高二酸化炭素環境が深海生物に与える生理学的影響の解明

阐明高二氧化碳环境对深海生物的生理影响

• 批准号: 04J06024
• 负责人: 林 正裕
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Nagasaki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J06024/
• 关键词: 二酸化炭素; 海洋隔離; 深海魚類; 急性致死影響; 海産魚類; 生物影響評価; 高水圧; 低水温; 深海魚

深海生物を供試材料として深海環境を模した装置を用いて、高CO_2環境が深海生物に及ぼす影響を室内実験で把握する手法を開発し、その手法を用いて生物影響を調査することを主目的として実験を行い、今年度は以下の成果を得ることができた。1、深海魚のCO_2耐性を把握するために、底生性深海魚ザラビクニンCareproctus trachysomaを用いて、数段階のCO_2レベルでの曝露実験(水温2℃)を実施した。ザラビクニンの急性(72時間)致死CO_2レベルは、2%CO_2(CO_2分圧≒2kPa)であることが分かった。そして、ザラビクニンのCO_2耐性は浅海魚(ヒラメ・イシガレイ)に比べて弱い可能性があった。2、深海魚の生理機能に対するCO_2影響を調査するために、高CO_2環境下でのザラビクニンの呼吸頻度の変化を調べた。2%CO_2曝露によって、ザラビクニンの呼吸頻度は、曝露開始後3時間で曝露前の値31.6±5.2(N=3)回/minから18.7±5.0回/min(3時間)まで低下し、その後試験終了時まで上昇し続けた(72時間;27.0回/min(N=2))。これまでの知見において、ザラビクニン以外の全ての魚類で、環境水のCO_2増加に伴い呼吸頻度は上昇しており、高CO_2環境下において、魚類の呼吸頻度が低下した前例はない。3、魚類において呼吸や酸排泄を担う鰓の形態計測をザラビクニンで実施した。ザラビクニンの一次鰓弁長は5.1±0.6mm(N=4)、一次鰓密度は17.5±1.3本/cm、二次鰓弁表面積は0.090mm^2、二次鰓弁密度は13.9±0.8枚/mm及び鰓表面積94±24mm^2/gであった。4、ザラビクニンを高圧実験装置に収容し、高水圧下における心拍数の変化を調査した。ザラビクニンの心拍数は、常圧時の22.2回/minから20atmで26回/minに増加した。さらに40atmで27回/minになり、最終的に100atmで25回/minとなった。

Deep-sea creatures を と the germplasms し て deep-sea environment を die し を た device with い て, high CO_2 environment が deep-sea creatures に and ぼ す influence を indoor be 験 で grasp す る gimmick を open 発 し, そ の gimmick を with い て biological effects を survey す る こ と を main purpose と し て be 験 を い, our は "を の results below are る こ と が で き た. 1, deep sea fish の CO_2 patience を grasp す る た め に, natural disposition is deep sea fish ザ ラ ビ ク ニ ン Careproctus trachysoma を with い て, several Duan Jie の CO_2 レ ベ ル で の exposure be 験 (water temperature 2 ℃) を be applied し た. ザ ラ ビ ク ニ ン の acute death (72) CO_2 レ ベ ル は, 2% CO_2 (CO_2 圧 ≒ 2 kpa) で あ る こ と が points か っ た. そ し て, ザ ラ ビ ク ニ ン の CO_2 patience は shallow sea fish (ヒ ラ メ · イ シ ガ レ イ) に than べ て weak い possibility が あ っ た. 2, deep sea fish の physiology に す seaborne る CO_2 impact を investigation す る た め に, high CO_2 environment で の ザ ラ ビ ク ニ ン の respiratory frequency の variations change を adjustable べ た. 2% CO_2 exposure に よ っ て, ザ ラ ビ ク ニ ン の respiratory frequency は, exposure before 3 time で exposure after の nt 31.6 + / - 5.2 / min (N = 3) back か ら + / - 5.0 to 18.7 / min (3) ま で し, そ の ま at the end of the test after rising で し 続 け た (72 time. 27.0 cycles per minute (N=2). こ れ ま で の knowledge に お い て, ザ ラ ビ ク ニ ン の beyond all て の fish で, environmental water の CO_2 raised に with い requirement by respiratory frequency rising は し て お り, high CO_2 environment に お い て, the low frequency が の fish breathe し た precedent は な い. 3, fish に お い て breathing や acid excretion を bear う gill の form measuring を ザ ラ ビ ク ニ ン で be applied し た. ザ ラ ビ ク ニ ン の a gill long chemical は 5.1 + / - 0.6 mm (N = 4), the density of a branchial は 17.5 + / - 1.3 / cm, secondary gill chemical surface area は 0.090 mm ^ 2, second branchial chemical density は 13.9 + / - 0.8 / mm and び gill surface area compared to 94 + 24 mm ^ 2 / g で あ っ た. 4. Youdaoplaceholder0, ニ, を, を high-pressure experimental device に capacity, を investigation of における heart beat number <s:1> variation under high water pressure を た. Youdaoplaceholder0, ザラビ, ニ, ニ, the number of beats per minute of the center of the heart, <s:1> at normal pressure, is 22.2 cycles per minute, ら at 20atm, で, is 26 cycles per minute, に, increases by た た. Youdaoplaceholder0 40atmで27 rounds /minにな さらに, final に100atmで25 rounds /minとなった.

项目成果

Physiological effects on fishes in a high-CO_2 world.

高 CO_2 世界对鱼类的生理影响。

• 发表时间: 2005
• 期刊: J. Geophys. Res. -Oceans 110
• 作者: Ishimatsu;A.;M.Hayashi;K.S.Lee;T.Kikkawa;J.Kita
• 通讯作者: J.Kita