないます。海底で体長等を測定する非破壊的調査の他に、一定の面積（多くは50cm四方）のサンプルを採取し、生物量（重量）などを実験室で測定します。サンプルを基部から一定間隔で裁断し、生産構造を明らかにすることもあります。
Measurement of temperature, salinity, light Intensity and other environmental factors
水温や塩分、光量等の測定
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| 水温と塩分の測定 |
Environmental factors, including water temperature, salinity, and light
intensity, are always measured in the field. Portable equipment is a
powerful tool for these measurements. For long-term measurements of
temperature and light in the community, we also deploy data loggers at
the depth of the seaweed community. Portable CTDs or tachometers are
sometimes used.
調査では、群落の観察やサンプルの採取と共に、水温や塩分、光量等を計測します。場所によっては水温や光量を自動計測してくれるロガーを群落内に設置し、数ヶ月にわたってデータを採取します。調査によっては、群落内に流速計を設置し、藻場を取り巻く流動等を測定することもあります。
Measurement of nutrients and chlorophyll
栄養塩やクロロフィル量の測定
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| HACH DR5000 |
Nutrients are essential for the existence of seaweed and seagrass communities. Our lab uses two types of spectrophotometers (HACH DR5000 and DR2700) to measure dissolved inorganic nitrogen (DIN: NO3-N, NO-2N, NH4-N) and phosphate (PO4-P). The latter equipment can operate on batteries, enabling us to measure it at the study site. We also use it for measuring chlorophyll a and c.
海藻は海水中の栄養塩を取り込んで成長するので、調査の際には海水を採取し、窒素やリンの濃度を研究室で測定します。また，光合成活性を明らかにするために，藻体中のクロロフィル量も測定します。
Identification of Seaweed
海藻の同定・分類
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Identification of algae
種の同定 |
Samples are sometimes collected during surveys to identify specific seaweed species. In the lab, we observe the outer and inner structure of algae to identify it, and specimens are deposited in the herbarium. Our lab possesses various types of microscopes, including the Nikon 80i DIC microscope, SMZ1500, and SMZ1000 stereoscopic microscope.
海藻類の分類では生殖器官等の内部構造が分類形質であることが多く、顕微鏡を用いた観察が欠かせません。研究室には微分干渉顕微鏡や生物顕微鏡，倒立顕微鏡、実体顕微鏡など、目的に応じたさまざまな顕微鏡があります。フィールドに持参できる携帯型の顕微鏡もあります。観察した像は専用のデジタルカメラで撮影しますが，スケッチ用のアッベ描画装置もあります。観察したサンプルは押し葉標本を適宜作成し、学術標本として保管します。
Taxonomy or Phylogeographic Study
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| Astec GeneAtlas |
分類学・系統進化学的研究
We are focusing on some groups of algae through morphological and molecular phylogenetic studies as the taxonomy of algae still poses some problems, especially in tropical species.特定のグループを対称として、分類の再検討や系統関係に関する研究をおこなうこともあります。DNAを抽出して分子系統解析をおこない、系統関係について明らかにします。
Microscopic observation by Table-Top SEM
低真空型走査電子顕微鏡を用いた観察
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Surface view of the coralline alga
有節石灰藻の表面観 |
Our lab possesses various types of microscopes, including the
TableTop SEM (HITACHI TM-1000). TM-1000 is an excellent imaging platform
for labs requiring higher resolution and deeper focus depth, and it
requires no electron microscopical technical skills or sample
preparation techniques.
研究室には様々な種類の顕微鏡があります。微分干渉顕微鏡は、微細藻類や胞子などを生かしたまま無染色で観察できます。超微細構造を観察する際には、低真空型電子顕微鏡（日立製TM-1000）を用います。
Measurement of Photosynthetic activity
海藻の光合成を測定
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| YSI #5100 |
Our lab uses dissolved oxygen probes to measure the photosynthetic
performance of seaweeds at various temperatures and light treatments.
Photosynthetic activities serve as an excellent indicator to consider
temperature and light tolerance in the natural habitat.
海藻は陸上植物と同じ光合成生物なので、光を照射すると酸素を発生します。様々な光・温度条件で光合成を測定し、光合成・温度曲線や光合成・光曲線を作成します。生態調査や培養試験の結果などと併せ、生育に至適な環境を考える際の手立てにしています。
Pulse fluorometry
PAMを用いた調査・実験
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| Diving-PAM |
Our lab possesses two types of PAM equipment for laboratory and underwater use, which we use to measure coral, algae, and seagrass.
近年では、パルス変調を用いたクロロフィル蛍光法を用いた光合成の研究が多く報告されるようになってきました。研究室では、PAMを用いて海産植物の光合成活性を把握する試みをおこなっています。Diving-PAMは水中で光合成活性を測定できる機器で、海産植物ややサンゴの調査に用いています。
Culture experiment
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| Incubators EYELA MTI201 |
培養実験
A culture experiment is a valuable tool for understanding the life
history and growth characteristics of a particular organism. Although
establishing an in vitro culture can be challenging, anyone can do it
with proper training and knowledge of the protocols. Our laboratory has
multiple incubators, including EYELA's MTI201 incubator, which has five
individual chambers equipped with thermostats. With this equipment, we
can conduct culture experiments at five different temperatures
simultaneously while maintaining consistent lighting conditions. In
fact, we have four sets of MTI201 incubators available in our lab.
培養実験は生活史の解明や生長特性の把握に欠かせない実験です。研究室にはインキュベーター（恒温器）が数台ありますが，一台で（同一光源を用いて）５つの異なった温度条件で培養できる温度勾配型のインキュベーターもあります。
Research Voyage by T/S Nanseimaru
練習船を用いた調査
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Dredge
ドレッジでの採集 |
Kagoshima University, one of Japan's five national fisheries universities, owns two research and training vessels. In the 1950s through the 1970s, Drs. Tanaka and Itono conducted numerous surveys using dredges, resulting in the discovery of many new species. Recently, we have restarted this survey using both dredges and ROVs.
鹿児島大学水産学部附属練習船南星丸に乗船し、定期的に調査航海をおこなっています。SCUBAでは行けない水深の深い場所にも海藻は生育しています。種子島や奄美大島近海などでドレッジを用いて水深30-60mの海底から底生生物を採取し、分類や光合成の研究に用いています。漸深帯における海藻類種多様性と弱光環境への適応メカニズムを明らかにすることが目的です。水中無人探査器（ROV）を投入し、海底を撮影することもあります。
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