Research Projects

• 基盤研究(B), 01 Apr. 2024 - 31 Mar. 2028, 24K01844, 底質電位の時系列データを用いた沿岸底質環境の「見える化」と変動予測技術の開発, 伊藤 真奈; 瀬戸 繭美; 板井 啓明; 伊藤 克敏, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 18460000, 14200000, 4260000, kaken

  対象リソースIRI
• Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A), 01 Apr. 2024 - 31 Mar. 2026, 24H01514, Elucidation of microbial community functions for high-resolution biogeochemical process prediction, 瀬戸 繭美, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research, Nara Women's University, 10400000, 8000000, 2400000, kaken

  対象リソースIRI
• Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A), 01 Apr. 2023 - 31 Mar. 2025, 23H04652, Exploration of theoretical planetary ecology in the CO world., 瀬戸 繭美, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research, Nara Women's University, 6500000, 5000000, 1500000, kaken

  対象リソースIRI
• Grant-in-Aid for Scientific Research (C), 01 Apr. 2022 - 31 Mar. 2025, 22K06390, Toward an integrated theory of the relationship between chemotrophic microbial communities and free energy, 瀬戸 繭美, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Nara Women's University, 4160000, 3200000, 960000, kaken

  対象リソースIRI
• Apr. 2023 - Mar. 2024, Principal investigator, 太陽光動力ビオトープの設置とカーボンニュートラル・生態学の教育・研究への活用, 遊佐陽一; 篠原隆一郎; 吉田和弘; 片野泉, 公益財団法人岩谷直治記念財団, 第49回 (2022年度) 岩谷科学技術研究助成
• 基盤研究(B), 01 Apr. 2019 - 31 Mar. 2023, 19H04234, 海洋酸性化に対する海藻藻場生態系のエネルギーフローの応答, 和田 茂樹; 瀬戸 繭美; AGOSTINI SYLVAIN; 今 孝悦; 佐藤 雄飛; BENJAMIN HARVEY; 大森 裕子, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 筑波大学, 17290000, 13300000, 3990000, 本プロジェクトでは式根島CO2シープを利用し、光合成・生食連鎖・腐食連鎖のそれぞれの過程を解析した。
  光合成：海中に付着基板を設置して自然の付着藻類群集を得た上でその光合成速度を測定したところ、藻類群集の光合成速度は海洋酸性化の進行に伴い増大した。一方で、藻類バイオマスには大きな変化が認められない。光合成とバイオマスの不一致には、高CO2海域で優占する単細胞の藻類が関与している。通常海域は仮根で強く付着する大型藻類が優占するが、高CO2海域は粘液で緩く付着する単細胞藻類が優占するため、藻体バイオマスが容易に脱離し、エネルギーが藻場外に輸送される。
  生食連鎖と腐食連鎖：藻類の葉上に生息する動物と脱離して海底を漂流する藻体上の動物群集を解析した。その結果、量的パラメーター(総個体数)に関しては、全ての試料においてCO2濃度の違いに対応する有意な差は認められなかった。葉上の動物の種数は高CO2環境下で有意に減少したが、脱離した藻体上の動物相の種数に有意な変化は認められない。すなわち、生食連鎖の起点となる葉上の動物群集においてのみ、生物多様性が低下する。さらに、PERMANOVAを用いて群集組成を比較したところ、春～夏(高バイオマス季)・秋～冬(低バイオマス季)の両シーズンでCO2濃度に対する群集組成の有意な変化が認められたが、脱離藻体上においては春～夏シーズンのみで有意な変化が認められた。これらの結果は、海洋酸性化が生食連鎖と腐食連鎖に異なる影響を及ぼすことを意味する。しかし、量的パラメーターに影響が見られないことは、高次栄養段階のエネルギーフローへの影響は限定的であることを示唆している。
  さらに、生態系の変化を説明するため、数理モデルを構築した解析を行った。海藻、微細藻、サンゴの3つのプレーヤーからなる生態系モデルにより、生物群間の競争関係が生態系のレジームシフトを引き起こすことが示された。, Competitive research funding, kaken

