魚類プランクトン

魚類プランクトン（ギリシャ語：ἰχθύς, ikhthus、「魚」およびπλαγκτός, planktos、「漂流者」^[1]に由来）は、魚の卵および幼生である。それらは主に、水深200メートル未満の、表層または光層と呼ばれることもある、水柱の日光が当たる領域で発見される。魚類プランクトンはプランクトン性であり、つまり、自力で効果的に泳ぐことはできず、海流に乗って漂う必要がある。魚の卵はまったく泳げず、明らかにプランクトン性である。幼生の初期段階は泳ぎが下手だが、後期段階の幼生は泳ぎが上手になり、幼魚に成長するにつれてプランクトン性ではなくなる。魚類の幼生は、より小さなプランクトンを食べる動物プランクトンの一部であるが、魚の卵は独自の食料源を運ぶ。卵と幼虫はどちらも大型動物に食べられる。^{[2] [3]}

魚は大量の卵を産むことができ、それらはしばしば開放水柱に放出される。魚の卵の直径は通常約 1 ミリメートル (0.039 インチ) である。卵生魚の新しく孵化した幼魚は幼生と呼ばれる。幼生は通常未発達で、大きな卵黄嚢(栄養用) を持ち、幼魚や成魚とは外見が大きく異なる。卵生魚の幼生期間は比較的短く (通常数週間のみ)、幼生は急速に成長して外見と構造を変化させ (変態と呼ばれるプロセス)、幼魚になる。この遷移中に、幼生は卵黄嚢から動物プランクトン餌に切り替える必要があるが、このプロセスは通常、不十分な動物プランクトンの密度に依存するため、多くの幼生が餓死する。

魚類プランクトンは、水生生態系の状態と健全性を示す有用な指標となり得る。^[2]例えば、魚類プランクトンの後期幼生のほとんどは通常捕食されているため、魚類プランクトンは卵と初期幼生が優勢となる傾向がある。つまり、アンチョビやイワシなどの魚類が産卵しているとき、魚類プランクトンのサンプルは産卵量を反映し、魚類の相対的な個体数の指標となる可能性がある。^[3]成魚の個体数の増減は、成魚自体をモニタリングするよりも、それらに関連する魚類プランクトンをモニタリングする方が迅速かつ敏感に検​​出できる。また、卵と幼生の個体数の傾向をサンプリングする方が、成魚の個体数の傾向をサンプリングするよりも通常は簡単で費用対効果が高い。^[3]

プランクトンへの関心は、19世紀にイギリスとドイツで始まった。研究者らが海に微生物が存在し、目の細かい網で捕獲できることを発見したのがきっかけだった。研究者らはこれらの微生物について記述し、さまざまな網の構成をテストし始めた。 ^[3]魚類プランクトンの研究は、ノルウェー政府が海洋生物学者 G. O. サースにノルウェー沿岸の漁業の調査を委託した1864年に始まりました。サースは魚卵、特にタラの卵が水中を漂っているのを発見しました。これにより、魚卵は他のプランクトンのように外洋性で、開放水柱に生息する可能性があることが判明しました。^{[4] 20世紀初頭頃、魚類プランクトンを}定量的にサンプリングすれば、産卵魚の相対的な大きさや豊富さがわかることが明らかになり、魚類プランクトンに関する研究への関心はより一般的になりました。^[3]

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  ペアVET牽引
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  ボンゴ牽引
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  プランクトンサンプルの採取

研究船は目の細かい網を使って海から魚類プランクトンを採集します。船は網を海上で曳航するか、海水を船上に汲み上げて網に通します。^[5]

• プランクトン曳航には多くの種類がある: ^[5]

• ニューストンネットトウは、長方形のフレームに取り付けられたナイロンメッシュネットを使用して、水面上または水面直下で行われることが多い。
• 魚卵の採取に使用されるPairoVET曳航網は、静止した調査船から約70メートルの海中に網を下ろし、その後、それを船まで引きずり戻す。
• リングネットトウは、円形のフレームに取り付けられたナイロンメッシュネットです。これらは主にボンゴネットに置き換えられており、二重ネット設計により重複サンプルが提供されます。
• ボンゴ トウは、ボンゴ ドラムのような形をした網を移動中の船から引きずり出します。網は多くの場合、約 200 メートルまで下げられ、その後、引きずりながら水面まで浮上します。このようにして、ほとんどの魚類プランクトンが見つかる光合成層全体にわたってサンプルを収集できます。
• MOCNESSトウとタッカートロールは、プランクトンの垂直分布に関する洞察を提供するために、個別の深さで機械的に開閉する複数のネットを使用しています。
• マンタトロール漁は、移動する船から水面に沿って網を曳き、水面に生息するイシダイ、シイラ、トビウオなどの幼生を採集します。

