プランクトン食動物

プランクトン食動物は、動物プランクトンや植物プランクトンなどのプランクトン性食物を食べる水生生物です。^{[1] [2]}プランクトン食生物には、現在および過去数十億年にわたって地球上で最小から最大の多細胞動物が含まれます。ウバザメやコペポーダ類は、プランクトンを食べる巨大生物と微小生物のほんの一例です。^[3]

プランク食は、水生および海洋システムにおける栄養段階のカスケードに寄与するトップダウン制御の重要なメカニズムとなり得る。 ^{[4] [5]}プランク食動物が獲物を捕獲するために利用する摂食戦略と行動には、非常に多様なものがある。^{[6] [4] [7]}プランク食動物の中には、潮流や海流を利用して河口と沿岸水域の間を移動するものもある。^[8]他の水生プランク食動物は、多様なプランクトン群集が存在する湖や貯水池に生息したり、獲物を探して水柱内を垂直に回遊したりする。^{[9] [5] [10] [11]}プランク食動物の個体群は、捕食圧を通じてプランクトン種の個体数や群集構成に影響を与える可能性があり、^[12]プランク食動物の移動は、底生生息地と浮遊生息地間の栄養素輸送を促進する。^[13]

プランクトン食動物は海洋および淡水システムにおいて、一次生産者と食物連鎖の残りの部分を結びつける重要なリンクです。気候変動が世界中の海洋に悪影響を及ぼすため、プランクトン食動物は食物連鎖や餌の入手可能性の変化を通じて直接影響を受けることがよくあります。^[14]さらに、有害藻類ブルーム（HAB）は多くのプランクトン食動物に悪影響を及ぼし、植物プランクトンからプランクトン食動物に有害な毒素を移し、食物連鎖の上位にまで及ぶ可能性があります。^[15]観光業や漁業での商業利用を通じて人類にとって重要な収入源となっているため、プランクトン食動物として知られるこれらの多様な動物を保護するために、世界中で多くの保全活動が行われています。^{[16] [17] [7] [18]}

プランクトンは、海流に逆らって活発に泳ぐことができないあらゆる種類の生物として定義され、そのため潮汐や海流の物理的な力によって運ばれます。^[19] 植物プランクトンは海洋食物連鎖の最も低い栄養段階を形成し、光エネルギーと物質を捕らえて何十万種類ものプランクトン食動物に食物とエネルギーを提供します。^[20]植物プランクトンは光と豊富な栄養素を必要とするため、通常は光線が水を透過できる表層水に生息します。^{[19]植物プランクトンを維持する栄養素には、硝酸塩、リン酸塩、ケイ酸塩、カルシウム、鉄などの微量栄養素が含まれますが、すべての植物プランクトンがこれらすべての栄養素を必要とするわけではなく、栄養素の利用可能性の違いが植物プランクトンの}種の構成に影響を与えます。^{[21] [20]}このクラスの微小な光合成生物には、珪藻類、円石藻類、原生生物、シアノバクテリア、渦鞭毛藻類、およびその他の微細藻類が含まれます。^[20]植物プランクトンは細胞内の色素を介して光合成を行います。植物プランクトンは、種に応じて、クロロフィルだけでなく、フコキサンチン、クロロフィルc、アロキサンチン、カロテノイドなどの他の補助的な光合成色素も使用できます。 ^{[22] [19]}光と栄養素の環境要件のため、植物プランクトンは大陸縁辺部、赤道、高緯度、および栄養豊富な地域で最も一般的に見られます。^{[20]これらはまた、海洋の深部まで炭素を輸送する}生物ポンプ の基礎を形成します。

動物プランクトン（「動物園」は「動物」を意味する^[23]）は、一般的に他の生物を食物として消費する。^[24]動物プランクトンは、植物プランクトンまたは他の動物プランクトンを消費するため、プランクトン食動物の中で最も小さいクラスである。^[18]動物プランクトンはほとんどの海洋浮遊環境に共通しており、一次生産者から海洋食物連鎖の残りの部分にエネルギーを伝達する、食物連鎖の重要なステップとして機能する。^[25]動物プランクトンの中には、一生プランクトンのままでいるものもあれば、最終的には流れに逆らって泳げるほど大きくなるものもある。例えば、魚はプランクトンの幼生として生まれるが、泳げるほど大きくなると、もはやプランクトンとは見なされなくなる。^[26]多くの分類群（魚類、オキアミ、サンゴなど）は、生涯のある時点で動物プランクトンである。^[26]例えば、カキはプランクトンの幼生として始まる。この段階では動物プランクトンとみなされ、植物プランクトンを消費します。成体になると、カキは植物プランクトンを消費し続けます。^[27]トゲオイゲンノミはプランクトン食性無脊椎動物のもう1つの例です。^[28]

