共同研究・競争的資金等の研究課題

• 基盤研究(B), 2024年04月01日 - 2028年03月31日, 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

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• 学術変革領域研究(A), 2024年04月01日 - 2026年03月31日, 24H01514, 高解像度な生物地球化学プロセス予測のための微生物群集機能解明, 瀬戸 繭美, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 奈良女子大学, 10400000, 8000000, 2400000, kaken

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• 学術変革領域研究(A), 2023年04月01日 - 2025年03月31日, 23H04652, CO worldを舞台とした理論惑星生態学の開拓, 瀬戸 繭美, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 奈良女子大学, 6500000, 5000000, 1500000, kaken

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• 基盤研究(C), 2022年04月01日 - 2025年03月31日, 22K06390, 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, 瀬戸 繭美, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(C), 奈良女子大学, 4160000, 3200000, 960000, kaken

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• 2023年04月 - 2024年03月, 研究代表者, 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), 2019年04月01日 - 2023年03月31日, 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。, 競争的資金, kaken

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• 基盤研究(C), 2019年04月01日 - 2022年03月31日, 19K06853, 研究代表者, 低エネルギー反応を利用する化学合成微生物の個体群動態と進化の理論的研究, 瀬戸 繭美, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(C), 奈良女子大学, 2340000, 1800000, 540000, 生態学の基盤理論は地球表層の生態系（陸上や沿岸環境）の観測結果に基づき構築されてきた。一方で深海にも莫大な生物量が存在し、細菌と古細菌が生物生産を支える。深海で利用可能なエネルギー量は、表層生態系で利用可能なエネルギー量と比較し少ない。本研究では光をエネルギー源としない微生物群集と生態系の理解するために、個体群動態モデルを用いた理論研究を実施した。その結果、微生物は代謝産物を受け渡すことで反応速度だけでなくエネルギー転換効率を上昇していることが明らかになった。, 競争的資金, kaken

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• 2020年04月 - 2021年03月, 研究代表者, 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, 競争的資金, rm:social_contribution

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• 2019年04月 - 2020年03月, 研究代表者, 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, 競争的資金, rm:social_contribution

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• 若手研究(B), 2011年 - 2013年, 23770024, 生物から環境への「反作用」に着目した生態学・地球化学・進化学的理論研究, 瀬戸 繭美, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 若手研究(B), 奈良女子大学, 4550000, 3500000, 1050000, 本研究課題では生物から環境への影響（反作用）の生態学・進化学・ 地球化学的意味を理論的に考察することを目標とし、微生物生態系を対象とした数理モデリングと解析を行った。反作用がある場合と無い場合のモデルの応答について定性的・定量的な解析を行った結果、生物による環境への寄与は生態系の安定性や個体群の絶滅リスクに影響を与える他、物質の循環速度や存在形態、系のエネルギー状態と密接に関係することが明らかになった。, kaken_url

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• 特別研究員奨励費, 2006年 - 2007年, 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

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• 2022年04月 - 2025年03月, 22K06390, 研究代表者, 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