生態学的死は、生物が生態学的状況で機能できなくなり、死に至ることである。[1]この用語は、生物学の多くの分野であらゆる種を説明するために使用することができる。水生毒物学の文脈では、有毒化学物質、つまり毒物は水生生物に直接影響を及ぼすが、すぐには死に至らない。その代わりに、生物の正常な生態学的機能を損ない、それが死または子孫の欠如につながる。毒物は、生物が明らかに毒物による被害を受けていない場合でも、何らかの形で生態学的に機能できないようにする。生態学的死は、行動的、生理学的、生化学的、または組織学的な、致死性ではない毒性影響によって引き起こされる可能性がある。[ 2]
生態学的死を引き起こす亜致死的影響の種類
亜致死影響とは、毒物によって引き起こされる生物への影響のうち、死を伴わないものを指します。これらの影響は、通常、短期間の急性毒性試験では十分に観察されません。[2] 長期間の慢性毒性試験では、これらの影響が生物に現れ、生態学的死に至るのに十分な時間を確保できます。[2]
行動への影響
毒物は生物の行動に影響を及ぼし、水生生物の場合は、遊泳能力、摂食能力、捕食者を避ける能力に影響を与える可能性があります。[2] 行動に影響が出ると、餓死したり捕食者に食べられたりして、生物の死につながる可能性があります。[2] 毒物は、生物が環境についての情報を集めるために頼っている感覚システムに影響を与えたり、感覚信号に適切に反応しようとする生物の動機に影響を与えたりすることで、行動に影響を与える可能性があります。[1]生物が感覚信号を効果的に使用できない場合、捕食リスク の早期警告サインに反応できない可能性があります。[1] 毒物は、捕食者に反応したり逃避戦略を実行したりする生物の能力に影響を与えることで、捕食の後期段階にも影響を及ぼす可能性があります。[1]
生理学的効果
毒物は生物の生理機能に悪影響を及ぼし、成長、生殖、発達に影響を及ぼす可能性があります。[2] 生物が正しく成長せず、体が小さくなったり成長に欠陥があったりすると、捕食者に捕食される可能性が高くなります。生物の生殖能力が損なわれた場合、直接死ぬことはありませんが、その遺伝子を集団に伝えることができなくなります。その生物は、集団の遺伝子プールにおいてもはや代表的存在ではなくなります。
生化学的効果
毒物は生物の体内に存在する酵素やイオンを変化させることがあります。 [2]この変化が直接的に死を引き起こすわけではないが、生物の行動や生理機能に影響を与える場合、生態学的死につながることもあります。
組織学的影響
毒物は生物の組織を変化させる可能性がある。[2] この変化が直接的に死を引き起こさなくても、生物の行動や生理機能に影響を与える場合、生態学的な死につながることもある。
生態系の死につながる有毒物質の例
DDT
DDTの影響の一つとして、鳥の卵の殻が薄くなり、ひなの死に至ることがあります。成鳥に蓄積されたDDTは、安定した毒性を持つDDEへと代謝されます。 [3] DDEとなったDDTは、成鳥の雌の卵殻腺におけるカルシウム代謝に影響を与え、最終的に卵殻の厚さを減少させます。[3] DDTの濃度が高い場合、卵殻は抱卵中の親鳥の体重を支えることができなくなり、胎児のひなの死につながります。[3] これは、ひなの生態学的死につながる生理学的および生化学的亜致死的影響の一例です。
ジアジノン
ダイアジノンによって引き起こされる影響の一つに、キングサーモン（Oncorhynchus tshawytscha ）における捕食者の化学的シグナルへの反応低下があります。有機農薬であるダイアジノンを1μg/Lおよび10μg/Lの濃度でキングサーモンの稚魚に2時間曝露したところ、これらの濃度は捕食者の化学的シグナルに対する行動反応を消失させるのに十分でした。[4] 魚が捕食者が近くにいることを認識できない場合、捕食される可能性が高くなります。これは、生態学的死につながる行動的亜致死影響の一例です。
ペンタクロロフェノール
ペンタクロロフェノールによって引き起こされる影響の一つとして、グッピー（Poecilia reticula）の捕食動物の攻撃に対する反応低下が挙げられます。ペンタクロロフェノールを500 μg/Lおよび700 μg/Lの濃度で若いグッピーに曝露したところ、どちらの濃度でも捕食動物に対するグッピーの反応が低下しました。 [5] 捕食動物は、この濃度のペンタクロロフェノールに曝露されていないグッピーに比べて、攻撃頻度、追跡頻度、追跡時間が少なくて済みました。[5] この化学物質に曝露されたグッピーは、反応が遅いため、捕食される可能性が高くなります。これは、生態学的死につながる行動上の亜致死的影響のもう一つの例です。
銅
銅が引き起こす影響が、サケの 嗅覚系に影響を及ぼしています。嗅覚系は、環境に関する重要な情報を収集するために使用されます。サケの場合、嗅覚の手がかりは、生息地の質、捕食者、配偶者などに関する情報を収集できます。[6] サケは嗅覚系を使用して明確な銅の勾配を感知し、この情報を使用して汚染された水を避けます。[6]しかし、サケが銅の影響を受けると、嗅覚系は数分で影響を受ける可能性があります。[6] 魚が環境情報を収集できなくなると、捕食される危険にさらされるか、生存のための資源を見つけることができなくなる可能性があります。これは、生態学的死につながる生理学的亜致死効果の例です。
参考文献
- ^ abcd Scott, GR, KA Sloman. 2004. 「環境汚染物質が複雑な魚類行動に及ぼす影響：毒性の行動学的・生理学的指標の統合」水生毒性学 68:369-392.
- ^ abcdefgh Rand, GM（編）. 水生毒性学の基礎：影響、環境運命、およびリスク評価. 第2版. フロリダ：CRC Press, 1995.
- ^ abc 米国内務省、国立生物学局。「環境汚染物質」。米国の生物資源の現状と動向。内務省、国立生物学局：ワシントンD.C.、1998年。<https://www.nwrc.usgs.gov/sandt/> 2013年5月15日。
- ^ Scholz, NL, Truelove, NK, French, BL, Berejikian, BA, Quinn, TP, Casillas, E., Collier, TK 2000. Diazinonはチヌークサーモン（Oncorhynchus tshawytschaI）の捕食者回避行動と帰巣行動を阻害する. Can. J. Fish. Aquat. Sci. 57: 1911-1918.
- ^ ab Brown, JA, Johansen, PH, Colgan, PW, Mathers, RA 1985. ペンタクロロフェノールにさらされたグッピー（Poecilia reticulata）の幼魚の捕食者回避行動の変化. Can. J. Zool. 63: 2001-2005.
- ^ abc Baldwin, DH, Sandahl, JF, Labenia, JS, Scholz, NL 2003. 銅のコホーサーモンに対する亜致死的影響：末梢嗅覚神経系の非重複受容体経路への影響。Environ. Tox. and Chem. 22(10):2266-2274.
参照
