クエリ: 海洋食物連鎖の基部にある微視的な生物は?
文章: 微生物環 微生物環(びせいぶつかん、microbial loop)とは、溶存有機物質、従属栄養性細菌、および微小動物プランクトンの3者から構成される海洋における栄養経路のこと。微生物ループ、マイクロビアルループとも。 1980年代にAzamらによって提唱され、現在までに広く受け入れられている。 旧来、海洋における栄養経路は一次生産者である植物プランクトン(特に珪藻など大型のもの)、植食性動物プランクトン(カイアシ類など)、肉食性動物プランクトン(ヤムシなど)、および高次の捕食者からなるいわゆる「生食食物連鎖 (grazing food chain) 」が主であると考えられていた。しかし、海洋微生物の研究方法が発展するにしたがい、生物量が常に安定しているように見られる従属栄養性細菌は1日1分裂のオーダーでの増殖を行っている一方、これにほぼ匹敵する摂餌を鞭毛虫や繊毛虫といった微小動物プランクトンから受けており、生食食物連鎖に匹敵するかそれ以上のエネルギーや物質のフラックスが存在することが明らかになった。
文章: 深海帯 独自の光を作る能力は生物発光と呼ばれている。深海帯に生息する魚や生物は、視覚のための光を生成するだけでなく、獲物や仲間を誘惑し、同時に自身のシルエットを隠すように、この能力を発達させてきた。深海帯の生命の90%以上が、何らかの形で生物発光を利用していると考えられている。上述の理由から、生物発光性の動物の多くは、他の色の光よりもより水中を透過する青色の光を生成する。 深海帯の生物が光が極端に少ない環境で生息しているため、複雑なデザインを持った体や明るい色の体色は必要とならない。ほとんどの魚種は透明、赤、または黒に進化して暗闇にうまく溶け込むようになっており、明るいデザインや複雑なデザインの体を作り維持することにエネルギーを浪費しない。 文章: 海洋汚染 大規模な環境破壊に通じる例として、戦争による石油関連施設の破壊、悪天候や人為的ミスによるタンカーの座礁による原油流出事故 がある。また、一見すると無害に思えるが汚染が長期的である有機物と栄養塩は、特定の水生生物の絶滅という決定的な破壊を引き起こしており、人口増加に比例して汚染量が増え続けるという問題を抱えている。現在では、ほとんど全ての国際主要河川の河口部で、富栄養化による赤潮や青潮が頻繁に起こっており、漁業に大きな被害が出ている。また、汚染によるヘドロの堆積と藻場の減少という問題は、海洋生物の産卵場所の減少を意味し、海洋生態系に深刻な影響を及ぼしている。 福島第一原発事故では対策後の汚染水が海に流出した。2013年6月には10000リットルあたり1100ベクレルのトリチウムが検出され、汚染された地下水が海へ流出していることが判明、7月には東京電力もこの事実を認めた。 全地球的な海洋汚染となっているもののひとつに、環境中に放出された特定の有害物質(有機水銀、PCB、殺虫剤BHC などが有名である)がある。これらは、水に溶けて海へ流出した時点では低濃度であっても、プランクトンなどの海洋生物の体内に取り込まれると食物連鎖によって次々と生物濃縮が起こり、連鎖の頂点にいるマグロや鯨などには高濃度に蓄積する。このような生物を多量に食べると健康被害や知能の低下を引き起こすと言われている。 海洋汚染のひとつに土砂の流入もある。人間が山の木を大量伐採したあとに大雨が降ると、自然状態とは数桁違う大量の土砂が河川に流れ込むため、産卵場所としての藻場や、珊瑚礁のような微妙な生態系に大きな影響を与えることになる。沖縄に大雨が降って海に土砂が流れ込むと、珊瑚礁にオニヒトデが異常発生することが知られている。 文章: 頂点捕食者 動物学的な意味において、捕食とは、ある一つの生命の殺害とその生物の消費である。ただしバクテリアと寄生虫は頂点捕食者の概念から除外して考える。英語: Predation(「捕食」を意味する)は1932年以降、動物学的な文脈において使われるようになった。