動物プランクトンの最大の群集のいくつかは、東ベーリング海のような高緯度地域に存在し、カリフォルニア海流やメキシコ湾にも動物プランクトンが密集している地域が存在します。^[25]動物プランクトンはプランクトン食動物の一般的な餌食です。動物プランクトンは寿命が比較的短いため、環境の変化に非常に急速に反応するため、科学者は動物プランクトンの動態を追跡して、より大規模な海洋食物連鎖や環境で何が起こっているかを理解することができます。^[25]より大きな動物プランクトン群集における特定の動物プランクトンの相対的な比率も、環境の変化（例：富栄養化）を示す可能性があり、それは重大なものとなる可能性があります。^{[29]たとえば、五大湖での}ワムシの増加は、異常に高い栄養素レベル（富栄養化）と相関しています。^[30]

多くの魚類は、そのライフサイクルの全体または一部でプランクトン食性であり、これらのプランクトン食性の魚類は人間の産業にとって重要であるだけでなく、海鳥や魚食性の魚類など環境中の他の生物の餌食でもある。^[31]プランクトン食性魚類は熱帯生態系の大きな構成要素であり、インド・オーストラリア諸島では、ある研究で1つの研究対象グリッドセルで350種のプランクトン食性の魚類が特定され、この地域の魚類全体の27%がプランクトン食性であることが判明した。^[32]この世界的な研究では、世界的にサンゴ礁の生息地にはプランクトン食性の魚類が不釣り合いなほど多く生息していることが判明した。^[32]他の生息地では、プランクトン食性の魚類の例には、カラフトマス、イワシ、イワシ、ギンザケなど多くの種類のサケが含まれる。^{[31] [33] [34]}古代のシステムでは（詳細は下記を参照）、タイタニクティスは初期の大型脊椎動物の浮遊性プランクトン食動物であり、現代のウバザメ、クジラザメ、メガマウス ザメ（これらもすべてプランクトン食動物）と似た生活様式を持っていました。^[3]

海鳥もプランクトン食性であり、コウミスズメ、カンムリウミスズメ、ウミスズメ、ヒメウズラ、そして多くのペンギンはすべて鳥類プランクトン食性の例である。^{[16] [34]}プランクトン食性の海鳥は、その動態が気候変動の影響など、多くの栄養段階に影響を与えるプロセスを反映することが多いため、生態系の状態の指標となり得る。^[35] シロナガスクジラやホッキョククジラ、カニクイアザラシ（Lobodon carcinophagus ）などの一部のアザラシもプランクトン食性である。^{[17] [36]}シロナガスクジラは、これまで考えられていたよりもはるかに多くのプランクトンを消費することが最近判明し、海洋の生物地球化学的循環の重要な要素となっている。^[17]

前述のように、いくつかのプランクトン群集はよく研究されており、環境の変化に非常に迅速に反応します。異常なプランクトンの動態を理解することで、プランクトン食性種やより大きな海洋食物連鎖への潜在的な影響を解明することができます。^{[37] [29]}

よく研究されているプラ​​ンクトン食動物の1種に、コシャッド（Dorosoma cepedianum）があります。この動物は、そのライフサイクルを通じて様々な形態のプランクトンを貪欲に食べます。^{[38] [31]}プランクトン食動物は、プランクトンしか食べられない絶対プランクトン食動物と、プランクトンがあればそれを食べますが他の種類の食物も食べる通性プランクトン食動物のいずれかです。コシャッドの場合、口が非常に小さいこともあり、幼生や若魚のときは絶対プランクトン食動物です。コシャッドの幼生は、生息地内に小型の動物プランクトンが十分な量存在する場合に最も成功します。^[12]成長すると、コシャッドは雑食性になり、植物プランクトン、動物プランクトン、およびより大きな栄養価の高いデトリタスを食べます。成魚のコシャッドは、動物プランクトンが不足するまで大量の動物プランクトンを消費し、その後は有機残骸を食べ始める。幼魚やニシンも、よく研究されている絶対プランクトン食動物の例であるが、マンボウなどの魚はプランクトンと他の食物源を交互に食べることができる（つまり、通性プランクトン食動物である）。通性プランクトン食動物は、より日和見主義的である傾向があり、多くの種類の食物源がある生態系に生息する。^[7]絶対プランクトン食動物は獲物の選択肢が少なく、通常、生産性の高い湧昇域など、プランクトンが優勢な海洋浮遊生態系に限定される。^[7]

