環境科学Bites Volume2

サンゴは海洋生態系において重要な役割を果たし、人間 これらの海洋種は、温度が上昇するにつれて脅威に直面し、人間は魚を気絶させ、有害な化学物質を海洋に放出する釣り技術を利用しています。 シアン化物はサンゴにとって引き続き問題になるのでしょうか、それとも新しい研究が代替の漁業慣行につながるのでしょうか?

図1. 彼らは白に変わり始めるとサンゴは漂白の兆候を示しています。 この効果はサンゴに深刻な害を与え、最終的にはその死につながる可能性があります。 オレゴン州立大学、2012、FlickrCommonsの写真提供。 CC BY-SA2.0.

サンゴは、そのポリープがSymbiodinium属の藻類と内共生関係を形成する海洋動物です。これらの渦鞭毛藻類は、褐虫藻として知られており、光合成を行い、糖の形でエネルギーを供給するため、サンゴの健康にとって重要です。2サンゴの白化は、サンゴが藻類の共生生物を追放して生存の可能性を高め、サンゴのコロニーの変色を引き起こすプロセスです(図1)。2藻類は交換することができますが、サンゴは新しい藻類を獲得しなければイベント後すぐに死んでしまいます。4

サンゴは海洋生態系において極めて重要な役割を果たしている。 彼らは魚や無脊椎動物の多くの異なる種のための避難所と基板を提供します。 さらに、それらの人間への影響は重要です。 サンゴ礁は、そうでなければビーチを侵食する波を減衰させることによってビーチサイドの特性へのダメージを軽減します。 さらに、サンゴ礁は、漁業、生物医学、および観光を通じて数十億ドルの収入を提供すると推定されています。このように、サンゴ礁の維持は海洋保全において重要である。

図2. サンゴの白化の原因は何ですか? NOAAの礼儀、2017。 パブリックドメイン。

三つの主要なストレス要因は、一般的にサンゴの白化イベントに関連して評価されています。 第一に、海洋の急速な温暖化は、大規模なサンゴの白化現象に寄与する主な要因としてしばしば引用されています。3,4,5気温が上昇すると、サンゴは内共生体を排出します。 以前の漂白イベントの主な引き金であるエルニーニョの発生は、地球の気温が上昇するにつれて頻度が増加すると予想されています。2これは、サンゴが耐えることができないかもしれない条件の抜本的な変化を誘発する可能性があります。 爆風釣りもサンゴに悪影響を与える可能性があります。 ブラストは、キャプチャするためにそれらを容易にするために爆発物と見事な魚を含みます。10

硝酸カリウムは、望ましい爆発効果を生成するための安価な方法として、地域社会でよく使用されています。10このプロセスは、多くの場合、爆発の原因から由来する断片化されたサンゴをもたらし、サンゴ礁の健康に大きな影響を与える可能性があります。10最後に、シアン化物釣りはシアン化物が魚を気絶させ、キャプチャするためにそれらを容易にするために使用される一般的な方法です。1,2,3,6,8,9,10,11それはまたより大きい魚を気絶させるのに使用される大量服用を容認できない魚を殺すことができます。 水族館で捕獲された魚の約70%は、シアン化ナトリウムを使用して捕獲されています。3多くの国では違法ですが、規制のない地域では依然として普及しています。9シアン化物は、Symbiodiniumの光合成活性を阻害することにより、局所的な漂白イベントを引き起こす可能性があります。1,5,7,8

前述のストレッサーの影響を調査中のかなりの量の研究があります。 特に、多くの研究者は、化学ストレス要因がサンゴの健康にどのように影響するかを学ぶことに興味があります。 参照された研究の多くは、硬質サンゴとその内共生渦鞭毛藻へのシアン化物の影響に焦点を当てています。 ある実験では、研究者らはサンゴを様々な濃度のシアン化物イオンに曝した。1これらの濃度は、通常漁業で使用される濃度よりも低かった。1サンゴは、彼らのzooxanthellaeを追放することによって応答しました。 データの分析は、シアン化物にさらされたグループの褐虫藻の減少密度と褐虫藻の細胞分裂の増加を記載しました。1シアン化物に曝された渦鞭毛藻類の一部は死亡し、他のものは変色したように見えた。1これらの結果は、シアン化物が光合成活性とサンゴの健康に与える深刻な影響を示しています。1

同様の実験はこれらの結果を支持し、シアン化物が渦鞭毛藻類の光合成のカルビンサイクルを特異的に阻害することを示している。これらの実験のための5,6,7,8濃度は、カルビンサイクルを阻害するが、いずれかの生物の他のプロセスに影響を与えないシアン化物のレベルを見つ5,6,7,8さらに、いくつかの知見は、熱応力だけでカルビンサイクルを阻害することができるという仮説を支持していない。8他の研究では、シアン化物がサンゴ自体だけでなく、高濃度にさらされている他の生物に大きな影響を与えることが示されています。 証拠は、シアン化物がミトコンドリア活性を阻害し、したがって、細胞内のATP(アデノシン三リン酸)の利用可能性を低下させることを示唆している。3一緒に、このデータは、シアン化物が使用されているサンゴの健康のための正当な懸念を提示します。 サンゴとその渦鞭毛藻の共生生物の両方がシアン化物の影響を受け、漂白イベントを悪化させる可能性があります。

図3. 代替の漁業技術は、サンゴ礁のサンゴのような水生種に有害である可能性があります。 爆風釣りは、それらをキャッチしやすく、魚を気絶させるために水中で爆発物を利用しています。 シアン化ナトリウムは、多くの場合、魚が物質で唖然とされ、水族館で使用するためにキャプチャする方が簡単であるシアン化釣りとして知られてい 主な要因は、オーストラリアのグレートバリアリーフの特定の地域などの主要なサンゴの白化イベントに貢献しています。 ることができるようになっています。 CC BY-SA3.0.、エラ-ウィーバー、2017年。、およびオレゴン州立大学、2016、ウィキメディア-コモンズ。 CC BY-SA2.0.