頂点捕食者の概念は、野生生物管理と保護(それはエコツーリズムにとどまらない)において一般的に用いられる。これらの文脈では、それは栄養段階に関して定義される。栄養段階とは、食物連鎖でむすばれる生態系の動植物に対し、「生産」と「消費」の段階ごとに分けたもので、具体的には生産者(植物)、一次消費者(草食動物)、二次消費者(肉食動物)、三次消費者(二次消費者を捕食する動物)、四次消費者(三次消費者を捕食する動物)、高次消費者(その他のすべての捕食者)および分解者(死骸や排泄物を分解するもの)に分けることが出来る。一次消費者、二次消費者、三次消費者、より高水準の位置にある消費者は、自分より下位の連続した栄養段階を占めることが出来る。 ある海洋の食物網の研究は、頂点捕食者を四次消費者以上の存在であると定義づけた。これに対して、陸上生態系においては、最高でも二次消費者までの短い食物連鎖しかないことが多い。例えばライオンやトラのような大型ネコ科動物、ハイエナやオオカミなどのその他の肉食性哺乳類、ワニ目や大型のヘビなどの爬虫類は、大型の草食動物を捕食するので二次消費者である。頂点捕食者は必ずしも強肉食性(著しく肉食に特化した動物)である必要はない。例えばハイイログマは頂点捕食者であるが、これらは肉を食べるだけでなく、かなりの量の植物(野菜)を食べる雑食動物である。 文章: 水圏生態系 海洋生態系は、すべての生態系の中で最大のものであり、地球表面の約71%を占め、地球上の水の約97%を含んでいる。世界の純一次生産量の32%を生産する。淡水生態系とは、水中の溶存化合物、特に塩類の存在で区別されている。海水中の溶存物質の約85%はナトリウムと塩素である。海水の平均の塩分は35‰である。実際の塩分は海洋生態系によって異なる。 海洋生態系は、水深や海岸線の特徴によって多くの区域に分けられる。外洋域は、クジラ、サメ、マグロなどの動物が生息する広大な海洋の部分である。底層は、多くの無脊椎動物が棲む水面下の生息環境で構成されている。潮間帯は満潮線と干潮線の間の領域で、この図では沿岸帯と呼ばれている。その他の沿海域には、河口、塩沼、サンゴ礁、ラグーン、マングローブ湿地などがある。深海では熱水噴出孔があり、そこでは化学合成硫黄細菌が食物網の基盤を形成している。 海洋生態系で見られる生物の綱には、褐藻、渦鞭毛藻、サンゴ、頭足類、棘皮動物、サメなどがいる。海洋生態系で捕獲された魚類は、野生生物から得られる商用食料の最大の供給源である。 文章: アガラスバンク この海域の生態ピラミッドの低層を担う者のうち、特筆すべきものは、海洋棲プランクトンとこれを餌にしている魚の代表種と言えるミナミアフリカマイワシである。ミナミアフリカマイワシの群れは、その生活環のなかで5月から7月にかけての時期、アガラスバンクを起点として西(大西洋)と東(インド洋)に分かれて北上する(cf. サーディン・ラン[en])。大きな群れでは全長7km以上・幅1.5km・深さ30m、ときに数十kmにも及ぶ莫大なものとなるこのイワシが、ケープシロカツオドリやウミウ類、ミナミオオセグロカモメ、ミナミアフリカオットセイ、サメ類、ハンドウイルカやマイルカ、オキゴンドウなど小型ハクジラ類、そして、この海域において最大級であるニタリクジラなど、その他様々な動物の直接的捕食対象となっており、西(大西洋)側には、14万羽に及ぶケープシロカツオドリが一大繁殖コロニー(Bird colony、鳥の繁殖コロニー)を形成するマルガス島 (Malgas Island) などがある。しかし先述のとおり、西の海域ではイワシの著しい減少によって捕食-被食関係に乱れ(生態系の撹乱)が生じて、同島を始めとする多くの鳥類繁殖地は荒廃し、2010年現在、打ち捨てられた巣が目立つ。この海域において、ミナミアフリカオットセイがケープシロカツオドリの雛と成鳥を、モモイロペリカンが雛と一部の成鳥を襲って食うことは恒常化しており、ケープシロカツオドリの棲息数は激減しつつある。 