プランクトン食動物は、絶対的か条件的かを問わず、さまざまな方法で食物を得ます。粒子食動物は、プランクトンを特定して水柱内で追いかけることで、プランクトンを選択的に食べます。[ ^7] 濾過摂食動物は、以下に説明するさまざまなメカニズムを介して体内で大量の水を処理し、食べ物をまとめて濾過するか、水が通過するときに食べ物の粒子を取り除きます。「トウネット」濾過摂食動物は口を開けて素早く泳ぎ、水を濾過しますが、「ポンピング」濾過摂食動物はポンピング動作で水を吸い込みます。魅力的なフラミンゴはポンピング濾過摂食動物で、筋肉質の舌を使って嘴の特殊な溝に沿って水を汲み上げ、プランクトンを回収すると水を汲み戻します。^[39]別の濾過摂食プロセスでは、サンゴなどの静止動物は触手を使って水柱からプランクトン粒子をつかみ、口の中に移します。^[40]水柱からプランクトンを除去するための興味深い適応が数多くあります。ウミウシ科の鳥は、表面張力を利用して獲物の粒子を口に運び、飲み込む。この鳥は、くちばしの中に浮かぶ水滴に含まれるプランクトン粒子を一つ一つ捕らえる。そして、くちばしを素早く開くという一連の動作で、獲物を包んでいる水滴の表面積を増やす。水滴を伸ばすという動作で、最終的に水と獲物は喉の奥に押し込まれ、そこで食べられるようになる。^[37]また、この鳥は水面で回転し、独自の渦を作り出して獲物をくちばしの近くに引き寄せる。^[37]

いくつかの種は積極的にプランクトンを捕食する。前述のように、深い外洋などの特定の生息地では、プランクトン食性のウバザメ（Cetorhinus maximus）が水柱を上下する獲物の動きを細かく追跡する。^[11]メガマウスザメ（Megachasma pelagios）もプランクトン食性の種であり、水柱内での獲物プランクトンの動きを真似た同様の摂食戦略を採用している。^[41]積極的な狩猟と同様に、カイアシ類などの一部の動物プランクトンは待ち伏せ型のハンターであり、水柱内で獲物が射程内に来るのを待ち、素早く攻撃して食べます。^[42]魚の中には生涯を通じて摂食戦略を変えるものもいる。大西洋メンハーデン（Brevoortia tyrannus）は、幼少期は絶対濾過摂食者であるが、成長すると粒子摂食者になる。^[7]カタクチイワシ（Engraulis mordax ）のような一部の魚は、獲物や環境条件に応じて摂食行動を変えることができます。^[7]また、一部の魚は、プランクトンとの接触率を高め、同時に捕食を防ぐために、摂食時に群れをなします。^[7]一部の魚は、プランクトンを捕食するのに役立つ内部濾過構造である鰓熊を持っています。^[6]鰓熊の量は、プランクトン食性だけでなく、消費されるプランクトンの典型的なサイズを示す可能性があり、鰓熊の構造と消費されるプランクトンの種類の間には相関関係があります。^[6]

プランクトンの化学組成は非常に多様で、それが食料源としての栄養価に影響を与えます。^[43]科学者たちは、プランクトンの種類によって栄養価がどのように異なるかをまだ理解しているところです。たとえば、珪藻類の栄養価は議論の的となっています。^[43]プランクトン内のリンと窒素と炭素の比率によって、その栄養価が決まります。生物内の炭素がこれら2つの要素に比べて多くなると、プランクトンの栄養価は低下します。 ^{[43]さらに、}多価不飽和脂肪酸の量が多いプランクトンは、通常、エネルギー密度が高くなります。^{[43] [44]}

プランクトンの栄養価は、プランクトン食性の種の栄養ニーズに依存することがあります。魚類の場合、プランクトンの栄養価はドコサヘキサエン酸、長鎖多価不飽和脂肪酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸に依存しており、これらの化学物質の濃度が高いほど栄養価が高くなります。^[44]しかし、プランクトン餌の脂質は仔魚に必要な唯一の化学物質ではありません。Malzahn et al. ^{[45] は}、脂質濃度による成長改善を実現するには、リンなどの他の栄養素が必要であることを発見しました。さらに、仔魚にとっては餌の栄養価が餌の量よりも重要であることが実験的に示されています。^[45]気候変動により、プランクトンの栄養価が低下する可能性があります。Lau et al. ^[44]は、気候変動の結果としての温暖化と湖の無機栄養素の枯渇により、プランクトン群集の栄養価が低下したことを発見した。

