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日記・コラム・つぶやき

2018年8月12日 (日)

昔話:Shionodiscus biporusと博士論文


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何の変哲もない珪藻ですが、
私にとっては思い入れのある種です。
博士課程の学生だった頃に新種記載した化石珪藻で
Shionodiscus biporus (Shiono) Alverson, Kang et Theriotという学名です。
当時はThalassiosira bipora Shionoという名前でした。
深海底掘削コア試料(DSDP580-16-2_83-84cm)から見つけました。

Thalassiosira trifultaという珪藻の分類に混乱があるかもしれない”
という当時の担当教官のカンにより始まった研究でした。
実際に何がどうということも分からなかったので、
とりあえず光学顕微鏡とSEM(走査型電子顕微鏡)で
色々な年代の試料(深海掘削試料)を観察していきました。
すると、ある試料において光学顕微鏡ではThalassiosira trifultaが見つかるのに、
SEMでは見つからないという壁にあたりました。

Thalassiosira trifultaは殻の中央部に数個の小さな穴が並んでいて、
SEMで細胞の内側方向から観察すると、
その穴は有基突起という1μmよりも小さな構造に繋がっています。
この有基突起と殻の接合部に3個の微細孔があり、
さらに有基突起自体にも3本の支持構造があることが
Thalassiosira trifultaの特徴です。
なお、有基突起を学名でfultoportulaと呼ぶのですが、
3個の(tri)支持構造を持つfultoportula(fulta)というのが
trifultaの学名の由来です。

ちょっと話がそれましたが、Thalassiosira trifultaに特徴的な
3個の穴と3個の支持構造を持つ有基突起が見つからない、
ということが博士論文の最初の壁でした。

逆に変な珪藻も見つかっていました。
その珪藻は4個の微細孔に囲まれた有基突起を1個だけ持っているのですが、
そのとなりに変なスペースがあり、
そこに暗い影がありました。

そして深夜の電子顕微鏡室で何かの拍子にふと思ったのです。
“光学顕微鏡で見つかるThalassiosira trifultaと、
SEMで見つかる【変な珪藻】は同じものなのではないか”
もちろん、Thalassiosira trifultaは間違いなく存在しますので、
この【変な珪藻】は光学顕微鏡ではThalassiosira trifultaに酷似している
別の珪藻ということになります。

ただ、それにしては光学顕微鏡とSEM観察で穴=有基突起の数が異なります。
光学顕微鏡で【変な珪藻】を観察すると必ず2個の穴が見つかるのですが、
SEM見つかる有基突起の数は1個です。
この矛盾を突破する鍵が有基突起の隣にある変な暗い影でした、
暗い影は内部に空洞があることを示しています。
つまり、【変な珪藻】は2個の穴を持っているが、
その内の1個だけが有基突起に繋がっていて、
もう1個の穴は塞がれている、というアイデアが浮かびました、

このことは後々、色々な方法で証明したのですが、
このような特徴の珪藻が存在しなかったので、
新種記載することになりました。
話が長くなりましたが、
これがThalassiosira biporaです。
biporaという学名は2個(bi)の穴(pora)に由来します。
学名はラテン語なので英語とはちょっとスペルが違います。

12_im180707_dsdp580162_8384cm_shion

これはShionodiscus biporus(= Thalassiosira bipora)の殻の中央部を拡大した画像です。
中央部に2個の穴がありますが、
右側【F】が有基突起で、左側【O】が塞がっている穴(occluded areola)です。
この2個の穴の違いは慣れると光学顕微鏡でも識別できます。
さらに、少し離れたところに唇状突起【R】という別の構造があるのですが、
必ず唇状突起【R】→塞がっている穴(occluded areola)【O】→有基突起【F】という順番に並びます。

さて、Thalassiosira biporaを新種記載できたことで
一気に研究は加速しました。
(以下の文章はややこしいので流し読みしてください)
Thalassiosira biporaに似た種を複数記載していたのですが、
その中に、本来塞がっているoccluded areolaに小さな穴が開いている種が見つかりました。
さらに時代が古くなると、この穴が大きくなることも分かりました。
このことは起源種から【小さな穴が開いているoccluded areolaを持つ種】を経て、
Thalassiosira biporaが進化したことを示しています。