一方、モモイロペリカンは、農場で廃棄される家禽の臓物を餌とすることで肉食を習慣づけてしまい、数的にも増殖した後になって係る肉の供給を絶つべく対策されたことによって、魚食から肉食に傾倒したまま飢餓に追い込まれることとなった。それにより、彼らはケープシロカツオドリを襲っている。モモイロペリカンは体重2kg以下の雛鳥を主に狙う。この生態は、ケープタウン大学のパーシー・フィッツパトリック・アフリカ鳥類学研究所 (en) の鳥類学博士課程にある学生マルタ・デ・ポンテ・マチャド (Marta de Ponte Machado) によって2009年に発見され、BBCの撮影班によって動画映像に収められた。 東側へ移動するイワシの群れの規模は西側に比べれば小さいが、大きな規模であることに変わりはなく、こちらでもバード島(セーシェル諸島のバード島)などがケープシロカツオドリ等の海鳥の繁殖コロニーになっている。皮肉にも、バイオマス(生物量)が大きかったがゆえにイワシ漁の操業水域となって乱獲された西の海域で暮らす捕食動物は飢えることとなり、西に比してはバイオマスの小さかった東の海域で暮らす捕食動物は従来どおりの生態を保持しているのが現状である。 文章: 深海帯 深海帯で生息する生物は、その環境に適応するように進化してきた。魚や無脊椎動物では、低温高圧環境でも生存できるように進化し、また暗闇の中で捕食できる手法を編み出し、上部ゾーンよりも酸素やバイオマス、エネルギー源、そして獲物が少ない過酷な生態系で繁栄する術を獲得してきた。このような資源が非常に少なく、気温が低い水域で生き残るために、多くの魚や生物は、代謝が非常に遅い。そのため、上層よりもはるかに必要な酸素量を少なく抑えている。多くの動物はまた、エネルギーを節約するために動作が非常にゆっくりとしている。繁殖のスピードも非常に遅く、競争を減らすことで、エネルギーを節約している。この水帯の動物は通常、柔軟な胃と口を持っているため、餌にありつけた際には可能な限り多く食べることができるような構造をしている。 深海帯で生育することの他の課題は、深海帯の深さによって引き起こされる圧力と暗闇である。このゾーンに生息する多くの生物は、浮き袋などの体内空間を最小限に抑えるように進化してきた。この適応は、約75 MPa(11,000 psi)に達することもある極圧から体を保護することに役立つ。 光の欠如はまた、大きな目を持つことや独自の光を生成する能力など、多くの異なる適応を生み出した。大きな目は、どんなに小さくても、利用可能なあらゆる光を検出し利用することを可能にする。他の目の適応として、青い光に非常に敏感な目を進化させてきた深海生物も多く存在する。青い光である理由は、太陽光が海に差し込むと水が赤い光を吸収し、短波長の青い光は深い水深まで届くためである。深海で光が残っていた場合、それはおそらく青色光であるため、その光を利用したい動物は、青色の光を敏感に感じることができるように適応した特殊な目をりようする。多くの生物は、周囲を感知するための他の特殊な器官や方法を用いて、この特殊な目と組み合わせて利用している。 文章: イラティ層 イラティ層にはイラティ-ホワイトヒル海(Irati-Whitehill Sea)、あるいはホワイトヒル-イラティ海(Whitehill-Irati Sea)と呼ばれる推定500万平方キロメートルの水域が存在した。イラティ-ホワイトヒル海は上部ドウィカ(Upper Dwyka)の頃は純粋な海水で満たされていたものの、イラティ層やホワイトヒル層が堆積した時代では汽水に変化していたと推測されている。これはパラナ盆地南部の地殻変動が原因だと指摘されている。 イラティ-ホワイトヒル海では生物の大量死が突発的に発生することがあった。死因には水底の硫化水素による食物連鎖(Food Web)の崩壊・ガス中毒、そして激しい海流による溺死などが原因として提示されている。 