プランク食は、現在も過去も地球上で最も大きな生物の一部に共通する摂食戦略である。^[3]パキコルム類のような中生代の巨大な生物は、最近プランク食であることが確認された。^[3]このグループの個体の中には、体長が9フィートを超えるものもあった。^[3]また、科学者らは最近、別の古代生物の化石化した遺体を発見した。彼らはこれを「ニセメガマウス」（Pseudomegachasma ）ザメと名付けたが、このザメは白亜紀に濾過摂食していた可能性が高い。 ^[46]この新しい発見により、プランク食は収斂進化の例として明らかになり、異なる系統が同様の食性のニッチを満たすように進化した。^[46]言い換えれば、ニセメガマウスとそのプランク食は、上記のメガマウスザメ、ジンベイザメ、ウバザメなどの現代のサメのプランク食の祖先とは別に進化した。^[46]

北極圏は、多くの種類のプランクトン食性種を含む生産的な生態系を支えている。プランクトン食性のカラフトマスは北極圏とベーリング海峡によく見られ、北太平洋亜北極圏の植物プランクトンと動物プランクトンの動態の構造に大きな影響を及ぼしていると示唆されている。 ^[36]餌の種類の変化も観察されており、北極圏北部ではサケは一般的に魚食性（他の魚を食べる）であるが、南極圏とベーリング海峡ではプランクトン食性である。^[36] カラフトシシャモ（Mallotus villosus）も北極圏の大部分に分布しており、プランクトン食性の食事の結果として、動物プランクトンの個体数に大きな影響を及ぼしている可能性がある。^[41]カラフトシシャモは、他の種類の好ましいプランクトン源が利用しにくくなると、卵を食い合うことも観察されている。あるいは、この行動は産卵の増加により消費される卵が環境中に増えるためである可能性がある。^[41] ホッキョクダラも重要な動物プランクトン消費者であり、この地域の動物プランクトンの群れを追っているようです。^[36]北極では、ウミツバメや多くの種類のウミスズメなどのプランクトン食性の鳥も非常に一般的です。 ^[36] コアビは最も一般的な北極のプランクトン食種です。陸上で繁殖するため、そのプランクトン食性は海洋と陸上の栄養貯蔵の間に重要なつながりを作り出します。^[47]このつながりは、コアビが海で海洋由来の栄養素を含むプランクトンを消費し、繁殖過程で栄養豊富な老廃物を陸上に排出することで形成されます。^[47]

淡水湖沼システムでは、プランクトン食は栄養段階のカスケードの重要な推進力となり、最終的には植物プランクトンの生産に影響を及ぼします。 ^[5 ]これらのシステムでは、魚類は植物プランクトンの個体数を制御する動物プランクトンを捕食することで、植物プランクトンの生産性を高めることができます。^[5]これはトップダウンの栄養段階制御の一例であり、魚類などの高次栄養段階の生物が植物プランクトンなどの低次栄養段階の生物の個体数を制御してしまいます。^[48]プランクトン食生物による一次生産のこのような制御は、米国中西部の湖沼システムの機能において重要です。^[5]魚類は多くの場合、最も影響力のある動物プランクトンの捕食者であり、ニューファンドランドではイトヨ（Gasterosteus aculeatus）が動物プランクトンを大量に捕食しています。^[45]温帯の湖沼では、コイ科やセントラルコ科の魚類はプランクトン食動物群集によく見られます。^[45]プランクトン食動物は、特定の湖沼システムの生物に大きな競争圧力をかけることがあります。たとえば、アイダホ州の湖沼では、外来種のプランクトン食性無脊椎動物のエビであるMysis relicta が、在来種の陸封型プランクトン食性のサケであるコカニーと競合しています。^[5]サケは栄養循環において重要なため、温帯の湖沼システムで魚類が失われると、広範囲にわたる生態学的影響につながる可能性があります。この例では、そのような魚類の減少により、 Mysis relictaによるプランクトンに対する無制限の捕食が発生する可能性があります。^[5]プランクトン食動物は、人工の貯水池でも重要です。より深く冷たい自然の湖とは対照的に、貯水池はより暖かく、より浅く、異なる生態系のダイナミクスを持つ大きく改変された人工システムです。^[12]前述の絶対プランクトン食性のギザードシャッドは、多くの貯水池システムで最も一般的な魚です。^[12]