ではThalassiosira trifultaはどうなったかというと、
T. biporaの全盛期(500万年間~350万年間)にはT. trifultaは誕生していないことがわかりました。
実はT. trifultaは中新世と鮮新世の境界を決める年代指標種のひとつだったですが、
中新世と鮮新世の境界頃にはT. trifultaは生まれておらず、
そこには生まれたてのT. biporaがいたのです。
T. trifultaT. biporaが混同されていたので当然のことです。
つまり担当教官のカンは当たりました。
ただ、起源種は一緒なので遠い昔に分かれた親戚の間柄であることも分かりました。
起源種とT. trifultaの中間の特徴を持つ種(T. praeoestrupii)も存在していました。
起源種もたった一つの種であることもわかり、鮮新世初期の百万年ほどの間(570万年間~480万年間)に、
爆発的に種数を増やしていたこともわかりました。

博士論文ではT. biporaT. trifultaの仲間たちが起源種からどのように進化したのかを議論しました。
このグループの種にとって条件の良いときに変異が大きくなり、
条件が厳しくなったときに変異とのところどころが断絶して多数の種が生まれる、
というイメージです。
実際の博士論文では、別の珪藻グループの進化過程との比較も行いました。
論文も複数かけたので、割とすんなり博士論文は通りました。

ところが、就職が難航しました。
あまりにも古典的で地味な基礎研究だったので、
他の研究への波及効果もなく、
流行の研究対象でもなく、
当時進み始めたIODPにも絡むことができす、
この研究を武器に就職はできませんでした。
結局は別分野の研究テーマでポスドクになり、
一般企業に就職することになりました。
当時は、珪藻の進化の研究なんて何の役にも立たないと言われて落ち込むこともありましたが、
今となっては、この研究ができて良かった、と思います。
財政事情もありますから、将来的に発展や経済効果が見込めるような研究でないと
予算獲得は難しいでしょう。
そのような中で地味な基礎研究に没頭できたことは幸せなことです。

この話には後日談があります。
日本では評判の良くなかった研究ですが、
海外ではそれなりに評価されたようでした。
というのも海外の研究者によってThalassiosira属から
T. biporaT. trifultaの仲間たちが分離されたときに、
新しい属名に私の苗字が使われました。
私が珪藻研究の世界からある日突然消えたので、
もしかしたら“Shionoが死んだ”、と思って謹呈したのかも知れないです。

折角なのでShionodiscus biporusのほかの写真も載せておきます。
最初の写真と同じく、昔の深海掘削計画(DSDP580-16-2_83-84cm)の試料です。
写真をいっぱい並べて共通の特徴を抽出するのが私の研究スタイルでした。

2im180707_dsdp580162_8384cm_shionod

分類   :Shionodiscus biporus
       (Shiono) Alverson, Kang et Theriot 
倍率  :1000倍 
採取  :深海底掘削コア試料(DSDP580-16-2_83-84cm) 
① 直径:28.5μm
② 胞紋密度
    中心域:6/10μm、周辺域:14/10μm
③ 有基突起と唇状突起の距離
    胞紋数:3、長さ:6.4μm
中心域の2個の細孔構造のうち、右側は有基突起、
左はoccluded areola。

3im180707_dsdp580162_8384cm_shionod

分類   :Shionodiscus biporus
       (Shiono) Alverson, Kang et Theriot 
倍率  :1000倍 
採取  :深海底掘削コア試料(DSDP580-16-2_83-84cm) 
① 直径:45μm
② 胞紋密度
    中心域:5/10μm、周辺域:10~12/10μm
③ 有基突起と唇状突起の距離
    胞紋数:4、長さ:4.4μm
中心域の2個の細孔構造のうち、右側は有基突起、
左はoccluded areola。
中心域の左側に唇状突起がある。

4im180707_dsdp580162_8384cm_shionod

分類   :Shionodiscus biporus
       (Shiono) Alverson, Kang et Theriot 
倍率  :1000倍 
採取  :深海底掘削コア試料(DSDP580-16-2_83-84cm) 
① 直径:40μm
② 胞紋密度
    中心域:5~6/10μm、周辺域:12/10μm
③ 有基突起と唇状突起の距離
    胞紋数:3、長さ:6.3μm
中心域の2個の細孔構造のうち、左側は有基突起、
右はoccluded areola。
中心域の右側に唇状突起がある。

