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コイ科は、中型から大型の、主に外洋性の淡水条鰭魚の科で、一般的にコイ科と呼ばれ、コイ、バルブ、バーベルなどが含まれます。これらのコイ科は、コイ亜目に属するダニオ科やミノー類とも姉妹群を共有しています。コイ科は、魚類の中で最大かつ最も多様な科であり、脊椎動物全体でも最大の科で、約1,780種が166の有効な属に分類されています。[ 2 ]
コイ科魚類は、体長12mm （0.5インチ）の小型ガラス魚（ダニオネラ属）から、体長3m （9.8フィート）のシャムコイ（Catlocarpio siamensis）まで多岐にわたる。[ 3 ]科名はギリシャ語のkyprînos（κυπρῖνος「コイ」）に由来する。
コイ科の魚は胃がなく、顎に歯もありません。それでも、特殊な最後の鰓弓の鰓耙によって食物を効果的に咀嚼することができます。これらの咽頭歯によって、魚は頭蓋骨の骨突起によって形成された咀嚼板に対して咀嚼運動を行うことができます。咽頭歯は種ごとに異なり、種の識別に用いられます。丈夫な咽頭歯のおかげで、コイやイデなどの魚は、カタツムリや二枚貝などの硬い餌を食べることができます。
コイ科魚類は、ウェーバー器官と呼ばれる3つの特殊な椎骨突起を持ち、これが浮き袋の動きを内耳に伝えるため、聴覚が非常に発達している。ウェーバー器官の椎骨突起は、大気の状態や水深の変化による浮き袋の動きの変化を感知する役割も果たしている。コイ科魚類は、成魚になっても気管が残っており、空気を吸い込んで浮き袋を満たしたり、余分なガスを腸に排出したりできるため、気管食性魚類に分類される。
コイ科魚類は北アメリカ、アフリカ、ユーラシアに生息しています。既知のコイ科魚類の中で最大種はジャイアントバルブ（Catlocarpio siamensis ）で、体長は最大3メートル（9.8フィート） 、体重は300キログラム（660ポンド）に達することがあります。[ 3 ]体長2メートル（6.6フィート）を超える他の大型種としては、ゴールデンマシール（Tor putitora）やマンガル（Luciobarbus esocinus ）などが挙げられます。[ 4 ] [ 5 ]
この科に属する魚はすべて卵生で、ほとんどは卵を守りませんが、一部の種は巣を作ったり、卵を守ったりします。
コイ科魚類には、脊椎動物における雄性発生の唯一の既知の例である、 Squalius alburnoides異質倍数体複合体が含まれている。[ 6 ]
コイ科の魚類のほとんどは、歯や胃がないためか、主に無脊椎動物や植物を餌としていますが、アスピスなどの一部の種は魚類を専門に捕食します。イデやコイ科の魚類など多くの種は、個体が十分に大きくなると小魚を捕食します。モダーリーシェンなどの小型種でさえ、人工的な環境下ではカエルの幼生を食べるなど、機会主義的な捕食者です。
コイ科魚類の中には、ソウギョのように草食に特化した種もいれば、ナセのように藻類やバイオフィルムを食べる種、コクレンのようにカタツムリを専門に食べる種、そしてハクレンのように濾過摂食に特化した種もいる。そのため、コイ科魚類は、水生植物の抑制やカタツムリ媒介性疾患など、水生環境における様々な要因を制御するための管理手段としてしばしば導入される。
ほとんどの魚種とは異なり、コイ科魚類は一般的に富栄養湖で個体数が増加します。これは、コイ科魚類が藻類を捕食する動物プランクトンを効率的に食べることで、藻類の個体数を減少させ、生態系の正のフィードバックに貢献しているためです。
コイ科魚類は非常に重要な食用魚であり、ユーラシア大陸全域で漁獲および養殖されています。特に内陸国では、コイ科魚類は流れの速い河川を除くほとんどの水域で生物量の大部分を占めるため、しばしば主要な食用魚種となっています。東ヨーロッパでは、乾燥や塩漬けなどの伝統的な方法で調理されることがよくあります。安価な冷凍魚製品が普及したことで、以前ほど重要ではなくなりました。それでも、特定の地域では、食用、レクリエーションフィッシング、観賞用として依然として人気があり、何世紀にもわたってこの理由で池や湖に意図的に放流されてきました。[ 8 ]