深海のような亜北極の特定の生息地では、プランクトン食性のウバザメは、深海の水柱を上下に移動する獲物の動きを詳細に追跡します。^[11]メガマウスザメなどの他の種も、プランクトン獲物の水柱内の動きを反映する同様の摂食戦略を採用しています。^[49]亜北極の湖では、ホワイトフィッシュ（Coregonus lavaretus）の特定のモルフがプランクトン食性です。遠洋性のホワイトフィッシュは主に動物プランクトンを食べ、同じ種の他の非プランクトン食性モルフよりも摂食を強化するためにより多くの鰓耙を持っています。^[50]

主な制限栄養素は窒素とリンの間でシフトします。これは食物網の構造の変化の結果として生じ、水生生態系における一次生産と二次生産を制限します。^{[14] [51]}このような栄養素の生物学的利用能は、プランクトン種のバイオマスと生産性の変動を引き起こします。^[51]プランクトン食性の魚種のN：P排泄の変動により、消費者主導の栄養素循環は栄養素の利用可能性の変化をもたらします。^{[12] [14]}動物プランクトンを食べることで、プランクトン食性の魚は獲物からリンを放出し、栄養素の循環率を高めることができます。^{[14] [52]}プランクトン食性の魚は、排泄を通じて生物学的に利用可能なリンの濃度を高めることで、シアノバクテリアを栄養素制限から解放する可能性があります。^[52]プランクトン食魚類の存在は堆積物をかき乱し、その結果、植物プランクトンが利用できる栄養素の量が増加し、植物プランクトンの栄養素需要がさらに高まる可能性がある。^[52]

プランクトン食は、トップダウンの栄養段階制御を通じて、プランクトン種の成長、個体数、群集構成に重要な役割を果たす。例えば、湖沼系では大型動物プランクトンが小型種に対して競争優位に立つため、プランクトン食魚がいない場合は、餌の入手可能性と放牧効率が高まり、大型種が優勢になる。^[53]一方、プランクトン食魚が存在すると、捕食によって動物プランクトンの個体数が減り、餌の入手可能性が制限され、サイズ選択的捕食が影響を受けるため、群集構成は小型動物プランクトンにシフトする（サイズ選択的捕食に関する詳細については、 「捕食」ページを参照）。 ^{[54] [53]}プランクトン食魚による捕食は、動物プランクトンの放牧を減らし、その結果、植物プランクトンの一次生産とバイオマスを増加させる。^[54]動物プランクトンの個体数と成長率を制限することで、餌が不足するため絶対動物プランクトン食動物がその地域に移動する確率が低くなります。例えば、貯水池にコイ科の魚類がいると、他のプランクトン食動物の動員に強い影響を与えることが観察されています。^[12]湖沼生態系では、栄養塩の制限による魚類の動員数と死亡率の変動も観察されています。^[55]

魚食性は、プランクトン食動物の群集構成に影響を与えることで、プランクトン種に同様のトップダウン効果をもたらす可能性がある。プランクトン食魚の個体数は、海洋哺乳類や水生鳥などの魚食動物による捕食によっても影響を受ける可能性がある。例えば、ガトゥン湖のプランクトン食性小魚は、ピーコックバス（Cichla ocellaris）の導入後、急速に個体数が減少した。^[53]しかし、プランクトン食魚種の個体数が減少すると、別の種類のプランクトン食動物である動物プランクトンの個体数が増加する。湖の生態系では、一部の魚が最初は動物プランクトン食動物として行動し、その後魚食動物として行動することが観察されており、連鎖的な栄養相互作用に影響を与えている。^[55]

海洋生物群集における動物プランクトンによるプランクトン食圧（前述のようにトップダウン制御）は、植物プランクトンの生産性に大きな影響を与えます。^[4]動物プランクトンは、植物プランクトンに最も大きな摂食圧をかけるため、植物プランクトンの季節的動態を制御できます。また、環境条件に応じて摂食戦略を変更し、季節の変化をもたらすこともあります。^[4]たとえば、カイアシ類は、外部条件と餌の豊富さに応じて、獲物を待ち伏せしたり、水流を利用して獲物を捕らえたりすることができます。^[4]動物プランクトンが及ぼすプランクトン食圧は、多くの植物プランクトンが同様の生態学的地位を占めているにもかかわらず、植物プランクトンの多様性を説明できます（この生態学的難問に関する詳細については、「プランクトンのパラドックス」ページを参照してください）。^{[4] [56]}