5im180707_dsdp580162_8384cm_shionod

分類   :Shionodiscus biporus
       (Shiono) Alverson, Kang et Theriot 
倍率  :1000倍 
採取  :深海底掘削コア試料(DSDP580-16-2_83-84cm) 
① 直径:46.3μm
② 胞紋密度
    中心域:5~6/10μm、周辺域:12/10μm
③ 有基突起と唇状突起の距離
    胞紋数:6、長さ:14μm
中心域の2個の細孔構造のうち、左側は有基突起、
右はoccluded areola。
中心域の右側に唇状突起がある。

こちらは陸上の露頭(崖)で採取したShionodiscus biporusです。

6im180624__shionodiscus1_x1k_2560_2

分類   :Shionodiscus biporus
       (Shiono) Alverson, Kang et Theriot 
倍率  :1000倍 
採取  :鮮新統 名洗層(千葉県) 
① 直径:30μm
② 胞紋密度
    中心域:5~6/10μm、周辺域:12~13/10μm
③ 有基突起と唇状突起の距離
    胞紋数:3、長さ:6.8μm
典型的なShionodiscus biporus
中心域の2個の細孔構造のうち、右下側は有基突起、
左上側はoccluded areola。
中心域から少し左上側に離れたところに唇状突起がある。

2018年7月 9日 (月)

カニとガタガール ~OLYMPUS Tough TG-5テスト撮影レポート~

少し間が開いてしまいましたが、
この間にパソコンが壊れていました。
いつものようにデータ整理中に突然ブラックアウトしてフシュ~と落ちてしまいました。
2年しかたってないのに。
ノートパソコンだと、この場合マザーボードごと交換の必要があるようで、
修理代金もそこそこすることから買い換えを決断しました。

こんどのPCはちゃんと保険に入っておこう。。

ちなみに顕微鏡のデータは普段から外付けハードディスクに入れて
作業しているので全て無事でした。

さて、ノートパソコンを買ったついでに
前々から購入検討していたコンパクトデジタルカメラを買いました。

というのも、2cmより大きい生物を撮影するときは
これまでは実体顕微鏡で複数視野撮影し、
つなぎ合わせるという面倒な作業を行っていたのです。

なので、マクロ撮影が得意なコンパクトデジタルカメラがほしかったのです。
一眼レフカメラを使うほどのスキルもないので、
ネットの評判を元に購入したのが OLYMPUS Tough TG-5 です。

さっそく、ゴールデンウィークに三番瀬で採取したヤマトオサガニ(Macrophthalmus japonicus)のアルコール標本でテスト撮影しました。

11__01

期待通りの画像です。
これなら画像データベース用に使えます。

12__02

これは今まで使用していたFUJIFILM FinePix A800の画像です。
スタンドを使用したこともあって、手ぶれなく撮影できていて、
焦点深度も問題ないのですが解像度が劣ります。
ちょっとザラッとした感じもします。
これだと実体顕微鏡のつなぎ写真の代替には厳しいですね。

13__03

こちらはTG-5をスタンドに取り付けて撮影している状態です。
マクロ撮影は手ぶれが大敵ですのでスタンドや三脚はあったほうがよいですね。

14__

こちらは室内照明だけで撮影した画像です。
TG-5には深度合成モードが付いているので、これを利用しています。

15__

深度合成モードをしないで撮影するとこんな感じです。
焦点深度が意外に浅いですね。
深度合成モードは必須の機能だとわかりました。

21__

こちらは3月に伊豆大島で採取したヒライソガニ(Gaetice depressus )です。
この大きさのものが1度の作業で撮影できるのは嬉しい。
深度合成モードも上手く機能しています。

22__

こちらは深度合成モードを使用しないで撮影した画像。
簡単に深度合成できる機能があって良かったです。

31__

こちらは三番瀬で採取したコメツキガニ(Scopimera globosa)です。
この大きさになると実体顕微鏡でも一回で撮影可能ですが、
焦点深度のことを考えると、どちらも撮っておいたほうが良さそうです。
照明の当て方に改善の余地がありますが立体的に撮れていると思います。

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カニにくっついて来てしまったヨコエビも撮影してみました。
顕微鏡を使わずにヨコエビの写真が撮れるとは驚きですね。
カメラをヨコエビに近づけるなどすれば、もっと綺麗な写真になるとは思いますが、
ヨコエビの写真は実体顕微鏡で撮影するので、これはこれでOKです。