曳航後、プランクトンはホースで網の底まで流され、収集されます。その後、サンプルは保存液に入れられ、研究室で分類および識別されます。^[5]

• プランクトンポンプ：魚類プランクトンを採取する別の方法は、連続航行中魚卵サンプラー（図参照）を使用することです。約3メートルの深さから水をポンプで船に送り込み、網で濾過します。この方法は船が航行中でも使用できます。^[5]

魚類プランクトンの研究者は、一般的に1984年にケンドールらによって導入された用語と発達段階を使用している。^[3]これは3つの主要な発達段階と2つの移行段階から構成される。^[6]

イオン細胞（以前はミトコンドリアに富む細胞または塩化物細胞と呼ばれていた）は、魚類の体内で最適な浸透圧、イオン、酸塩基レベルを維持する役割を担っています。^[7]イオン細胞は通常、成魚の鰓内に存在します。しかし、胎児や幼生の魚類は鰓がないか未発達であることが多いです。その代わりに、イオン細胞は幼生の皮膚、卵黄嚢、鰭に沿って存在します。^[8]成長が進み鰓が発達するにつれて、イオン細胞は鰓弓や鰓弁に存在します。^{[9] [10]}幼生の魚類では、イオン細胞の数、大きさ、密度は、相対的なイオン細胞面積として定量化することができ、これは生物の浸透圧、イオン、酸塩基容量の代理として提案されています。^{[9] [11]}イオン細胞は可塑性があることも知られています。イオン細胞の頂端開口部は活動が活発な時期に広がることがあり^[9]、環境ストレスの時期には鰓板に沿って新しいイオン細胞が発生することがあります。^{[12]基底膜には}Na ⁺ /K ⁺ -ATPaseが豊富に存在するため、免疫組織化学を使用してイオン細胞を見つけることができることがよくあります。^[12]

魚の加入は、仔魚の生存によって調整されています。生存は、餌の豊富さ、捕食、および水文学によって調整されています。魚の卵と仔魚は、多くの海洋生物に食べられます。^[13]たとえば、カイアシ類、ヤムシ、クラゲ、端脚類、海洋巻貝、 オキアミなどの海洋無脊椎動物に食べられることがあります。^{[14] [15]}海洋無脊椎動物は非常に豊富であるため、全体的な死亡率が高くなります。^[16]成魚も魚の卵と仔魚を捕食します。たとえば、1922年には、ハドックがニシンの卵を食べて満足しているのが観察されました。 ^{[14]別の研究では、ニシンの産卵場で}タラの胃の中に20,000個のニシンの卵があるのが見つかり、タラは総産卵数の半分を捕食できると結論付けられました。^[17]魚は自分の卵も共食いします。例えば、別の研究では、北方アンチョビ（Engraulis mordax）が卵個体群の死亡率の28%を占めていることが分かりました^[18]。一方、ペルーアンチョビは10%を占め^[18]、南アフリカアンチョビ（Engraulis encrasicolus）は70%を占めています^{[13] 。}

最も効果的な捕食者は、捕食する幼生の約10倍の長さです。これは、捕食者が甲殻類、クラゲ、魚類のいずれであっても当てはまります。^[19]

魚の幼生は、まず短距離を水柱に沿って上下に泳ぐ能力を発達させます。その後、より長い距離を水平に泳ぐ能力を発達させます。これらの遊泳能力の発達は、幼生の分散に影響を与えます。^[21]

2010年、科学者グループは、魚の幼生が海流に乗って漂い、遠く離れた場所で魚の群れを再び繁殖させることができると報告しました。この発見は、科学者が長い間疑っていたものの証明できなかった、魚の個体群が幼生の漂流のプロセスを通じて遠くの個体群とつながる可能性があることを初めて実証しました。^[20]

