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Kishida Osamu

Field Science Center for Northern Biosphere Forest Research Station Wakayama Experimental ForestProfessor

Researcher basic information

■ Degree
  • Ph. D, Hokkaido University
■ URL
researchmap URLホームページURL■ Various IDs
J-Global ID■ Research Keywords and Fields
Research Keyword
  • アズマヒキガエル
  • 外来種
  • 誘導防御
  • 表現型可塑性
  • 誘導攻撃
  • 間接効果
  • 生態系機能
  • 形態変化
  • エゾサンショウウオ
  • 適応
  • 捕食
  • 相互作用
  • エゾアカガエル
  • 両生類
  • 栄養カスケード
  • メソコスム
  • 遺伝学
  • 動物
  • 生態学
  • 個体群生態学
  • 群集生態学
  • 行動生態学
  • 進化生態学
  • Community Ecology
  • Evolutionary Ecology
Research Field
  • Life Science, Ecology and environment
■ Educational Organization

Career

■ Career
Career
  • Nov. 2024 - Present
    Hokkaido University, Field Science Center for Northern Biosphere Forest Research Station, Professor
  • Nov. 2012 - Oct. 2024
    Hokkaido University, Field Science Center for Northern Biosphere, 准教授
  • Apr. 2009 - Oct. 2012
    Hokkaido University, Field Science Center for Northern Biosphere, 助教

Research activity information

■ Awards
  • 2009, 第13回 日本生態学会宮地賞
    Japan
■ Papers
■ Other Activities and Achievements
■ Books and other publications
  • 多種系における表現型可塑性(分担執筆) シリーズ群集生態学2 進化生物学からせまる
    京都大学学術出版会, 2009
■ Syllabus
  • 森林圏科学特論Ⅲ, 2024年, 修士課程, 環境科学院
  • 大学院共通授業科目(一般科目):自然科学・応用科学, 2024年, 修士課程, 大学院共通科目
  • 北方生態系の生物多様性基礎論, 2024年, 修士課程, 環境科学院
  • 動物生態学特論Ⅱ, 2024年, 修士課程, 環境科学院
  • 一般教育演習(フレッシュマンセミナー), 2024年, 学士課程, 全学教育
  • 野生動物管理実習, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 一般教育演習(フレッシュマンセミナー), 2024年, 学士課程, 全学教育
  • 野生動物管理学, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 暖温帯林施業実習, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 一般教育演習(フレッシュマンセミナー), 2024年, 学士課程, 全学教育
  • 森林空間機能学, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 森林空間機能学演習, 2024年, 学士課程, 農学部
■ Research Themes
  • Ecological genetics of speciation in natural populations
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    27 Apr. 2022 - 31 Mar. 2027
    北野 潤; 岸田 治; 石川 麻乃; 山崎 曜; 山道 真人
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (S), National Institute of Genetics, 22H04983
  • Animal movements as adaptive tactics: field monitoring survey of salmonid species
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2022 - 31 Mar. 2026
    岸田 治
    4月,7月,10月に幌内川の上流域5.3kmの調査区間において採捕調査を行い,個体にPITタグを装着した. 持ち運び式のPITタグアンテナを用いて調査区間内を毎月1度以上踏査し,個体位置の把握をした.魚の広域移動は河川6箇所に設置した個体式のアンテナで常時モニタリングした.以上の調査から得られたデータに加え以前から蓄積してきたデータをあわせて解析し、以下の研究を実施した
    研究① 移動の同調性のパターン解析:サケ科魚類を対象とし、個体の移動パターンを分析した.サクラマスでは繁殖時期に移動が盛んになるが,それは成熟個体のみならず未成熟の個体においてもみられることが明らかとなった.未成熟個体は卵を食うためか,成熟個体の移動に伴うハビタット内の個体間競争の変化に応答して移動をした可能性がある。
    研究② 倒木によるハビタット形成後の移動様式の探索:本年度は予備実験を行った。幌内川中流に倒木を設置し,淵ができる過程を観測しつつ,魚類の定着を確認した。この結果をもとに次年度に大規模な実験を展開する。
    研究③移動の日周性の分析:サクラマスでは夕方と朝方に毎日移動をしている個体が一定数おり、昼間の生息場所と夜間の生息場所を変えている可能性が示唆された。
    研究④サクラマスのハビタット変更:サクラマスでは繁殖時期に河川内を盛んに移動し,それをきっかけとしてハビタットを変える場合が多いことがわかっているが,ハビタットを帰る際,どのようなハビタットに入植するのかを調べたところ,繁殖期以前に,自分と同じか大きいサイズの個体が抜けた空間に新しく定着することがわかり,河川スケールでの個体の入れ替わりが生じていることが示唆された.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 23K23957
  • Animal movements as adaptive tactics: field monitoring survey of salmonid species
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2022 - 31 Mar. 2026
    岸田 治
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 22H02694
  • Defensive behavior of prey animals in a closed system: experimental approach using amphibian larvae
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    16 Jun. 2022 - 31 Mar. 2024
    岸田 治
    本年度は以下の4つの研究に取り組んだ。
    ①個体の動きが食う‐食われるの関係を生む:個体は他個体が近づいたときに逃避する.逃避によって,一時的に危険から逃れられるが,逃げた先で他個体と遭遇し,新たな動きや,食う-食われるの関係が発生する可能性がある。この仮説を同種他個体や他種の存在を操作した実験で検証した。逃避と他個体との遭遇は、操作上、加えた種によって異なっていることが明らかになり、特に活発に動き回る種ほど効果が大きい傾向が見られた。
