アマルゴサ川のパップフィッシュ
| アマルゴサ川のパップフィッシュ | |
|---|---|
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科学的分類 | |
| 王国： | 動物界 |
| 門: | 脊索動物 |
| クラス： | 条鰭綱 |
| 注文： | コイ目 |
| 家族： | コイ科 |
| 属: | コイプリノドン |
| 種： | |
| 亜種: | C. n. amargosae |
| 三名法 | |
| Cyprinodon nevadensis amargosae | |
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アマルゴサ川パップフィッシュ（Cyprinodon nevadensis amargosae ）は、古代のマンリー湖（現在の米国カリフォルニア州デスバレー）の流域に生息するパップフィッシュ種複合体の一員である。 [ 1 ]現在、この種はアマルゴサ川下流の2つの分断された通年流域に生息している。上流部はテコパ付近で、アマルゴサ渓谷を通過する。下流部はサラトガスプリングスの北西、デスバレーの源流（南の入り江）で、アマルゴサ川が北に曲がって谷に流れ込む地点である。[ 2 ]この種は通常、水没植物が生い茂る暖かく浅い水域に生息する。
これらの小型魚は、生息地に豊富に存在するシアノバクテリアと藻類を餌として生きています。しかし、蚊の幼虫やカイアシ類などの小型無脊椎動物も餌とすることが知られています。[ 2 ]この摂食戦略により、他の餌が乏しい環境でも繁栄することができます。数シーズンにわたって行われた研究では、この種の胃の大部分はデトリタス（10月は65%、11月は90%）で、藻類、維管束植物、動物はごくわずかでした。[ 3 ]パップフィッシュの餌の選択は、過酷な環境に基づく餌供給に対する生物学的および生理化学的制約によって決定されているようです。[ 3 ]小型無脊椎動物は、他の季節には餌としてより大きな重要性を持つようです。[ 3 ]
彼らは、環境の断続的な性質に適応した生活史を持っています。世代周期が非常に短い（1年未満、通常は数ヶ月）ため、水量が多い年には河床の洪水部分を迅速に利用することができます。
アマゴサ川のパップフィッシュは小型の魚で、成魚でも体長は通常2インチ (50 mm) 以下である。[ 5 ]体は圧縮されており、先端の口は小さい。三尖歯が一列に並び、丸いひれが生息域内での機動性を高めている。[ 5 ]流線型の体型により抵抗が減り、水中を移動する際にエネルギーを節約できる。これは資源が乏しい環境では重要な適応である。体色は典型的には青みがかった色や緑がかった色で、下側は明るい色をしており、体やひれに暗い斑点や模様が見られることが多い。これらの模様はパップフィッシュを岩や砂の川底に溶け込ませ、捕食者から身を隠すために役立つ。オスは特に繁殖期にはより鮮やかな体色を示すことが多く、メスの地味な体色に比べて目立つ。繁殖期は水温が高く餌が最も豊富な夏季に起こる。
アマルゴサリバーパップフィッシュは、デザートパップフィッシュ（Cyprinodon macularius）やパーランプバレーパップフィッシュ（Cyprinodon nevadensis ）など、コイ科の他の種と混同されることがあります。これらの種は生息地や身体的特徴が似ていますが、体色や大きさの違いで区別できます。アマルゴサリバーパップフィッシュは、他の近縁種に比べて体長が長い傾向があります。
分布
アマルゴサ川のパップフィッシュは、カリフォルニア州デスバレーのアマルゴサ川下流沿いの常流域2か所に生息しており、その間には16kmの乾いた川床がある。[ 2 ]上流域はテコパ付近、下流域はサラトガスプリングス付近である。パップフィッシュはテコパボア生息地の気温が36℃を超える地域に生息するが、通常は30℃近い気温を好んでいる。[ 8 ]アマルゴサ川の水温は季節によって10℃から38℃まで変化し、厳冬期には氷点下近くになることもある。[ 2 ]若いパップフィッシュは成魚よりも高温耐性があり、通常は岸近くの暖かく浅い水域（水深約5cm）に生息し、そこで捕食者から身を守ったり、餌をめぐる競争が減ったりする。[ 2 ]