栄養段階のコントロールの注目すべき例としては、プランクトン食動物が河口や沿岸水域のカニの幼生の種の分布に影響を与える能力を持っていることが挙げられます。プランクトン食動物でもあるカニの幼生は河口内で孵化しますが、一部の種はその後、捕食者の少ない沿岸に沿った水域への移動を開始します。これらのカニの幼生は、底生生物になりプランクトン食動物ではなくなると、潮流を利用して河口に戻ります。^[8]プランクトン食動物は、幼少期を河口内で過ごす傾向があります。これらの幼魚は、年間を通じて暖かい時期を通してこれらの地域に生息する傾向があります。年間を通じて、河口内のプランクトンのリスクは変化し、8月から10月にかけてリスクが最も高く、12月から4月にかけて最も低くなります。これは、このシステムではプランクトン食が夏季に最も高くなるという理論と一致しています。プランクトン食のリスクは、このシステム内のプランクトン食動物の数と強く相関している。^[8]

消費者は、異なるリサイクル率を介して栄養素の比率を変更することにより、生態系における一次生産を調整できます。^[55]栄養素の輸送はプランクトン食性の魚類に大きく影響されます。プランクトン食性の魚類は、底生生息地と浮遊生息地の間で栄養素をリサイクルおよび輸送します。^[13]底生魚類によって放出された栄養素は、浮遊水域の総栄養素含有量を増加させる可能性があります。これは、輸送される栄養素がリサイクルされる栄養素と根本的に異なるためです。^{[12]さらに、プランクトン食性の魚類は、生物}撹乱によって堆積物をかき乱すことで、栄養素の輸送と総栄養素濃度に大きな影響を与える可能性があります。濾過摂食性のプランクトン食動物による堆積物近くの生物撹乱による栄養素循環の増加は、栄養素濃縮を介して植物プランクトンの個体数を増加させる可能性があります。^{[12] [13] [57]}サケは海洋環境で成長するにつれて海洋栄養素を蓄積し、それを産卵のために元の川に戻します。これらが分解されるにつれて、淡水の流れは栄養分が豊富になり、生態系の発達に貢献します。^[58]

栄養素やプランクトンの物理的な輸送は、海洋生態系内のコミュニティ構成や食物連鎖の構造に大きな影響を与える可能性があります。沿岸地域では、プランクトン食動物や魚食動物は海流の変化に非常に敏感であることが示されていますが、動物プランクトンの個体群は捕食圧のレベルに影響を受けません。^[59]

いくつかの海洋システムでは、プランクトン食は、植物プランクトンの大量発生の期間と範囲を制御する重要な要因となり得る。^[60]植物プランクトンの群集と成長率の変化は、存在する摂食圧の量を変えることができ、摂食圧は水柱内の物理的要因によっても弱められる可能性がある。^[60]科学者のマイケル・ベーレンフェルドは、海洋の混合層（活発な混合によって物理的および化学的に均質化された表面近くの垂直領域）が深くなると、プランクトン食動物とプランクトンが互いに空間的に離れるため、プランクトン食動物とプランクトンの摂食相互作用が減少すると提唱した。^[60]この空間的な距離によって植物プランクトンの大量発生が促進され、最終的にはプランクトン食動物による摂食率が低下する。物理的変化と摂食圧の変化はどちらも、植物プランクトンの大量発生の場所と時期に大きな影響を及ぼす。^[60]水柱内の物理的プロセスによる混合層の浅化は、逆にプランクトン食動物の摂食を激化させる。^[60]

有害な藻類の異常発生は、毒素を産生する植物プランクトンが大量発生したときに起こる。存在する魚類や濾過摂食動物などのプランクトン食動物は、植物プランクトンを摂取する可能性が高く、これは植物プランクトンが彼らの食事、または彼らの獲物の食事の大部分を占めるためである。食物連鎖の底辺に近いこれらのプランクトン食動物は有害な毒素を摂取するため、捕食者がこれらの魚類を摂取すると、その毒素は食物連鎖の上位に移動する。^[61]ここで示した栄養段階を通じて一部の毒素の濃度が上昇することを生物蓄積と呼び、これは致命的ではない行動の変化から大型海洋動物の大量死まで、さまざまな影響につながる可能性がある。人間の健康への懸念とカキのサンプル採取の容易さから、貝類の監視プログラムが実施されている。魚の中には、大西洋ニシン（Clupea harengus）やニシン科のように植物プランクトンを直接食べるものもあれば、有害な藻類を食べる動物プランクトンを食べるものもある。^[62] ドウモイ酸は、擬似ニッチアと呼ばれる珪藻類の一種が運ぶ毒素である。^[63]擬似ニッチアは、2015年に米国西海岸で発生した大規模なHABの主な原因生物であり、その年のアメリカダンジネスクラブ漁業に大きな影響を与えた。^[64]有害な藻類のブルームが発生すると、プランクトン食魚はドウモイ酸などの有毒物質の媒介となる可能性がある。これらのプランクトン食魚は、より大きな魚や鳥に食べられ、その後の毒素の摂取がそれらの種に害を及ぼす可能性がある。^[15]これらの動物は有害な藻類の大量発生時にプランクトン食性の魚類を摂取し、流産、発作、嘔吐を起こし、時には死亡することもあります。^[63]さらに、NOAAによると、海洋哺乳類の死亡は有害な藻類の大量発生に起因することもあります。^[65]