    ②大きな餌を食うことのコスト:「捕食者が大きな餌を捕食する際、サイズと抵抗の大きさからハンドリングが難しいため、捕食中の動作が大きくなることで、上位の捕食者から襲われる確率が高くなる」という仮説をエゾサンショウウオを用いた操作実験で実証した。
    ③シカの移動経路と両生類幼生の産卵生態 シカが頻繁に通る経路(シカ道)は踏み固められたり掘削されることで,水が溜まりやすい.このような水場は,水生動物の生息場所となる可能性がある.本研究では,釧路湿原のキタサンショウウオを対象にエゾシカのシカ道の利用状況をフィールドでの調査により明らかにした。その結果、我々の調査地域では、95%の卵がシカ道に産み付けられていることがわかり、同種の産卵場所としてのシカ道への依存性が強いことが明らかとなった。
    ④捕食者誘導型の形態における逃避強化メカニズムの解明:捕食者がいない場合といる場合とで形態を可塑的に変化させる動物は多い.本研究では、エゾアカガエル幼生を対象として逃避行動誘発実験を行い、撮影した動画の解析により、捕食者誘導型の表現型が一度の遊泳動作による加速度が大きいことを明らかにし、形態と行動のメカ二スティックな関係を実証した。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A), Hokkaido University, 22H05644
  • Integrative strategy in behavior and life history: explorative study using PIT tag systems
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    30 Jul. 2020 - 31 Mar. 2022
    Kishida Osamu
    Movement of animals is a key for deepening our understanding of ecology of animals. In this study, we explored what kind of mortality pressure operate on the individuals during their movement, and what tactics animals take against the mortality pressure. We addressed these issues by focusing migration of masu salmon juveniles by conducting individual survey using a PIT tag system. First, we found that river-descending migrants were exposed to size-dependent mortality, in which smaller individuals suffer higher mortality pressure. Second, we showed that smaller migrants exhibited higher growth rate in the pre-migration period and descend the river in later timing than larger migrants. Because the faster growth and later start of migration of smaller migrants allow them to become into larger size before migration, these life history and behavioral pattens represent tactics under size-dependent mortality in the migration.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory), Hokkaido University, 20K21439
  • Ecology of Size Dynamics
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    Apr. 2017 - Mar. 2022
    Osamu Kishida
    Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, Principal investigator, Competitive research funding
  • 北海道に侵入したアズマヒキガエルが水域の生物 群集に与える影響
    THE ASAHI GLASS FOUNDATION RESEARCH GRANT
    Apr. 2017 - Mar. 2020
    Osamu Kishida
    THE ASAHI GLASS FOUNDATION, Principal investigator, Competitive research funding
  • 北海道に侵入した強毒性ヒキガエルのインパクト
    The Mitsui & Co. Environment Fund
    Apr. 2017 - Mar. 2020
    Osamu Kishida
    MITSUI & CO., LTD., Principal investigator, Competitive research funding
  • Comprehensive understanding of dynamics of parasite infection and communities in seasonally linked ecosystems
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2015 - 31 Mar. 2018
    SATO Takuya; HIURA Tsutomu; KISHIDA Osamu; UTSUMI Syunsuke
    In this research project, we examined the causes and consequences of temporal variation in subsidies in stream and riparian ecosystems. A large-scale monitoring revealed that phenological diversity of arthropods and their nematomorph parasites synergistically determined the duration and seasonal timing of the riparian subsidies into streams. A field experiment then revealed that the pulsed subsidy allowed salmonid fish grow more evenly among individuals, which had different cascading effects on benthic invertebrates and leaf breakdown rate compared with the prolonged subsidy. In another experiment, fish exhibited a higher numerical response to the early subsidy, but not to the late subsidy, with the timing-dependent life history adoptions and its diversity. By using these empirical results, two modeling approaches highlight underappreciated roles of phenological variation in the assemblages of across-habitat consumer and resource movements in driving community and disease dynamics.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Kobe University, 15H04422