アマゴサ川のパップフィッシュは分布域が限られているため全体的に個体数が少なく、生存のためには保護活動が不可欠となっている。生息地の断片化と農業目的の水の転用は、この種の生息範囲に重大な影響を与えている。パップフィッシュは浅くて暖かい水域を好むため、水の流れが少しでも変化すると適切な生息地が減少し、すでに限られている個体群が脅かされる可能性がある。さらに、外来の魚類や水生植物などの侵入種は、資源をめぐって競合し、生態系のダイナミクスを変化させることで、これらの問題をさらに深刻化させている。2010年に実施された調査では、外来のアカザリガニ（Procambarus clarkii）とウエスタンモスキートフィッシュ（Gambusia affinis）の個体数が在来のパップフィッシュに比べてはるかに多く捕獲されており、特に外来のソルトシーダー（Tamarix ssp.）が大量に生息する地域で顕著であったことが報告されている。[ 9 ]この調査に基づき、ソルトシーダーの侵入が在来種の減少につながる可能性があるという仮説が立てられた。[ 9 ]ソルトシーダーはアマルゴサ川の外来侵入種であるが、流速を乱し、パップフィッシュの個体数に悪影響を与えているため、復元活動ではガマやアシなどの他の水生侵入種を優先する必要がある。[ 9 ]
育種
繁殖期には、オスの明るい色はホルモンの変化によりさらに鮮やかになることがあります。これは、潜在的なメスを引き付けるだけでなく、縄張りの優位性を示すことにもなります。幼魚は通常、色が落ち着いており、成魚にあるような特徴的な模様はありません。また、一般的に成魚よりも透明です。この透明性は、幼魚が人生の初期段階では無防備なため、捕食者に発見されるのを避けるのに役立ちます。最近の研究では、オスのアマゴサリバーパップフィッシュは、社会的要因とホルモン要因の組み合わせにより、繁殖期に体色が変化することがわかっています。水温や光量などの影響、そしてメスをめぐる競争はすべて、オスの色の変化に重要な役割を果たします。水温が上昇し、光が豊富になると、オスの色はより鮮やかになり、メスを引き付け、他のオスに対する優位性を確立するのに役立ちます。甲状腺ホルモンは、繁殖をサポートするだけでなく、魚が環境の変化に素早く適応するのを助けるため、このプロセスにおいて非常に重要です。[ 10 ]これらのホルモンは代謝を調節し、繁殖期のオスの体色を鮮やかにし、華やかなディスプレイに必要なエネルギーを供給します。環境温度は、パップフィッシュの繁殖を制御する上で重要な役割を果たします。[ 10 ]
アマゴサ川のパップフィッシュは、暖かい時期に短い繁殖期があり、卵生で繁殖し、メスは川底の浅い植物に覆われた場所に卵を産みます。パップフィッシュの産卵に最適な温度は、およそ 24 °C から 32 °C です。[ 10 ]温度が 32 °C を超えると、パップフィッシュが生育可能な卵を産む可能性が低下し、卵の大部分に黄身が欠けていたり、絨毛膜が未発達であったりします。[ 10 ] 34 °C 以上では、繁殖が起こらない可能性があります。[ 10 ]オスは繁殖期に縄張り行動を示し、メスを引き付けるためにより鮮やかな色を示すことがよくあります。さらに、pH や塩分濃度の変動などの水質の変化も、オスの色彩の鮮やかさに影響を与えます。オスの鮮やかな色は性淘汰の一種であると考えられており、潜在的なつがいへの適応度を示すと同時にライバルのオスを阻止する。アマゴサ川のパップフィッシュは主に緩やかな集団で繁殖し、オスは攻撃性をあまり示さず、定期的にメスに求愛する。[ 12 ]しかし、一部のオスは川の暖かく浅い縁に生殖縄張りを確立し、それを守る。 [ 12 ]このような縄張り意識の強いオスは攻撃的で、めったにメスに求愛しない。[ 12 ]アマゴサ川のパップフィッシュの一般的な寿命は非常に短く、一般的に約1年である。[ 5 ]これらのパップフィッシュはライフサイクルが短いため、数か月で体長約30 mmで性成熟する。[ 8 ]この種の年齢と成長は耳石を使用して推定することができる。耳石は木の年輪に似た成長輪を分析できる小さな耳の骨である。コイ科魚類は極限環境への多様な適応で知られており、それはその身体的特徴や行動に表れています。[ 5 ]
生物学と形態学
アマゴサリバーパップフィッシュは、生息地の高温、塩分濃度の変動、低酸素レベルなどの極端な条件に驚くべき適応力を示しています。これらの条件は、アマゴサ川システム内の厳しい環境、特にデスバレーの暑い砂漠気候の特徴です。このパップフィッシュ種は、他の多くの魚種にとっては致命的となる温度である、氷点下付近から夏の104°F (40°C) を超える水温まで耐えることができます。温度に加えて、アマゴサリバーパップフィッシュはさまざまな塩分レベルの水域で生存する驚くべき能力を発揮します。塩分濃度は、水生生物の分布と生存に影響を与える重要な環境要因です。[ 13 ]この種は広塩性魚類として知られており、変化する塩分濃度に耐えることができます。[ 13 ]彼らの適応力は、細胞内の浸透圧バランスを調節する能力によって促進され、蒸発や河川流量の変動による塩分濃度の変化に対応しています。鰓と腎臓の特殊な細胞は、塩分濃度の高い環境では余分な塩分を排出し、淡水の水位が上昇した際には塩分を節約することで、パップフィッシュの恒常性維持を助けています。[ 13 ]