最終的にイラティ-ホワイトヒル海は、約2億7700万年前のサン ラファエル造山運動(San-Rafaelic Orogeny)で外部の海洋と隔離されたことで消失したとする研究がある。 文章: 細菌食性生物 細菌食性生物または バクテリア食性生物 (Bacterivore)は、大体において従属栄養生物であり、細菌(バクテリア)を食作用することによりエネルギーと栄養素を獲得して生存するもっぱら微視的な生物である。原生動物の他の種と同様にアメーバの多くの種は細菌食性生物である。線虫にも多くの例があり、モデル生物として著名なC.エレガンスやそれを含む属もこれに当たる 。通例は細菌の全ての種が捕食対象と成り得るはずであるが、ウェルシュ菌などの一部の種の芽胞はその細胞特性の為に捕食対象になることはないとされる。 文章: カイアシ類 カイアシ類(カイアシるい、橈脚類)は、節足動物門六幼生綱カイアシ亜綱Copepodaに属する甲殻類の総称。現在10目約15,000種が報告されている。ケンミジンコまたは、学名のカタカナ読みでコペポーダとも呼ばれる。多くは浮遊生物として生活する微小な甲殻類であるが、底生性、寄生性なども存在する。海洋生態系においては食物連鎖上、重要な位置付けである。 文章: 生物濃縮 生物 濃縮(せいぶつのうしゅく) 物質が生物を取り巻く環境よりも高い濃度で体内に蓄積されること。 食物連鎖 文章: 深海魚 ある種の寄生虫が持つ厳密な種特異性(特定の中間宿主・終宿主のみに感染すること)もまた、深海魚の食性を調べるために利用されている。一部のソコダラ類に感染している寄生虫から、彼らがその中間宿主であるヨコエビ(端脚類)やアミ類を食べていることや、ソコガンギエイ属の一種 (Bathyraja richardsoni) がヨロイダラを捕食していることなどが推測されている。 小型の遊泳性深海魚には動物プランクトン(特に甲殻類)を主食とするものがもっとも多い。クラゲ(刺胞動物)・サルパ(尾索動物)類は深海で比較的豊富に存在する生物群であるが、これらのゼラチン質生物を主食とする深海魚は少なく、セキトリイワシ科・デメニギス科およびソコイワシ科(英語版)(いずれもニギス目)などごく一部に限られる。栄養価の低さから避けられているのか、速やかに消化されてしまい単に胃内容物として認識されないためかは不明である。クラゲ類を専食する深海魚の口腔および食道は厚い結合組織に覆われており、刺胞毒による傷害から身を守っている。中 - 大型の遊泳性深海魚はワニトカゲギス類をはじめとして魚食性の種類が多く、数の豊富なハダカイワシ類が重要な餌生物となっている。 海底に沈降した大型生物の死骸もまた、深海生物の重要な食料となる。無顎類に所属するヌタウナギ科の仲間や、ホラアナゴ科のコンゴウアナゴは、こうした遺骸を専食する腐肉食性の深海魚である。死体に集まるヨコエビ類を狙うことで間接的に生物遺骸を利用するものも多く、ソコオクメウオ科(アシロ目)やクサウオ科、ゲンゲ科の一部(コンニャクハダカゲンゲ属)などが知られている。こうした腐肉利用性の深海魚の体は一様にゼラチン状でぶよぶよしており、摂食時以外はほとんど動かず静止するか、海底直上を流れに任せ漂っている。彼らの身体組成と低い運動性は、大型遺骸の沈降という予測不能かつ低頻度な捕食機会に対するエネルギー的適応と見られている。 文章: 熱水噴出孔 メキシコ沿岸沖の、日光が全く届かない深さ2,500メートル (8,200 ft)に位置するブラックスモーカー周辺で、光合成細菌の種が発見されている。緑色硫黄細菌に属するChlorobiaceaeファミリーの一部であるこれらの細菌は、太陽光ではなくチムニーからのかすかな赤外光を利用して、光合成を駆動している。これは、太陽光以外の光のみを利用して光合成を行う、自然界で発見された最初の生物である。 バクテリアは増殖して厚いマット状に広がり、これを餌にする端脚類やカイアシ類などが集まってくる。そして巻貝・エビ・カニ・チューブワーム・魚類・タコなどより大きな生物とともに食物連鎖を形成する。