  • Absorption of dissolved amino-acid by aquatic vertebrates from environmental water
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2014 - 31 Mar. 2016
    KISHIDA Osamu; KOBAYASHI Makoto
    Aim of this study is to suggest a possibility of dissolved-amino-acid-usability for aquatic animals, by using larvae of Hynobius retardatus salamanders. As a result of multiple experiments, we show that the salamander larvae took in nitrogen from dissolved amino acids, and promoted their growth when they were kept in environmental water added to amino acids. Until now, aquatic prokaryotes such as bacteria are known to absorb dissolved amino acids directly from environmental water as an energy source for population growth. However, it has been assumed that aquatic vertebrates do not utilize them. The present finding may require the conventional view about energy flow in aquatic systems to be revised.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research, Hokkaido University, 26650152
  • Phenotypic Plasticity: integrative study of ecology and molecular developmental biology
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2011 - 31 Mar. 2016
    Nishimura Kenya; MIURA Toru; KISHIDA Osamu; MICHIMAE Hirofumi; KITANO Jun
    The Hokkaido salamander (Hynobius retardatus) is an endemic species inhabiting in Hokkaido Japan. Larvae of the Hokkaido salamander exhibit phenotypic plasticity that associate with defense against predators, offense to prey and conspecific larvae. The larval phenotypic plasticity is an eligible phenomenon for the integrative study of evolutionary ecology and molecular developmental biology.
    In this project, I tried to investigate, (1) morphological changes associated with the phenotypic plasticity by geometric morphometric analysis, (2) the genomic information about the morphological changes with the phenotypic plasticity by a RNAseq analysis, and (3) variations of morphology and morphological changes (developmental reaction norm) and microsatellite polymorphism among five local populations in the whole distribution area of the endemic species.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (A), Hokkaido University, 23247004
  • Environment-dependent trade-offs and limits of phenotypic plasticity
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    2011 - 2013
    MICHIMAE Hirofumi; KISHIDA Osamu
    In nature, organisms constantly face multiple environments, and the expression and magnitude of the costs of plastic traits is occasionally context-dependent; therefore, the costs need to be analyzed across multiple environments. We determined the benefits and costs of two plastic responses (predator- and prey-induced morphologies) of larvae of the salamander Hynobius retardatus on larval survival, metamorphic timing, and body size at metamorphosis in three different environments by using frog tadpoles, predatory dragonfly larvae, or no inducer (conspecific larvae only). The benefits of plastic responses were detected in the inducing environments, but the costs were greater or more easily detected in crossover environments, such as those containing tadpoles or dragonfly larvae. The trade-offs appeared in combinations in the crossover environments, and thus were context-dependent.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Kitasato University, 23570036
  • Ecological consequences of intra-population trait variation
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    2012 - 2012
