トンボの統計解析からわかったノシメトンボと生物多様性ついて

生物多様性を探るために

北海道札幌旭丘高等学校 生物部

1年 宇久村 三世

参加理由

• データの解析方法をマスターしたいと思ったから

• 自然の仕組みを知り、見た目にはわからない 生態系の仕組みを客観的に表したいから

• 生物多様性は重要

→ 大量のデータを集めて分析し、

研究を進めていく必要がある

トンボにした理由

• ｢勝ち虫｣ → 兜や刀の鍔に

• 豊作をもたらす → 銅鐸に

• ことわざ や 童謡の題材に

• 不退転の決意を表す

日本人にとって身近な生物

• 一生のうちに幅広く多様な環境を利用

• 産卵場所、ヤゴや成虫の生息場所も多様

トンボにした理由

トンボが水辺の環境指標になる

• 本校生物部が行ってきた、2009～2013年の

トンボ相の定量調査の結果である

• 5～9月に月3回(年15回)の調査を5年間行った

• 石狩川下流域の沼や雨水調節池の5地点で行った

• それぞれの地点で造成後の経過年数が異なる

→ 一度に十数年の変動がわかる

• 5年間で、28種、13,584個体のトンボを採集した

所有のデータ（トンボ相の定量調査の結果）

調査結果

調査結果

• この結果は日本学生科学賞の中央審査会で発表

この変動の要因となっている種を探そう！

調査結果

所有のデータ（トンボ相の定量調査の結果）

<解析方法(JMP)>

値の大きさと変動の様子を調べる

① 多様度指数のCV･平均値を種ごとに計算

2つにグループ分け

② 自由度とｔ値からｐ値を種ごとに計算し、

全体の多様度指数との相関を調べた（p<0.05）

⇒ノシメトンボ、オオルリボシヤンマ、

クロイトトンボ、ナツアカネ に絞った

所有のデータ（トンボ相の定量調査の結果）

散布図では･･･ ノシメトンボだけ 違うグループに！

所有のデータ（トンボ相の定量調査の結果）

<解析結果>

右下･･･多様度指数の平均が高い・CVが小さい

ノシメトンボ･･･相関が最大

⇒ 高い値で小さく変動している

⇒ 全体の変動に大きく関係している

ノシメトンボの採集で

全体の多様性の変動がわかる?

<解析方法(JMP)>

① 和文表題の論文からトンボ関係の論文のみを抽出

② その論文数が全体の何％を占めるのか調べた

③ 奈良先端科学技術大学院大学（松本研究室）の

｢茶筌｣で、抽出した論文タイトルを単語に分割

④ ③の結果、トンボの研究に多く用いられている

テーマを調べた

⑤ ｢生物多様性｣｢ノシメトンボ,アカネ｣が題に使用さ

れている論文の発行年を結合し、経年変化を見た

JSTタイプBのデータ

<解析結果>

② トンボ研究の論文数･･･172本→約0.005％

｢ノシメトンボ,アカネ｣･･･11本→約0.0003％

｢生物多様性｣･･･257本→約0.008％

JSTタイプBのデータ

私達のような定量調査は他にない！

④ トンボ研究では、幼虫(ヤゴ)に関することが多い

JSTタイプBのデータ

⑤ ｢生物多様性｣｢ノシメトンボ,アカネ｣が

タイトルに使用された件数の経年変化

生物多様性が注目されてきて、研究も増えている

ノシメトンボの研究は、まだまだ少ない

JSTタイプBのデータ

まとめ・考察

<まとめ>

•5年間のトンボ相の定量調査

→ ノシメトンボが多様性変動に

大きく関係している

•JSTタイプBのデータ

→ トンボの研究はまだ少ない

→ ノシメトンボやアカネの研究も少ない

→ 生物多様性の研究は増えてきている

<考察>

•生物多様性は重要であり、ノシメトンボは

多様性と大きく関わっている

•今後もっとノシメトンボや生物多様性についての

研究を増やしていくべきである

まとめ・考察

参考・謝辞

<参考>

•田久浩志ほか,2006,JMPによる統計解析入門第2版

•｢茶筌｣：奈良先端科学技術大学院大学

情報科学研究科 自然言語処理学講座 (松本研究室)

<謝辞>

•統計解析やJMPの使用方法などを教えていただいた

北海道大学 地球環境科学研究院 の片平浩孝先生､

的確なアドバイスを下さった顧問の綿路先生､

トンボの調査に協力していただいた方々に、

改めてお礼申し上げます

アドベンチャー杯にかける意気込み

• この機会にデータの解析方法をマスターし、生物多様性などの自然の仕組みを解明したい

• 自然のためになるようなことをしたい

• 言葉で表せない、自然のことを客観的に

表したい

分析のプロセス

1． 所有のデータ(トンボ相の定量調査の結果)の分析

Shannon-Wiener の多様度指数を、

調査年･地点･種ごとに計算

多様度指数のCV･平均値を種ごとに計算

2つにグループ分け

多様度指数のp値を各種で計算し、

全体の多様度指数との相関を求める(p<0.05)

⇒ノシメトンボ、オオルリボシヤンマ、

クロイトトンボ、ナツアカネ の4種に絞った

CV･平均値の散布図でのこの4種の位置を見た

ノシメトンボだけ違うグループに！

分析のプロセス

<1のまとめ>

ノシメトンボ･･･平均値が高い・CVが小さい・

相関が最大

⇒ 高い値で少しずつ変動している

⇒ 全体の変動に大きく関係している

ノシメトンボの採集で全体の多様性の変動がわかる?

分析のプロセス

2． JSTタイプBのデータの分析

トンボ関係の論文を抽出

全体の何％なのか？

奈良先端科学技術大学院(松本研究室)の｢茶筌｣で

論文タイトルを単語に分割

どんなテーマがトンボの研究には多いのか？

分析のプロセス

分析のプロセス

<考察>

•生物多様性は重要であり、ノシメトンボは

多様性と大きく関わっている

•今後もっとノシメトンボや生物多様性についての

研究を増やしていくべきである