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次に乾き物のテスト撮影を行ってみます。
サンプルはガタガール1巻です。

52_

表紙はこんな感じで綺麗に撮れます。
汐ちゃんの持っているヤマトオサガニのハサミに接写してみます。

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こんな感じで印刷のドットもはっきりわかります。
周辺に収差があるようですが、トリミングして中央部分だけを使えば問題ないでしょう。

ちなみに「ガタガール sp.~阿比留中生物部活動レポート~」第1巻は7月9日発売です。
発注済みなので明日には届くかな。

61_

こちらはOLYMPUS Tough TG-5で撮影したNikon ECLIPSE E55iです。
この顕微鏡は購入してから15年くらいですが、まだまだ現役ですね。

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こちらが実体顕微鏡 Nikon SMZ745T です。
ステージに乗っているのは暗視野照明装置です。
さきほどのガタガール表紙のヤマトオサガニのハサミの画像は、
暗視野照明装置を使用しています。

さて、良いカメラが手に入ったので大きなカニの写真も撮っていきましょう。
フィールドでの生態写真も撮れるかな?

2018年4月10日 (火)

モンストリラについての問い合わせの返信

メールでモンストリラの問い合わせを頂いたのですが、
メールで返信してもエラーが起きてしまうのでブログで回答します。
電話は苦手なものですみません。

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モンストリラを昼間に採取した経験は2例しかないので、
基本的には夜行性と思われます。
経験上、日が落ちてから2~3時間程度の間に採取できることが多いです。
懐中電灯で海面を照らし、集まってきた夜行性プランクトンを採取すると
モンストリラも入っています。

潮の満ち引きにはあまり関係がないようです。
宮城県から神奈川県までの太平洋沿岸で採取に成功しています。
新潟県では数回サンプリングを行っていますが採取できていません。
ただし、北海道の日本海側の岩内では見つかっています。
神奈川以西、新潟県以西では採取自体を行っていないので不明です。
季節性はあまり感じられません。
直近では、先月、伊豆大島の波浮港で採取しました。

地味な体色のモンストリラは太平洋沿岸に広く見られますが、
緑色や黄色の派手な色の種は神奈川県三浦市城ケ島や、
千葉県房総半島南房総市など黒潮沿岸域で見つかりました。

プランクトンネットに入ってくる頻度は多いものの、
個体数はあまり多くありません。
少なくともプランクトンネットは必須と思います。
外洋に面した港湾での採取が多いです。

夜間の磯は危険があるので、磯では採取していません。
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2018年2月26日 (月)

アメーバ

データ整理をしていたら
アメーバの写真がありました。
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ねこのしっぽラボでは、これまでに
微細藻類、珪藻、珪藻化石、甲殻類、土壌生物などの
画像カタログを作ってきましたが、
いつかは動物プランクトンもやらないとですね。

短時間露出で動きの速い旋毛虫でも
対応できるシステムがあると良いかな。

2018年2月18日 (日)

クマムシ(緩歩動物門)を見つけました。

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アパートの中庭からクマムシ(緩歩動物門)を見つけました。
クマムシの採取方法は簡単で、
コケを水に入れてピンセットでほぐしていくと見つかります。
水道水のカルキが強いと死んでしまうかもしれないので、
くみ置きの水が良いかもしれません。

写真のクマムシは横から見たところで、
少しずつフォーカスを変えながら撮影しました。
大きさは0.2mmくらいなので肉眼で見るのは難しいです。
顕微鏡では4対の脚と、その先の爪も観察できます。

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こちらの写真は同じ場所で採取したクマムシを
上から見た画像です。
側毛と呼ばれる長い毛と、背甲板があるので、
ヨロイトゲクマムシ科であることが分かります。

背甲板の形状で属レベルの分類ができるのですが、
今回は初めてなのでヨロイクマムシ科の1種としておきます。

2017年9月10日 (日)

甲殻類と土壌生物の画像集を更新しました。

1年3ヶ月ぶりに“ねこのしっぽ 小さな生物の観察記録”を更新しました。
今回は2015年~2016年に撮影した甲殻類と土壌生物の画像を追加しました。

甲殻類の画像集は全般的に新しい画像を追加していますが、
特に鰓脚綱と軟甲綱 端脚目 ヨコエビ亜目のデータが増えています。

鰓脚綱はミジンコや、カイエビ、それにホウネンエビを追加しました。

1im160326__2_x5_2560x1920_500m_02

ミジンコ(Daphnia pulexです。
スケールは500μmです。

2im150812_1_x40_2560x1920_01_500m
オオメミジンコ(Polyphemus pediculusです。
スケールは500μmです。

3im160625__19_1_x2_2560x1920_1mm_01
トゲカイエビ(Leptestheria kawachiensisです。
スケールは1mmです。