    KISHIDA Osamu
    Individuals are not uniform even within a species. Using a forest pond community as a model system, I experimentally explored ecological consequences of intra-population trait variation in a predator and prey species. I found that Intra-population trait variation of predator (Hynobius retardatus, salamander larvae) and prey (Rana pirica, tadpoles) species strongly dictate structure of inter-specific interactions through occurrence of intra-specific interaction such as cannibalism and apparent competition. Importantly, such effects translate into impacts on demography and evolution of community members and material flow within and between ecosystems. This study generally highlights that incorporating trait variation within a species into community ecology is imperative to deepen our understanding of dynamics and function of ecological community in nature.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, Principal investigator, Competitive research funding, 24370004
  • Effects of population dynamics and dispersal on the formation of spatial genetic structure in gray-sided vole populations
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    2010 - 2012
    SAITOH TAKASHI; KISHIDA Osamu; ISHIBASHI Yasuyuki
    Since most populations long sustain themselves in their mutual interaction, the knowledge about the population structure is essential to understand a mechanism of their sustainability. In this study I investigated the structure of a rodent population for 4 years taking their dynamics (genetic drift) and dispersal (gene flow) into consideration. The main results are as follows: (1) A scale of gene flows differed between sexes. Females' scale (500 m) was smaller than males' (2000 m); (2) The spatial structure differed between mtDNA-based and microsatellite DNA-based structure. A microsatellite DNA-based population included several mtDNA-based populations; (3) Effects of population dynamics was significant in females. Effects of genetic drift dominated over those of gene flow in a low density year.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 22370006
  • Ecological impacts of trait-mediated interaction between predator and prey
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    2010 - 2011
    KISHIDA Osamu
    Ecological consequences of inducible offense and defense are explored using predator Hynobius retardatus salamander larvae and prey Rana pirica frog tadpoles. We experimentally demonstrated that the antagonistic inducible responses of the predator and prey impact on population dynamics of prey tadpoles and life history of both species. We also found that the modification of the population level effects affect abundance of invertebrate community and ecosystem function
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Young Scientists (B), Hokkaido University, Principal investigator, Competitive research funding, 22770011
  • 個体の可塑性と生物群集との相互関係の実証:両棲類幼生の形態変化に注目して
    科学研究費補助金(若手研究(スタートアップ), 研究活動スタート支援)
    2009 - 2010
    岸田 治
    変化する生物群集のなかで生物個体は形質をどのように変えるのか?その結果として個体群や群集レベルでどのような帰結がもたらされるのか?個体の応答性と高次の生態学的要素との相互関係の理解は、表現型可塑性研究の新しいムーブメントである。平成21年度は、1.この未開の領域において優先的に取り組まれるべき課題を明らかにするため、捕食者-被食者系の表現型可塑性に関する最近の研究の論点と成果をまとめた。その結果、(1)3種以上の相互作用系での個体の形質変化、(2)複数の誘導形質間の発現・機能上の関係性、(3)捕食者の可塑性による相互作用強度の変更、(4)捕食者と被食者の対抗性とその生態学的な影響、等のトピックについての理解が不足していることがわかった。そこでこれらについて理論的・実証的に研究する方法を提案した(以上は、総説論文として、Population Ecology誌に公表した)。2.次にトピック(4)に関する理論的研究を行った。捕食者と被食者の対抗的な可塑性の進化動態と個体群動態を数学的にモデル化し解析したところ、被食者が効果的な防御をもつときに捕食者と被食者の対抗的な可塑性が共進化しやすく、2種の個体群動態が安定的に持続することが分かった。3.最後に、個体の可塑性の群集生態学的影響を定量的に評価するためのモデル実験系を確立した。報告者はこれまでに可塑性研究の有効なモデル系として、エゾ...
