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生物科学研究所 井口研究室
Laboratory of Biology, Okaya, Nagano, Japan

井口研究室の紹介

井口豊,生物科学研究所・所長

井口 豊 (Yutaka Iguchi)

1. 生物科学研究所の環境

生物科学研究所は,諏訪湖の近くにあります。冬季にはコハクチョウ(Cygnus columbianus bewickiiが飛来し(図1),最近では,アメリカコハクチョウ(C. c. columbianusも見られるようになりました。厳冬季には,全面結氷した湖面が 筋状にせり上がる「御神渡り(おみわたり)」現象(図2)が見られます。

岡谷市・横河川河口,諏訪湖のコハクチョウ
図1. 諏訪湖のコハクチョウ(岡谷市・横河川河口).
諏訪湖の御神渡り(おみわたり)
図2. 諏訪湖の御神渡り(おみわたり).

地質学的に見ると,本地域はフォッサマグナ地域の西縁部にあり,糸魚川-静岡線系の活断層が複数存在します。その一つ,岡谷断層は,岡谷市役所からの敬念寺を通り,地表でも段差が明瞭に見られますが,トレンチ調査が行なわれた結果,過去の複数回の活動が明らかになっています。それについては,次のブログを参照してください。

熊本地震では,NHKと日本活断層学会の調査の結果,活断層から1km以内に,建物全壊となるような甚大な被害が集中していることが判明しました。しかしながら岡谷市は,活断層存在の可能性を承知しながら,敢えて調査もせずに,岡谷市看護専門学校を新設しています。岡谷市は,事前にリスク評価を行なわず,学校を建ているのです。それについては,以下のブログを参照して下さい。

2. 研究テーマ

生物科学研究所の井口研究室では,主として,長野県とその近県の昆虫の生態・形態・行動・進化などを研究しています。昆虫の進化や分布に注目し,それらと環境との関わりを,生息地の気温や食物のような比較的ミクロな要因だけでなく,広範囲にわたる地形や気候の変動要因まで考慮に入れて解明しようと考えています。そのため,地域特有の生物相を保護していく生物多様性保全(Biodiversity Conservation)という考えを重視しています。

長野県における生物多様性の現状と保全状況に関しては,長野県環境部自然保護課の長野県の生物多様性のウェブページにまとめられています。

特に,そのページ上から1/4付近の遺伝子の多様性という部分に注目して下さい。日本のゲンジボタルが,その明滅周期から見て,東西で4秒型と2秒型に分かれることは,かなり以前から知られていました。しかしな長野県には,独特な3秒型ゲンジボタルが分布することも明確に分かってきました。

この3秒型のゲンジボタルの存在と辰野町松尾峡における外来ゲンジボタルの繁殖を生態的・遺伝的に解明したのが,私たちの研究でした。その研究成果に関しては,長野県環境保全研究所発行の長野県生物多様性概況報告書に,次に挙げる論文が,Iguchi (2009, 2010) として引用されています(本文 p.26, 38, 56, 文献番号 94, 95)。

Iguchi Y (2009)
The ecological impact of an introduced population on a native population in the firefly Luciola cruciata (Coleoptera: Lampyridae)
Biodiversity and Conservation, 18: 2119-2126.

Iguchi Y (2010)
Temperature-dependent geographic variation in the flashes of the firefly Luciola cruciata (Coleoptera: Lampyridae)
Journal of Natural History, 44: 861-867.

このような遺伝的多様性も,保護すべき生物多様性の重要な要素なのです。辰野町における,外来ゲンジボタルの移入養殖の歴史と現状に関しては,私のウェブページ辰野の移入(外来)ホタル 生物多様性の喪失へを参照して下さい。

長野県内では,辰野町と同様に外来種ゲンジボタルが生息する地域として,全国的にも有名な上高地が挙げられます。ここの外来種ゲンジボタル駆除を巡っては,2014年8月17日放送のテレビ朝日・サンデースクランブル美しいホタルを駆除へ・夏の風物詩に何がに,私も出演し意見を述べました。上高地のゲンジボタルが,辰野町松尾峡と同起源の外来種であることを学術的に明らかにしたのは,私(井口豊),三石暉弥・長野ホタルの会会長および福井工大・草桶秀夫研究チームによる共同研究の成果です。

日和佳政・大畑優紀子・草桶秀夫・井口豊・三石暉弥 (2010)
遺伝子解析による移植されたゲンジボタルの移植元判別法
全国ホタル研究会誌 40: 27-32.