  対象リソースIRI
• Grant-in-Aid for Scientific Research (C), 01 Apr. 2019 - 31 Mar. 2022, 19K06853, Principal investigator, Theoretical understanding of the population dynamics and evolution of chemotrophs under the limitation of metabolic energy acquisition per redox reaction., Seto Mayumi, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Nara Women's University, 2340000, 1800000, 540000, The fundamental ecological theories have been developed based on observations of the Earth's surface ecosystems (e.g., terrestrial and coastal ecosystems). meanwhile, the deep subsurface environments also harbor enormous biomass, in which bacteria and archaea support primary production. The amount of energy available in the deep sea is far less than that available in surface ecosystems. In this study, we conducted a theoretical study using a population dynamics model to understand microbial communities and ecosystems that are independent of light as an energy source. The results revealed that microorganisms increase not only the reaction rate but also the energy conversion efficiency by passing metabolites to other microorganisms., Competitive research funding, kaken

  対象リソースIRI
• Apr. 2020 - Mar. 2021, Principal investigator, 環境トークバトルゲーム「がちかん」を用いた対話型環境教育・コミュニケーションプログラムの開発と実践, 瀬戸 繭美, 公益財団法人 科学技術融合振興財団, 公益財団法人 科学技術融合振興財団 平成30年度（2018年度） 調査研究助成, 0, 0, 0, Competitive research funding, rm:social_contribution

  対象リソースIRI
• Apr. 2019 - Mar. 2020, Principal investigator, 環境教育ディベートゲーム「がちかん」を用いた環境コミュニケーションの実践, 瀬戸 繭美, 公益財団法人日本環境教育機構, 公益財団法人 日本環境教育機構 平成 30 年度助成金, 0, 0, 0, Competitive research funding, rm:social_contribution

  対象リソースIRI
• Grant-in-Aid for Young Scientists (B), 2011 - 2013, 23770024, Theoretical explanations for the microbial effects on physicochemical environmental conditions from the stand point of Ecology, Geochemistry, and Evolution., SETO Mayumi, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (B), Nara Women's University, 4550000, 3500000, 1050000, The objective of this study was to theoretically explore the biological effects on physicochemical environmental conditions from the stand point of ecology, evolution, and geochemistry. Mathematical models describing microbial ecosystems were analytically and numerically examined to compare the behavior of the models with and without microbial effects on environmental conditions (pH, concentrations of nutrients and heavy metals, and Gibbs free energy etc.) . The results indicated that microbial effects on environmental conditions affect ecosystem stability and population extinction risk. Furthermore, microbial activities may control fluxes and speciation of redox species, and consequently the Gibbs energy of ecosystems., kaken_url

  対象リソースIRI
• 特別研究員奨励費, 2006 - 2007, 06J01285, 環境状態-生物選択-資源の3要素の相互作用から生じる自己調節フィードバックモデル, 瀬戸 繭美, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費, 九州大学, 1900000, 1900000, 本年度の研究概要
  本研究では、生態系に生物が存在することによって環境状態の変動が外的撹乱から予測されるよりも小さくなることに着目し、その機序を解き明かすことを目的として数理モデルを用いた解析を行ってきた。生態学の分野において生物が物理化学的環境状態に寄与することでその状態に安定性をもたらしうることに着目したモデル研究はほとんどない。申請者は申請当初、モデル研究の拡張に際して、生物や資源の数を増やすことや生物のパラメタに進化を導入することを考えていたが、系の本質的な理解のために数学的解析が重要であることを認識し、まず2種1資源1環境系の解析を試みた。
  その結果、生物が環境に影響を及ぼすことで安定な共存点が現れ、共存が生じることで環境(気温やpH)が外部の撹乱に全く依存せず一定に制御されることが数学的に示された。この結果は2007年にJournal of Theoretical Biologyに掲載された。その後、微生物培養槽モデル(ケモスタットモデル)においてシアノバクテリアとpHが相互作用関係にある系を数理モデルで検証した結果、いくつかの条件が満たされれば1種の微生物でさえもpHの安定制御効果をもたらしうることが示された(これは現在投稿準備中である)。またこの研究からは環境制御効果は外的撹乱が大きくなりすぎると一気に失われてしまい、生態系の崩壊を招く危険性をはらんでいることがわかった。人間活動による外的な環境撹乱(e.x.温暖化、酸性降下物の上昇)が大きくなる昨今、生物がどのようにこれに応答し制御しうるかを知ることは非常に重要な課題であると考えられる。, kaken

  対象リソースIRI
• Apr. 2022 - Mar. 2025, 22K06390, Principal investigator, 化学合成微生物群集と自由エネルギーの関係についての統合的理論構築