    文部科学省, 若手研究(スタートアップ), 研究活動スタート支援, 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 21870001
  • 捕食者と被食者の適応的な形態変化:表現型の可塑性と生物群集をつなぐ
    科学研究費助成事業
    2007 - 2008
    岸田 治
    捕食者-被食者相互作用における表現型可塑性の適応的機能と個体群生態学的意義についての理解を深めるため、エゾアカガエル幼生とエゾサンショウウオ幼生をモデルとした実験研究と、数理モデルを用いた理論研究を行った。
    1.種内の捕食-被食関係における対抗的形態可塑性の発見:エゾサンショウウオ幼生の高密度個体群が形態的二型を示すことを野外調査と野外操作実験で明らかにした。二型が共食い相互作用における対抗的表現型であること、つまり共食いに有利な型と、防御に機能する型からなることを実験的に示し、種内の食う-食われる関係で、個体が対抗的な形態可塑性を示すことを証明した。
    2.捕食者を共有する被食者2種の形質介在型の間接相互作用の検証:エゾアカガエル幼生とエゾサンショウウオ幼生の形態可塑性を実験的に操作し、2種の被食者が防御を発現することで、捕食者の摂餌選択性をかえ、互いの被食率を増加させていることを示した。
    3.共食いと体サイズ構造のフィードバック関係の検証:動物集団における共食いと集団中のサイズ構造の関係について、エゾサンショウウオ幼生の孵化コホートを対象として実験的に調べた。集団中の共食い頻度が、表現型可塑性による個体の形態的サイズ分化に強く依存すること、一方で、共食いが形態的サイズ分化を強化することを示した。さらに、共食い-サイズ構造の動的な相互作用が捕食者の存在下では生じにくいことを明らかにし、密度依存的な個体群動態の時間的・空間的変異について新しい説明を加えた。
    4.捕食者と被食者の適応的な表現型可塑性と個体群の安定性についての数理解析:数理モデルにより、個体群動態を安定化する捕食者と被食者の表現型可塑性の特徴について分析した。捕食者と被食者の表現型可塑性の機能が相互対抗的な場合に個体群が存続しやすく、特に被食者が優れた防御形質を有するほど、この安定化が促進されることを示した。
    日本学術振興会, 特別研究員奨励費, 京都大学, 07J05644
  • 表現型可塑性の共進化に関する実験生態学的研究
    科学研究費助成事業
    2005 - 2006
    岸田 治
    環境依存的な形態的可塑性について、エゾアカガエル幼生とそれを捕食するエゾサンショウウオ幼生をモデル生物とした野外調査・室内実験研究を行った。野外調査により、自然の池群集において2種の両生類幼生間の軍拡競争的形態発現がいくつかの環境条件下で生じていることを確かめた。カエル幼生に比べてサンショウウオ幼生のサイズが大きいとき、サンショウウオ幼生の密度が高いとき、他の相互作用種(上位捕食者や下位被食者)の密度が低いときに、2種の対抗的形態が強く発現する傾向にあった。これらの条件下では、サンショウウオ幼生による高い捕食圧が実現し、その結果として2種の形態反応が促進されていると考えられた。そこで、室内実験により、2種のサイズや密度、上位捕食者の存在の有無、下位のエサ生物量に応じて、2種の形態反応と2種の捕食-被食相互作用がどのように左右されるのか調べた。その結果、サンショウウオ幼生のサイズが大きいときや彼らの密度が高いときに、捕食されるカエル幼生の数が多く、生存個体の防御形態発現が強いことが明らかとなった。また、環境中に上位捕食者が存在するときやカエル幼生のエサ生物が多いとき、2種の捕食被食関係は緩和され、それに応じて対抗的な形態反応が抑制されていた。これらの結果は、エゾサンショウウオ幼生とエゾアカガエル幼生との間でみられる対抗的な形態変化は、2種の密接な相互作用が実現したときに発現されるものであり、それには生物群集内の他の生物種が深く関わっている可能性を示唆する。
    捕食者特異的な誘導形態発現とその柔軟性に関する最近の研究の成果を統合し総説としてまとめた。従来の捕食者誘導防御の進化条件に加えて、形態を一度変化させた後の柔軟性が可塑性の進化にとって重要であることを主張し、今後の研究の展望を述べた。
    日本学術振興会, 特別研究員奨励費, 北海道大学, 05J09035
  • Evolutionary Ecology of Phenotypic Plasticity in Amphibian Larvae.
    Competitive research funding