彼らが調査対象に選んだ魚はキバハギだった。なぜなら、この魚の幼生は適当な岩礁を見つけると、一生その地域に留まるからである。したがって、この魚が生まれた場所からかなりの距離を移動できるのは、漂流幼生としてのみである。^{[22]熱帯のキバハギは、}水族館業界で非常に人気がある。1990年代後半までに、この魚の資源は崩壊しつつあったため、この魚を救うために、ハワイ沖に9つの海洋保護区（MPA）が設定された。現在、幼生漂流のプロセスを通じて、MPAの魚はさまざまな場所に定着し、漁業は回復しつつある。 ^{[22] 「海洋保護区内で産卵した魚の幼生は、流れに乗って漂い、遠く離れた漁場に魚を供給できることを私たちは明らかにした」と、著者の一人である}海洋生物学者のマーク・ヒクソンは述べた。 「これは、成功した海洋保護区がその境界を越えて漁業を維持できることを示す単なるモデルではなく、直接的な観察である。」^[22]

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  受精後約1か月のCoregonus maraenaの卵
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  ブタハギの卵
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  さまざまな発育段階にあるサケの卵。
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  オスの金魚は産卵中のメスを励まし、精子を放出して卵子を体外受精させる。
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  数日のうちに、脆弱な金魚の卵は孵化して幼虫となり、急速に稚魚へと成長します。

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  太平洋タラの幼生
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  ウォールアイの幼生
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  クロマグロの幼生
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  チョウザメの幼生

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  大西洋ニシンの卵と孵化したばかりの幼生
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  一滴の水の中にいる孵化したてのニシンの幼生とマッチの頭を比較した図。
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  ニシンの幼生の初期段階を、卵黄の残骸とともにその場で撮影
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  マンボウの幼生（体長2.7mm ）
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  ハコフグの幼生

• Ahlstrom, Elbert H. および Moser, H. Geoffrey (1976)「魚類の卵と幼生および漁業における体系的調査におけるその役割」Revue des Travaux de l'Institut des Pêches Maritimes、40 (3-4): 379–398。
• Balon, Eugene K. (1990)「エピジェ​​ネティクス専門家のエピジェネシス：魚類の初期発生と進化に関するいくつかの代替概念の開発」Guelph Ichthyology Reviews、1：1–48。
• Blaber, Stephen JM (2000) 熱帯河口魚類：生態、利用、保全 John Wiley and Sons、153～156 ページ。ISBN 978-0-632-05655-2。 
• Browman, Howard I. および Skiftesvik, Anne Berit (2003) The Big Fish Bang: Proceedings of the 26th Annual Larval Fish Conference Institute of Marine Research. ISBN 978-82-7461-059-0 . 
• Finn, Roderick Nigel および Kapoor, BG (2008) 魚類幼生生理学 Science Publishers. ISBN 9781578083886 . 
• Cowan, JH, Jr. および RF Shaw (2002)「Recruitment」第 4 章、pp. 88–111。LA Fuiman および RG Werner (編) Fishery Science: The unique contributings of early life stages、John Wiley and Sons。ISBN 978-0-632-05661-3。+ 
• Chambers RC および Trippel EA (1997)「魚類個体群の初期生活史と加入」Springer。ISBN 978-0-412-64190-9。 
• Houde ED (2010)「魚の幼生」286～295ページ。JH Steele、SA Thorpe、KK Turekian共著、Marine Biology、Academic Press。ISBN 978-0-08-096480-5。 
• Kendall Jr.、Arthur W. (2011) 海産魚の卵と幼生の同定、東海大学出版会、2011 年。ISBN 978-4-486-03758-3。 
• ミラー、ブルース S. およびケンドール、アーサー W. ( 2009) 海洋魚類の初期生活史 カリフォルニア大学出版局。ISBN 978-0-520-24972-1。 
• Miller TJ (2002)「集団、コミュニティ、種の相互作用」183～ 205ページ。Lee A. FuimanとRobert G. Werner著『水産科学：初期ライフステージのユニークな貢献』John Wiley and Sons。ISBN 978-0-632-05661-3。 
• 魚類プランクトン情報システム アラスカ水産センター、NOAA。
• アメリカ水産協会の初期生活史セクション。
• コロラド州立大学幼生魚研究所。
• 魚の卵と幼生の研究における最近の進歩 Archived 4 March 2016 at the Wayback Machine Sci. Mar. , 70S2: 2006.
• 幼生および幼魚期の魚のガイドとキー、コロラド州立大学ワーナー自然資源学部。

ウィキメディア・コモンズには、魚類プランクトンに関連するメディアがあります。

• SEAFDEC-MFRDMD小西 義信氏による魚類プランクトン調査手法のプレゼンテーション。
• シーモア孵化場でのサケの卵の孵化のYoutube動画。