4im160708__26_2_x1_2mm
ホウネンエビ(Branchinella kugenumaensisです。
スケールは2mmです。

ヨコエビ亜目は、ヒゲナガソコエビ科、ユンボソコエビ科、メリタヨコエビ科、
ハマトビムシ科で、属レベルで同定できた分類群が増えました。

5im160916__1_x1_2560x1920_2mm
ヒゲナガソコエビ科のヒゲナガヨコエビ属(Ampithoe sp.)です。
スケールは2mmです。
ヒゲナガソコエビ科は他にイッケヒゲナガヨコエビ属(Peramphithoe sp.)
を追加しています。

6im160814__1_x2_2560x1920_1mm
ユンボソコエビ科のブラブラソコエビ(Aoroides curvipesです。
スケールは1mmです。
ユンボソコエビ科は他にもケナガブラブラソコエビ(Aoroides longimerus)、
ニホンドロソコエビ(Grandidierella japonicaなどを追加しています。

7im160716__1_x2_2560x1920_1mm
メリタヨコエビ科のメリタヨコエビ属(Melita sp.1)です。
スケールは1mmです。
ヤシャヒメヨコエビ属(Abludomelitaも追加しています。

8160502_42901__18_x1_2560x1920_2mm
ハマトビムシ科のニッポンスナハマトビムシ(Talorchestia nipponensisです。
スケールは2mmです。
ヒメハマトビムシ(Platorchestia platensis)、
ニホンヒメハマトビムシ(Platorchestia pachypus)、
ホソハマトビムシ(Paciforchestia sp.)も追加しています。

甲殻類の画像集では他にもアミやカイミジンコの解剖なども追加しています。

9im160814__2_x2_2560x1920_1mm
アミ目ヒペレリスロプス属(Hypererythrops sp.)です。
スケールは1mmです。

10crustacea2201010_0002

カイミジンコの解剖です。
詳細はホームページでご確認ください。

土壌生物の画像集は未だ試作段階です。
次の更新くらいで形になると思います。

今のところ、ササラダニトゲダニケダニトビムシのデータがほとんどです。
ただカニムシのデータを入れることができたのは良かったです。

11150523__1_x40_2560x1920_500m_03
カニムシの画像です。
スケールは500μmです。

画像の使用方法は今までと変わらずです。

よろしくお願いします。

2017年1月 1日 (日)

あけましておめでとうございます!

あけましておめでとうございます。

こちらは今年の年賀状の写真です。
(はい、マニアックです。)
2016年の甲殻類たちです。

2017

一番上のブラブラソコエビ(Aoroides curvipes)は
ヨコエビのなかまです。
夜の横浜、金沢八景で八景島シーパラダイスの夜景をみながら、
ネットサンプリングを行ったものです。

第1咬脚がかっこよいですね。

2016年はヨコエビの分類の理解が進んだ年でした。
ヒゲナガヨコエビ、ハマトビムシ、ユンボソコエビの分類が進みました。
今年はハマトビムシ上科の勉強をします。

ホウネンエビ(Branchinella kugenumaensis )は、
楽天で京都産の田土を購入して飼育したものです。
ホウネンエビ、トゲカイエビ、シャジクモの写真が撮れました。
最近はネットで何でも買えますが、
水田の土まで買えるとはびっくりです。
そして、今現在、「この土、この後どうしよう」
になっています。

ミジンコ(Daphnia pulex)は春先の霞ヶ浦で採取したものです。
山と渓谷社の「ときめく微生物図鑑」作成過程で採取しました。
「ときめく微生物図鑑」では皆様のお世話になりました。

ヒゲナガヨコエビ(Ampithoe sp.)は北海道サンプリングで
採取したものです。
ねこのしっぽでは、最大級のヨコエビです。

もちろん、珪藻の分類も進んでいます。
今年は珪藻(現生種)と、甲殻類の画像データベースの
アップデートを予定しています。

それでは今年も宜しくお願いいたします。

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