コイ科の魚は、特に競技釣り（生物量と個体数の多さから）や、その大きさや力強さからコイ釣りで人気が高い。
コイ科の魚類は、食用、釣り、あるいは一部の害魚の生物的防除を目的として、本来の生息域外の水域に導入されてきた。その中でも特に重要なのは、例えばフロリダ州におけるコイ（Cyprinus carpio）とソウギョ（Ctenopharyngodon idella ）である。
特にコイは堆積物を巻き上げ、水の透明度を低下させ、植物の生育を困難にする可能性がある。[ 9 ] [ 10 ]
アメリカやオーストラリアでは、ミシシッピ川流域のアジアコイのように、外来種が在来魚と競合したり、環境を破壊したりする侵略的外来種となっている。
コイはオーストラリアの主要な害魚種であり、淡水環境、景観、農業経済に影響を与え、1960年代に野生で主要な害魚として定着した地域では在来魚の個体数を激減させることで生物多様性を破壊している。オーストラリア東部の主要な河川系であるマレー・ダーリング盆地では、魚類バイオマスの80～90パーセントを占めている。[ 11 ]
2016年、連邦政府は、コイヘルペスウイルス3（コイウイルス）を生物的防除剤として使用し、コイウイルス放出が実施された場合の産業および環境への影響を最小限に抑えることを調査する国家コイ防除計画に1,520万豪ドルを拠出すると発表した。当初は好ましい評価であったものの、[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] 2020年には、この計画は魚の繁殖力の高さから効果を発揮する可能性が低いことが判明した。 [ 15 ]
数多くのコイ科魚類が、水族館や養魚池の趣味において人気と重要性を増しており、最も有名なのは金魚です。金魚は中国で野生のキンギョ（Carassius auratus）から品種改良されました。1728年頃に初めてヨーロッパに輸入されましたが、もともとは西暦1150年頃には中国の貴族の間で非常に人気があり 、1502年に中国に伝わった後、日本にも伝わりました。金魚に加えて、日本では18世紀から今日まで、アムールコイが錦鯉（より正確には錦鯉。鯉は日本語で単に「一般的な鯉」を意味する）として知られる色鮮やかな観賞魚として品種改良されてきました。
観賞魚として人気のあるコイ科魚類には、ダニオ科、ラスボラ科、バルブ科などがあります。[ 16 ]大型種は、特に東南アジアの屋外池で数千匹単位で繁殖しており、これらの観賞魚の取引は商業的に非常に重要です。小型のラスボラ科とダニオ科は、コミュニティ水槽での人気において、カラシン科（テトラ）やカダヤシ科の卵胎生魚に匹敵するかもしれません。金魚や錦鯉以外で、アクアリストの間で最も人気のあるコイ科魚類には、チェリーバルブ、ハーレクインラスボラ、パールダニオ、レインボーシャーク、タイガーバルブ、ホワイトクラウドマウンテンミノーなどがあります。
これらの小型で飼育が容易なダニオニン類の代表的な種の一つがゼブラフィッシュ（Danio rerio ）である。ゼブラフィッシュは、脊椎動物、特に魚類の発生遺伝学を研究するための標準的なモデル種となっている。 [ 17 ]
生息地の破壊やその他の原因により、いくつかのコイ科魚類の野生個体数は危険なほど低いレベルにまで減少しており、すでに完全に絶滅した種もある。特に、北米南西部に生息するコイ科のLeuciscinae亜科の魚類は、20世紀初頭から中頃にかけての汚染と持続不可能な水利用によって深刻な影響を受けた。実際、世界的に絶滅したコイ目魚類の大部分は、米国南西部とメキシコ北部に生息していたLeuciscinae亜科のコイ科魚類である。