研究者は、規制することが困難であるため、シアン化物漁業に対処するためのより実用的なアプローチを探しています。 一つの提案は、漁業活動におけるクローブ油の使用です。4クローブ油は、意識を失うために魚を引き起こし、シアン化物に代わるものとして役立つことがあります。4サンゴを様々な濃度のクローブ油溶液に曝す研究では、研究者らは、低濃度が実験で使用されたサンゴに有害ではないことを発見した。4対照的に、シアン化物の低濃度は有意に有害であることが判明した。したがって、クローブ油は、地元のサンゴの個体数に大きな生態学的影響を与えないため、漁業において実行可能な代替品である可能性があります。4

シアン化物漁業の代替に加えて、シアン化物が違法に使用されたときにシアン化物を検出できる新しい技術を開発することが重要です。9,11この二つのアプローチは、違法行為をやめない人に罰を提供しながら、代替手段を提供することができます。 これを行う方法の一つは、シアン化物イオンを中和した後に海洋魚によって排泄されるチオシアン酸アニオンの検出によるものである。11液体クロマトグラフィーの技術と加えて光ファイバーがチオシアン酸塩を検出するのに使用されています。11この新しい技術は、違法に捕獲された水族館の魚を検出するために使用することができ、その結果、漁業慣行でシアン化物を使用する利点を排除す11

シアン化物を検出する機械的方法に加えて、いくつかの生物学的方法が存在する。 細菌は、シアン化物イオンを代謝し、酸素を使用してシアン酸に変換することができる。9シアン化物がより多く分解されると、酸素レベルが低下する。9減少する酸素のレベルは間接的に海水のシアン化物のレベルを測定するClarkの酸素の電極を使用して監視することができます。9酵素の特性を利用した他のバイオセンサーは、シアン化物の検出のために提案されており、多くの場合、シアン化物濃度の正確な測定を提供することが9

図4. サンゴの白化現象がより一般的になるにつれて、健康なサンゴ礁の数が減少しています。 NOAA、2011、FlickrCommonsの礼儀。 パブリックドメイン。

サンゴの白化現象の原因に関するより多くの研究がまだ必要ですが、サンゴに対するシアン化物の影響はよく理解されています。 この原因を強調することで、インフラが整っている国の水族館魚の新しい検出とスクリーニング方法を通じて、シアン化物漁に対処する政策が可能になります。 シアン化物がサンゴや海洋生物に与える生理学的影響を理解することは、生態系内の栄養レベルの毒性学のより広い視野を可能にする。 より多くの研究がサンゴの白化に対する温暖化の影響を強調しているので、これらの圧力のいくつかから地元のサンゴの個体数を和らげるために、より簡単に対処された問題を解決することが重要です。

  1. Cervino,J.M.,et al. (2003). シアン化物に曝された雌雄同体のサンゴおよびイソギンチャクにおける褐虫藻の密度、形態および有糸分裂指数の変化。 海洋汚染速報, 46(5):573-586
  2. サンゴの健康と監視プログラム。 サンゴの白化-背景。 アメリカ海洋大気庁(NOAA)。 http://www.coral.noaa.gov/research/climate-change/coral-bleaching.html
  3. A.,et a l. (2010). サンゴ毒性学の代替動物モデルとしてのIn vitro細胞毒性スクリーニング:熱ストレス、硫化物、ロテノン、シアン化物、および酸化第一銅が細胞生存率および 生態毒性学, 19:171-184
  4. Frisch,A.J.,et al. (2007). サンゴに対するクローブ油の影響:Pocillopora damicornis(Linnaeus)を用いた実験的評価。 実験海洋生物学と生態学のジャーナル, 345(2):101-109
  5. Hill,R.,et al. (2014). サンゴPocillopora damicornisにおける光合成CO2固定の阻害と熱漂白との関係。 実験生物学ジャーナル, 217:2150-2162
  6. Jones,R.J.(1997). サンゴへのシアン化物の影響。 SPC活魚情報掲示板, 3: 3-8
  7. Jones,R.J.,&Hoegh-Guldberg,O.(1999). サンゴの光合成に対するシアン化物の影響:サンゴの白化の原因を特定し、シアン化物漁業の環境影響を評価するための含意。 海洋生態系プログレスシリーズ, 177:83-91
  8. Jones,R.J.,et al. (1999). PAMクロロフィル蛍光測定法:シアン化物漁業からのシアン化物の影響を調べるために使用される硬化性サンゴのストレス評価のための新しいin situ法。 海洋汚染速報, 38(10):864-874
  9. Mak,K.K.W.,et al. (2005). 化学試験とバイオセンサーを用いたサンゴ礁魚のシアン化物釣りとシアン化物検出。 バイオセンサーとバイオエレクトロニクス, 20(12):2581-2593
  10. McManus,J.W.,et al. (1997). サンゴの覆いと潜在的な回復率に対するいくつかの破壊的な漁法の影響。 環境マネジメント, 21(1): 69-78
  11. Vaz,M.C.M.,et al. (2012). 排出されたチオシアン酸塩は、シアン化物を使用して違法に収集された生きたサンゴ礁の魚を検出する—非侵襲的および非破壊検査アプローチ。 PLoS ONE,7(4):e35355

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