以下のブログも参照して下さい。

外来種ホタルを養殖し有料で見せる辰野町の姿は,2016年7月8日に放送されたTBSドラマ神の舌を持つ男,第1話殺しは蛍が見ていたのモデルとなり,県外で買ってきた外来種ホタルを地元のホタルと称して観光利用する町として放送されました。番組中の外来種ホタルの生態については,私が監修し,番組終わりの字幕に,ホタル生態協力 生物科学研究所 井口豊と記されました。これに関しては,以下のブログも参照して下さい。

井口研究室では,ホタルと並び,日本人に最も親しまれている昆虫として,カブトムシとクワガタムシに注目し,それらの形態,生態および行動の研究にも力を入れています。最近では,これらの昆虫類が,日本における文化昆虫学を考察する上でも重要だと考えられるようになってきました。文化昆虫学に関しては,その第一人者・高田兼太氏のウェブページを是非ご覧下さい。井口研究室では,これらの昆虫に対して,研究されているようで,実は,あまり研究されてこなかった点にスポットライトを当てています。

例えば,カブトムシ(Trypoxylus dichotomus)の雄の角のサイズが2型(horn dimorphism)であることは,かなり以前から知られていました。しかし,それが幼虫時代の栄養によって異なる相対成長(アロメトリー, allometryとなることを発見したのは,私の研究室です。

Iguchi Y (1998)
Horn dimorphism of Allomyrina dichotoma septentrionalis (Coleoptera: Scarabaeidae) affected by larval nutrition
Annals of Entomology Society of America, 91: 845-847.

また,カブトムシの,いわゆる同性愛行動(homosexual behavior or same-sex behaviorを発見し,研究を進めたのも,私の研究室においてでした。

Iguchi Y (1996)
Sexual behavior of the horned beetle,Allomyrina dichotoma septentrionalis (Coleoptera,Scarabaeidae)
Japanese Journal of Entomology, 64: 870-875.

Iguchi Y (2010)
Intrasexual fighting and mounting by females of the horned beetle Trypoxylus dichotomus (Coleoptera: Scarabaeidae)
European Journal of Entomology, 107: 61-64.

さらに最近では,従来,2型であると思われていたコクワガタ Dorcus rectus の大顎サイズの変異が3型であることを指摘しました。

Iguchi (2013)
Male mandible trimorphism in the stag beetle Dorcus rectus (Coleoptera: Lucanidae)
European Journal of Entomology, 110: 159-163.

冒頭述べたとおり,昆虫の進化や分布を,地形や気候の変動まで考慮に入れて研究を進めています。その一端として,伊豆諸島の生物相とプレートテクトニクスの関連を,最も早い段階から指摘してきました。それについては,伊豆諸島の生物地理とプレートテクトニクスのページを参照して下さい。

人間を含めた生物の生態系の成立や変遷に大きな影響を与える地形・地質の調査も随時行なって発表しています。岡谷市西北部の地滑りおよび断層地形については,次の論文とブログを参照して下さい。

井口豊(2013)
長野県岡谷市の塩嶺西山地域における断層と地すべり地形
日本活断層学会 2013 年度秋季学術大会講演予稿集, 60-61.

3. 教育

大学や自治体などの専門機関との研究協力だけでなく,小学生から高校生に対して,科学研究の教育や支援を行なっています。その一例が,岡谷市立岡谷北部中学校の生徒が行なったアリの歩く速さと走る速さの研究です。この研究結果は,学術誌にも引用されるほど優れたものとなっています。

堅苦しい勉強ではなく,楽しい研究へ,面白くなければ学問じゃない,それが井口研究室の研究教育理念です。専門研究者だけでなく,小学生,中学生,高校生でも,地域を題材とした自然科学研究に興味を持った人は,是非,ご連絡下さい。

初等中等教育だけでなく,もちろん,全国の大学生や大学院生に対する研究支援も行なっています。特に,卒業論文・修士論文・博士論文作成において,分野を問わず,統計学的データ解析(statistical data analysis)に関して,助言や協力を基本的に無償で行なっています。

中等教育との関連で,私が統計解析を指導した例として,次の尾之上高哉さんらの研究論文が挙げられます。

尾之上高哉・林原有佳・宇野宏幸(2015)
文化祭の劇づくりの中での生徒の学びの検討-目標に対する達成度評価を手がかりにして
兵庫教育大学研究紀要 47:153-160.