オキアミは体内に高濃度のドモイ酸を保有する可能性のあるプランクトン食動物のもう一つの例です。これらの大型プランクトンはザトウクジラやシロナガスクジラに食べられます。オキアミはブルームが発生すると体内に非常に高い濃度のドモイ酸を保有することがあるため、その濃度は急速にクジラに移行し、クジラの体内にも高濃度のドモイ酸を保有することになります。^[66]このドモイ酸がクジラに悪影響を及ぼしたという証拠はありませんが、ドモイ酸の濃度が高ければ、他の海洋哺乳類と同様にクジラにも影響が及ぶ可能性があります。^[66]

気候変動は、クジラなどの最大のプランクトン食動物から最小のプランクトンに至るまで、あらゆるものに影響を及ぼす世界的な現象です。気候変動は気象パターンに影響を及ぼし、季節的な異常を引き起こし、海面温度や海流を変化させ、植物プランクトンの栄養分の利用可能性にも影響を与え、一部のシステムではHABを促進する可能性もあります。

北極圏は、冬が短くなり夏が暑くなったことで永久凍土が減少し、氷床が急速に溶けて塩分濃度が低下し、大きな打撃を受けています。^[67]海洋のCO2レベルと温度の上昇、および塩分濃度の低下が相まって_、植物プランクトン群集と珪藻類の多様性に変化が生じています。^[49] タラシオシラ属プランクトンは、高温と低塩分の組み合わせにより、孤立したCylindrotheca closteriumまたはPseudo-nitzschia属、つまり一般的なHABを引き起こす植物プランクトンに置き換えられました。 ^[49]このような群集の変化は、栄養段階を通じて大規模な影響を及ぼします。一次生産者群集の変化は、新しい食物がさまざまな食事の利点を提供する可能性があるため、消費者群集の変化を引き起こす可能性があります。北極の永久氷が減り、夏の氷も減っているため、一部のプランクトン食動物種はすでに北のこれらの新しい開水域に移動しています。大西洋タラやシャチはこれらの新しい領域で記録されているが、北極タラなどのプランクトン食動物は海氷の下やその周囲の生息地や餌場を失っている。^{[68]同様に、北極の鳥であるコウミスズメやカンムリウミスズメは、消えつつある海氷の下に生息する動物プランクトンに依存しており、}ベーリング海盆域で利用可能な動物プランクトンの量の減少により、生殖適応度と栄養ストレスに劇的な影響が見られている。^[69]

食物網の変化のもう一つの代表的な例として、ムーアら（2018）は、底生生物が優勢な生態系から、より遠洋生物が優勢な生態系の摂食構造への移行を発見した。^[70]海氷の減少により開水期間が長くなったことで、チュクチ海では過去30年間で変化が見られた。^[70]気温の上昇と海氷の減少が相まって、遠洋魚類の増加と底生生物量の減少が促進された。^[70]この変化により、魚食性の海鳥からプランクトン食性の海鳥への移行が促進された。^[71]

ポロックはプランクトン食性の魚で、幼魚期はカイアシ類を主食としている。振動制御仮説によれば、温暖化による早期の氷の後退により、カイアシ類とアブラムシ（プランクトンの一種）の繁殖が遅れる。繁殖が遅れると、脂質を豊富に含む大型のカイアシ類の数は減り、より小型で栄養価の低いカイアシ類が生まれる。その後、成長したポロックは冬季の飢餓に直面し、若いポロック（1歳未満）を肉食し、個体数と適応度が低下する。^[72]

北極と同様に、南極の海氷は急速に溶けており、永久氷はますます少なくなっています（Zachary Lab Cite）。この氷の融解により、淡水の流入と 海洋の成層化に変化が生じ、結果として一次生産者への栄養供給に影響を与えます。^{[73]海氷が後退すると、氷の底で藻類が生育するための貴重な表面積が減少します。この藻類の不足により、オキアミ（部分的なプランクトン種）の食物の可用性が低下し、結果としてオキアミ、イカ、ポロック、その他の}肉食動物プランクトンなどの南極の一次消費者の適応度に影響を与えます。