アマルゴサ川の流れが緩やかであったり、淀んでいる水域では、特に夏場は酸素濃度が著しく低下することがあります。アマルゴサ川のパップフィッシュは、低酸素環境で生き残るための戦略を発達させています。酸素を必要としない嫌気呼吸への依存度を、短期間で高めることができます。また、この種の魚は、酸素濃度の高い水面へ移動したり、酸素の溶解度が高いより涼しい微小生息地を探したりするなど、行動適応も示します。
パップフィッシュの体型、行動、脳までもが柔軟性があり、その発達は幼少期の環境条件に左右される。[ 15 ]この柔軟性は表現型の可塑性として知られている。[ 15 ]パップフィッシュの場合、環境が表現型の発達にどのように影響するかを研究することで、これらの魚が環境の変化にどのように反応するかについての新たな知見が得られつつある。[ 15 ]さらに、最近の研究では、アマゴサ川のパップフィッシュの社会行動や浸透圧調節機能に影響を及ぼすホルモンであるアルギニンバソトシン（AVT）の役割が強調されている。デスバレー中の異なる個体群間のAVT発現の変動は、攻撃性や浸透圧調節の適応的変化を示唆している。[ 12 ]実験では、AVTを投与すると、実験室環境と野生の両方でオスのパップフィッシュの攻撃的行動が減少することが示されており、AVTは社会的相互作用の調整に重要な役割を果たしていることがわかる。[ 12 ]これらの適応により、アマルゴサリバーパップフィッシュは極限環境における回復力の進化メカニズムを研究する上で優れた研究対象となっています。その生存戦略は、魚類が過酷な環境にいかに迅速に適応できるかについての知見を提供し、孤立したストレスの多い生息地における自然選択と遺伝的変異の影響を明らかにしています。これらの適応を研究することで、気温上昇や淡水利用の変化など、気候変動によって引き起こされる環境変化に他の水生種がどのように対処するかを理解する上でも役立ちます。[ 15 ]
保全状況
アマゴサ川のパップフィッシュは、ネイチャーサーブによって絶滅危惧種に指定されており、カリフォルニア州絶滅の危機に瀕する種に関する法律でも絶滅危惧種とされています。個体数の減少は、地下水の汲み上げ、生息地の断片化、外来種など、いくつかの要因に起因しています。カダヤシなどの外来魚の導入は、捕食や資源の競争により大きな脅威をもたらします。最近の研究では、気候変動による水温の上昇は、適した生息地を減少させるだけでなく、魚の小型化や体形態の変化をもたらす可能性があることが示されています。[ 16 ]これらの形態学的変化は、繁殖成功率や資源をめぐる競争能力に影響を与え、種の生存にさらに影響を与える可能性があります。例えば、気候変動による気温上昇に伴い、体重の大幅な減少が観察されており、オスとメスではそれぞれ33.4%と39.0%の減少が見られます。[ 16 ]さらに、個体群の約34%で一対の腹鰭が部分的または完全に失われるなど、形態学的変化も発見されています。[ 16 ]この鰭の喪失は、縄張り防衛などの社会行動を阻害し、繁殖成功率に影響を与える可能性があります。気候変動もこれらの脅威を悪化させており、気温上昇と水資源の減少は、既に脆弱なパップフィッシュの生息地にさらなる悪影響を及ぼす可能性があります。
保全活動は、生息地の復元、地下水管理、個体群動向のモニタリングに重点を置いており、種が直面するリスクを軽減しています。水温上昇への対応は極めて重要です。水温の上昇は代謝率を加速させ、成長率の低下につながり、種の潜在能力と回復力を制限するからです。[ 16 ]温度上昇に対する魚類の生理学的反応と、個体群間でのこれらの反応の違いを理解することは、生息地が温暖化するにつれて魚類群集に生じる変化を予測する上で不可欠です。[ 8 ]また、さまざまな温度に適応する能力が種の生存を支えるかどうかの判断にも役立ちます。[ 8 ]連邦法および州法による法的保護は重要な生息地の保護を目的としており、絶滅を防ぐためのバックアップ戦略として飼育下繁殖プログラムが提案されています。さらに、研究者たちは、アマゴサ川パップフィッシュの生存を確実にするために、継続的な温度変化を考慮した適応管理戦略の必要性を強調し、将来の気候シナリオの予測を保全計画に組み込んでいます。[ 16 ]この種は、アマゴサ川の生態系の健全性を示す指標種として生態学的に重要な意味を持っています。
参考文献
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さらに読む
- ノーメント、クリストファー（2014年）『美しい海の残影』UNCプレスブックス刊。ISBN 978-1-4696-1866-1。