この研究では,中学生が文化祭での劇作りをとおして,仲間と協力し合いながら,精神的に成長していく様子が明らかにされました。統計データ解析には,Fisher 正確確率検定と Benjamini and Hochberg 多重比較法が多用されました。

また,博士研究として,私がデータ解析を指導した興味深い例は,東京外国語大学で博士号を授与された松崎武志氏の研究です。タイトルと学位審査結果のリンクを示しています。

Takeshi Matsuzaki (2016)
Research into the Role of Dialog Recitation in the Foreign Language Classroom: Its Effectiveness in Facilitating Memorization and Formulaic Speech Production
会話ダイアログ暗唱に従事させる外国語指導法が. スピーキング時の定型表現の使用と暗記学習に. 及ぼす影響に関する基礎研究
博士論文概要および審査結果

英語習得において役立つと想定される定型表現(formulaic sequence)の暗唱タスクを大学生に与え,その効果をテストとアンケートで総合的に分析し,統計学的に実証した研究です。特に,ノンパラメトリック検定が利用され,優れた結果を残しました。そのことは,上記の学位審査結果4ページ目で,高い評価を与えられています。

医療分野で,私が関わった興味深い研究は,看護師である河瀬里美さんが,東京医療保健大学大学院において行なった修士研究で,手指を洗浄・消毒後に検出される芽胞形成菌数が,日常生活の納豆摂食頻度に関連することを示唆したものです。詳しくは,次のブログを参照して下さい。

最近の情報化社会の進展に対応し,直接指導できない遠隔地の学生や社会人には,メールやその添付ファイル(ExcelWord)で指導するようにしています。統計解析においても,誰でも使えるフリーのソフトウェアとして, R Maxima を積極的に活用しています。

筑波大学大学院の松延祥平さんが行なったホヤの尾の吸収に関する研究に対して,統計解析の指導を行い,優れた研究結果を専門誌に発表してもらうことができました。その際にも R が用いられました。

Matsunobu S. and Sasakura Y.
Time course for tail regression during metamorphosis of the ascidian Ciona intestinalis
Developmental biology, 405(1), 71-81.

R をベースにした統計ソフト EZR の普及にも努めており,同じく,このソフトの積極的活用を推進している土浦協同病院の倉持龍彦さんの講演会EZRで統計解析を実践しよう!第25回日本臨床工学技士会,2015年,福岡)およびR コマンダーではじめる統計解析第6回中四国臨床工学会,2016年,高知)の資料作りにも協力しました。

さらに,福井大学大学院の水上聡子さんの博士研究テーマであるシティズンシップ教育(Citizenship Educationに対しても,統計解析の支援を行い,優れた研究結果が生まれました。

福井大学大学院工学研究科・システム設計工学専攻
2013年博士論文
協働的学びの場としてのワークショップにおける対話支援の技術に関する研究
水上聡子

シティズンシップ教育は,他者との関わりを通じて主体的に生きる市民による社会構築を目指しています。これは,自然科学とか社会科学とかの学問的枠組みを越え,あらゆる年代・性別の人たちにとって,これからの社会で重要なテーマとなり,地域の生物多様性保全(Biodiversity Conservationを考える上でも必須の課題となります。

この学位研究に関しては,次の私のブログも参照して下さい。

実験・観察・調査などを伴う研究では,どうしても統計学の知識が必要となります。しかしながら,それが案外,中途半端な理解で終わってしまっている場合が少なくありません。前述の通り,私は全国各地の学生や院生からの質問に答えていますが,統計学上の基礎的な用語や計算法を,知らなかったり誤解したりする人も多いようです。そのうち,特に問題となる点に関しては,このホームページのトップページで,統計学関連の話題のページを複数設けて解説しています。

前述のようなテレビ出演や番組監修に加えて,講演活動も行なっています。例えば,辰野の外来ホタル養殖の問題点については,2008年5月25日に,長野市で講演を行い,辰野町以外の人々にも,これを広く知ってもらうきっかけとなりました(信濃毎日新聞,2015年8月28日)。これに関連し,2015年10月10日には,辰野町が松尾峡の観光用ゲンジボタルを購入した場所である滋賀県守山市のほたるの森資料館に招かれ,天竜川上流のゲンジボタルの生息変化,辰野のゲンジボタル移入養殖と他県への移出の歴史,ゲンジボタルの生態的多型とフォッサマグナや糸魚川-静岡構造線との関連などを講演しました。それに関しては,次の私のブログも参照して下さい。

研究指導だけでなく,全国各地における,このような一般向け講演の依頼にも応じていますので,お気軽にご相談下さい。

4. ロゴについて

logo 生物科学研究所(Laboratory of Biology)のロゴマークです。

5. 進学研究会

生物科学研究所では,小学生から中学・高校生,さらには大学生や不登校の生徒も含めた,幅広い年代の人たちに対して,教科書を用いた授業の補習や,進学に向けた高度な学習支援を行っています。

お問い合わせは,生物科学研究所・井口豊までお願いします。

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