コイ科魚類の多様性が非常に大きいため、これまでその系統発生を十分に詳細に解明することは困難であり、多くの場合、亜科への分類は暫定的なものにとどまっています。いくつかの明確な系統が存在することは明らかです。たとえば、Cultrinaeと Leuciscinae は、正確な境界に関係なく、かなり近縁であり、Cyprininaeとは区別されますが、コイ科の全体的な系統分類と分類学は依然としてかなりの議論の対象となっています。多数の属はincertae sedisであり、その特徴が曖昧すぎたり、研究が不十分であったりするため、特定の亜科に確実に分類することはできません。[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]
解決策の一部は、繊細なラスボリン類が中核グループであり、進化上のニッチから大きく逸脱していない、あるいは数百万年にわたって共進化してきたマイナーな系統から構成されているということである。これらは現存するコイ科魚類の最も基底的な系統群の一つである。他の「ラスボリン類」は明らかにこの科の多様な系統群に分布している。[ 19 ]
ラベオニナ亜科やスクアリオバルビナ亜科のような提案された亜科の妥当性や範囲も依然として疑わしいが、後者は確かに明確な系統に対応しているように見える。しかし、時折見られる大型頭コイ科（Hypophthalmichthyinae）とXenocyprisのグループ化は全くの誤りであると思われる。後者は Cultrinae の一部である可能性が高い。[ 19 ]
完全に側系統群である「Barbinae」と議論のあるLabeoninaeは、Cyprininaeの一部として扱う方が適切かもしれない。これらは密接なグループを形成しているが、その内部関係はまだほとんどわかっていない。小型のアフリカ産「バルブ」は、 Barbus sensu stricto には属さない。実際、それらは典型的なバルブ類や典型的なコイ（Cyprinus）から、 Garra（後者を別種として認めるほとんどの人がLabeoninaeに分類している）からと同じくらい遠く離れており、したがって、まだ名前のない別の亜科を形成する可能性がある。しかし、前述のように、さまざまなマイナーな系統がこれにどのように結びつくかはまだ解決されていない。したがって、このような急進的な動きは、合理的ではあるが、おそらく時期尚早である。[ 18 ] [ 21 ]
西ユーラシアで大量に養殖されている重要な食用魚種であるテンチ（Tinca tinca）は、特異な存在である。最もよくLeuciscinaeに分類されるが、Leuciscinaeがかなり曖昧に定義されていた時代でさえ、テンチは常に他の魚とは一線を画していた。S7リボソームタンパク質イントロン1のDNA配列データの系統解析は、テンチが単型亜科を構成するのに十分なほど独自性を持っているという見解を支持している。また、東アジアの小型のAphyocypris、Hemigrammocypris、およびYaoshanicusに近い可能性も示唆している。これらの魚は、東中央アジアのコイ科魚類とほぼ同時期に分岐したと考えられ、おそらくその分岐が起こったと考えられる後期古第三紀にその地域の地形を大きく変えたアルプス造山運動の結果であろう。[ 20 ]
これらの魚のDNAに基づく分析では、ラスボリナエが基底系統であり、コイ科がレウシスキナエの姉妹クレードであるとされている。[ 22 ]アケイログナティナエ、ゴビオニナエ、レウシスキナエの亜科は単系統群である。
最近の研究では、コイ科、ダニオ科、ゼノキプリス科、その他多くの魚類がコイ科から分離されました。しかし、これらの分離があっても、コイ科は依然として最大の魚類科です。[ 2 ]
エシュマイヤーの魚類カタログでは、コイ科の亜科と属を次のように分類しています。 [ 23 ] [ 1 ] [ 24 ]
これほど大きく多様な科では、分類と系統発生は常に研究されており、新しい情報が発見されるにつれて代替の分類が作成されています。以下はコイ科魚類の系統発生です。[ 25 ] [ 24 ]クレード名は van der Laan 2017 によるものです。[ 26 ]
ウィキメディア・コモンズのコイ科に関連するメディアWikispecies のコイ科に関連するデータ