亜北極圏でも、特にアラスカなどのよく研究されている場所で同様の生態系の変化が見られています。海水温の上昇は動物プランクトン群集の増加を助け、生態系のダイナミクスに変化をもたらしています (Green 2017)。太平洋アビやミツユビカモメなどの魚食性の海鳥から、オウトウやハシブトミズナギドリなどのプランクトン食性の海鳥への大きな変化がありました。[74] カリスマ的なザトウクジラ、ナガスクジラ、ミンククジラなどの^海洋プランクトン食動物は、オキアミの増加など動物プランクトンの増加の恩恵を受けています。^[75]これらの大型クジラがこれらの北の海域に移動する時間が増えるにつれて、以前は北極のプランクトン食動物だけが使用していた資源を消費し、食物連鎖に潜在的な変化をもたらしています。

熱帯および赤道付近の海洋地域は、主にサンゴ礁群集または広大な外洋によって特徴づけられる。サンゴ礁は気候変動、特に海洋温暖化や酸性化の症状に最も影響を受けやすい生態系の 1 つである。海洋の酸性化は海洋の_CO2レベルを上昇させ、動物プランクトン群集に大きな影響を与える。スミスら (2016) ^{[76] は、} _CO2レベルの上昇は熱帯生態系における動物プランクトンのバイオマスの減少を示すが、動物プランクトンの質は低下しないことを発見した。これは、 _CO2の増加が脂肪酸組成に悪影響を及ぼさなかったためである。^[77]これは、プランクトン食動物が受け取る栄養価の高い動物プランクトンが減っているのではなく、生存に必要な量よりも動物プランクトンの可用性が低下していることを意味する。^[77]

熱帯地方で最も重要なプランクトン食動物の 1 つはサンゴそのものである。サンゴは、そのライフサイクルの一部をプランクトン生物として過ごすが、定着したサンゴは触手を使って周囲の環境からプランクトンを捕らえ、光合成を行う褐虫藻によって生成されるエネルギーを補うことができる定住生物である。気候変動はサンゴ礁に大きな影響を与えており、温暖化によりサンゴの白化と感染症が増加し、海面上昇により堆積物が増加してサンゴが窒息し、嵐がより強く頻繁に発生して破損や構造破壊が発生し、陸地からの流出が増加してシステムに栄養分が流入して藻類の大量発生を引き起こし、水が濁って光合成に必要な光が減少、海流の変化により幼生の分散とプランクトン食糧の入手可能性に違いが生じ、最後に海洋 pH の変化により構造の完全性と成長率が低下する。^[78]

また、熱帯地方には海洋システム内で重要な生態学的役割を果たしているプラ​​ンクトン食性の魚類も数多く生息しています。サンゴと同様に、プランクトン食性のサンゴ礁魚類はこれらのシステムの変化に直接影響を受け、その悪影響は海洋全体の食物連鎖を混乱させます。^[77]プランクトン群集の種分化と利用可能性が変化すると、一次消費者はエネルギー予算を満たすのが難しくなります。この食物の不足は生殖能力と全体的な一次消費者の個体数に影響を与え、高次栄養段階の消費者の食糧不足を引き起こす可能性があります。

世界の漁業は、数十億ドル規模の国際産業であり、世界中の何十億もの人々に食料と生計を提供しています。最も重要な漁業には、サケ、スケトウダラ、サバ、イワナ、タラ、オヒョウ、マスなどがあります。2021年、アラスカのサケ、タラ、ヒラメ、底魚の漁期から実際に漁師の懐に入ったボーナス前の総利益は2億4800万ドルでした。プランクトン食魚だけでも、重要な大規模な経済産業を生み出しています。2017年、アラスカのスケトウダラは、漁獲量34億ポンド、総価値4億1300万ドルで、米国最大の商業漁業でした。^[79]

漁業のほかに、プランクトン食の海洋動物も観光経済を牽引している。観光客は、ハワイのザトウクジラ、アラスカのミンククジラ、オレゴンのコククジラ、南米のジンベイザメなど、魅力的な大型動物を見るために、世界中をホエールウォッチングで旅する。マンタはダイビングやシュノーケリングの観光も牽引しており、世界23か国以上で年間7,300万ドル以上の直接収益を上げている。^[80]マンタ観光の主な参加国は、日本、インドネシア、モルディブ、モザンビーク、タイ、オーストラリア、メキシコ、米国、ミクロネシア連邦、パラオである。^[80]

• 動物プランクトン
• プランクトン
• 魚食動物
• 植物プランクトン
• 濾過摂食者
• 肉食動物