このようにしてできる生態系は熱水噴出孔をエネルギーの供給源として存続し、太陽エネルギーに依存する地表の生態系とは異なる体系をつくる。ただし、この生物社会は太陽とは無関係に存在するといわれることが多いが、そのなかには光合成により生じた酸素に依存するものも混じっている。それ以外のものは太古と変わらぬ嫌気性生物である。 熱水噴出孔の動物と密接な関係にある微生物社会を嫌気性・金属耐性の観点から計数観察した結果、対象とした熱水噴出孔周辺の動物相を支える微生物社会の大部分に金属耐性があり、嫌気的に金属を還元すること、嫌気性金属呼吸(テルル酸呼吸)が熱水噴出孔の動物相と共生する微生物において重要なプロセスであるらしいこと、などが報告されている。 文章: 深海魚 生物発光は発光基質(ルシフェリン)と発光酵素(ルシフェラーゼ)の化学反応によって起こる発光現象で、多くの深海生物が持つ重要な特徴の一つである。深海魚も例外ではなく、大西洋北東部における調査では、500メートル以深に住む深海魚の7割、個体数にして9割以上が発光するとされる。深海魚による生物発光には、発光バクテリアを体内に住まわせることによる共生発光と、自身が発光基質を作り出す自力発光とがある。発光器官の位置は眼の周囲、鰭や口ヒゲの末端、腹部、尾部、肛門周囲など様々で、数や形態とともに重要な分類形質として利用される。 このタイプの発光を行うのは比較的少数の深海生物であり、遊泳性の深海魚ではチョウチンアンコウとニギス目の一部、底生性魚類ではソコダラ科・チゴダラ科の仲間が代表的である。このうちチョウチンアンコウ類を除く3グループの発光器は消化管から連続して発達しており、腸内細菌叢で維持された発光バクテリア(主に Photobacterium phosphoreum)が持続的に補給されていると見られる。発光器の数は少なく、通常1 - 2個である。 チョウチンアンコウ類の発光器官は擬餌状体に位置し、消化管とは連続していない。彼らの「提灯」を光らせる発光バクテリアがどこから来ているのかは不明である。ビブリオ属の細菌であることは判明しているものの、2001年時点で人工培養には成功していない。 文章: 生物大放散事変 カンブリア爆発と同様に、環境変化がプランクトンの多様化を促した。海底の懸濁液摂食者や水柱の遊泳生物などのプランクトン食性生物とその多様性が増加したと考えられる。約5億年前のSteptoean Positive Carbon Isotopic Excursion 事変(SPICE event)の後、陸上に進出した地衣類や火成活動の作用で豊富な有機窒素化合物や鉄が海洋にもたらされ、生態系の底辺に位置する光合成を起点に現代型食物網の原型が形成されていった。 文章: マグロ 食物連鎖の頂点にある生物には様々な物質が生物濃縮により蓄積することは以前から知られており、海洋生物のトップであるクジラやマグロも例外ではない。マグロは小型の魚より汚染物質の濃度が高いことも同様に知られている。問題視されることがある汚染物質は、有機水銀(メチル水銀)、ダイオキシン類、放射性物質などであるが、通常の食事においてはドコサヘキサエン酸 (DHA) などの不飽和脂肪酸など利が多く忌避する理由はない。 メチル水銀の場合アメリカのアメリカ食品医薬品局 (FDA) は、2003年に妊婦や授乳中の女性および子供のマグロ摂取量制限の勧告を行っている(6オンス=約170 g/週)。ニューヨーク市では、2007年、幾つかの寿司料理店において基準値を超す水銀が検出されたが、世界で水銀汚染が進んでいるということではなく、健康被害はないものの調査研究を行うこととなっている。 それらの騒ぎが発生する前に、厚生労働省による見解が2003年と2005年に示されている。2003年の発表において海外の調査報告が行われ、2005年の発表では妊婦の摂取に関して言及している。そこでは便宜的にメチル水銀を単に水銀と表記している。