Day 4: Biodiversity of Japan

Media day

Introduction

  • We can’t cover everything there is to know about the biodiversity of Japan in one lecture, or one class.

  • 日本の生物多様性は非常に大きなトピックなので、一回の授業、あるいは一つの授業だけはとてもカバーが出来ません。

Introduction

  • I will introduce key concepts その代わり、重要なコンセプトを紹介します
    • We will continue to learn about these throughout the course コース全体を通して、これらについて学び続けます
    • You should use these to learn more on your own 各自でより深く学ぶために、これらを活用してください

Introduction

  • After watching the lecture, please complete the online activity

  • 講義を視聴した後、オンライン・アクティビティに参加してください

Japan has exceptionally high biodiversity

Example: Native species in Japan (378,000 sq km) vs. British Isles (315,000 sq km) 日本とイギリスの種数の比較（native = 在来種）

  • Plants: 5,300 vs. 1,623
  • Fish: 3,850 vs. 315
  • Mammals: 107 vs. 42

https://www.maff.go.jp/hokuriku/kokuei/shinacho/attach/pdf/koho-8.pdf

Japan has diverse climate

  • Japan has a long shape from North to South 日本は南北に長い

  • Variation in climate: subarctic 亜寒帯to subtropical 亜熱帯

  • Variation in elevation

  • Highly diverse ecosystems

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Japan has complicated geography

  • Situated at boundaries of multiple tectonic plates 複数のプレートが一緒になるところに位置する

  • Extremely high geologic activity (earthquakes and mountain formation) 地震や火山が多い

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https://www.researchgate.net/profile/W-Spakman/publication/353594344

Japan has complicated geography

  • Separated from mainland ca. 25 million years ago やく2,500万年前に大陸から離れた

  • Re-connected at three points　３カ所で再度に大陸と繋がった

    • Hokkadio to Russia
    • Honshu to Korea
    • Okinawa to Taiwan

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Japan is affected by glaciers

  • Glaciers grow and shrink due to changes in global temperature 氷河は地球の温度に伴い、大きくなったり縮んだりする

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https://www.snexplores.org/article/scientists-say-glacier

Glaciers come and go in cycles

  • When glaciers are large (glacial maximum 氷期), sea levels are low

  • When glaciers are small (inter-glacial periods 間氷期), sea levels are high

  • Glacial maxima and inter-glacial periods repeat in a cycle　氷期と間氷期が繰り返される

  • It is currently an inter-glacial period　現在は間氷期

Glaciers come and go in cycles

Glacial cycles

isotope = 同位体

http://coastalchange.ucsd.edu/st4_climatechange/sealevel.html

Global sea levels were lower during the last glacial maximum (LGM)

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LGM = 最終氷期極大期
https://www.iro.umontreal.ca/~vaucher/History/Evolution/images/Climate/IceAge_World.jpg

Connections to the continent shaped biodiversity in Japan

  • Organisms moved into Japan from the mainland when it was connected (glacial maxima) 氷期の間に日本は大陸と繋がっていたので、生物たちが日本へ渡ることができた

  • They became isolated and evolved into new species 日本で隔離されるようになって、新しい種へと進化した

Example: Stoneflies

カワゲラ
Tojo et al. 2017 10.1111/ens.12261

Deep-sea troughs shape biodiversity

  • The water is very deep in the Tsugaru strait between Hokkaido and Honshu, so those did not become connected during the LGM 津軽海峡がとても深いので、最終氷期極大期の間でも北海道と本州がつながることはなかった。

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Modified from https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d9/Japan_glaciation.gif

Deep-sea troughs shape biodiversity

  • Animals that cannot easily cross over water could not disperse from Hokkaido into Honshu 水を簡単に渡れない動物は、北海道から本州に入ることが出来なかった。

  • There is a major difference in species between Hokkaido and Honshu today 現在、北海道と本州の間には大きな種の違いがある。

  • This border is known as “Blakiston’s line” この境界線は “ブラキストン線”と呼ばれている

Deep-sea troughs shape biodiversity

https://note.com/htmf/n/nd7c6e0006c2c

But the story is not that simple…

  • Recently, ancient DNA of brown bears was found in Honshu, indicating that they may have crossed the Tsugaru strait during the LGM 最近、ヒグマの古代DNAが本州から発見され、最終氷期極大期にヒグマが津軽海峡を渡った可能性が示された

Segawa et al. 2021 https://doi.org/10.1098/rsos.210518

Similar gaps in southern Japan

琉球列島にも似たようなパターンがある

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https://www.nies.go.jp/kokusai/tpm/tpm8/download/part2/p2_s2_11.pdf

Summary of key concepts

  • Japan has diverse climate, which means many species adapted for different climates live in a small area 日本には多様な気候があり、異なる気候に適応した多くの種が狭い地域に生息している。

  • Japan has complicated geological history, which means many different species evolved over time 日本には複雑な地質学的歴史があり、そのために様々な種が進化することが出来た。

  • Growth of glaciers affects sea level, and thereby connections between islands 氷河の成長は海面に影響を与え、それによって島と島のつながりが変化する。

Activity: Exploring biodiversity patterns in Japan

Activity: Exploring biodiversity patterns in Japan

  • Please fill out the Google Form for the activity by 2024-07-01 23:59
    7月1日 23:59までにGoogleフォームに記入してください。

  • The link to the form (https://forms.gle/oDCMdf9RqNrJN4CV9) is available in Moodle and the course website
    フォームへのリンクはMoodleとコースウェブサイトにあります。