2004年、神奈川県理科部研究紀要 予定

イワシの食性転換 西湘高校ホームページへ 　　　　　　　　　　神奈川県立西湘高等学校 　　　　　　　　　　３年　田代真理　（生物部） 　2003年度　　神奈川県高等学校　総合文化祭　 　理科専門部　　第１４回　理科部研究発表大会　 　　　　神奈川県教育長賞　受賞　作品 　　　　　　　　　研究の動機 　３年の選択『生物II』の授業で、シラスの腸内のプランクトン調査をしてイワシの生態的地位を知るという実習を行った。教科書（啓林館『標準生物�TＢ』に載った実習を参考）には、イワシの幼魚時代は動物プランクトン食だが、ある時期から植物プランクトン食になると記されていた。 　イワシは｢ろ過型捕食｣をすることから、口から入ったものを無差別に食べていると思われるのだが、幼魚時代の動物プランクトン食はどのようにしてなされるものだろうか。 　また、イワシが動物食から植物食に変わるのはいったいどの時期なのだろうか。 　岩井保『魚の図鑑�@』（1986年、保育社）を調べてみると、カタクチイワシの成魚に関して、｢群れをなして泳ぎ、プランクトンを食べる。小型の餌が多い所では口を開いたまま泳ぎ、鰓耙を広げて網目を作り、海水をろ過して餌を集める。やや大型の餌が多くなると、顎を開閉して食べる｣と記してあった。 　さいわい、カタクチイワシは様々な成長段階のものが市販されていたので、それらを材料にして、カタクチイワシの成長段階と食性の関係を、特に食性転換に重点を置いて実証的に調査してみることにした。 　（図は啓林館の教科書『標準生物�TB』より引用。 　この食性調査の実験実習は、神奈川県理科部会発行の『生物実験書』にも記載されているが、もとは岩波洋造ほか『絵で見る生物実験』（講談社）に掲載された実験を池田博明が改変したものである） 　　　　　　　　　研究の目的 　カタクチイワシの腸内の内容物をその成長段階（体長）ごとに調査する。また、｢動物食であれば口器に鋭い歯をもつ｣、および｢目で動物を発見することから目の占める割合が大きい｣というふたつの仮説を検証する。 　　　　　　　　　研究材料 　市販のカタクチイワシを利用する。市販の商品名は「釜揚げシラス」または「生シラス」、「たべる小魚」（乾燥製品）、「煮干し」（乾燥製品）、「鮮魚（カタクチイワシ）」、「目刺し」であった。 A．釜揚げシラス [シラス期] B．食べる小魚 [稚魚初期] B．煮干し [稚魚中期] ←C．｢鮮魚｣ 稀に市販される ことがある [稚魚後期] D．目刺し [成魚] 　　　　　　　　　　研究方法 　A　｢釜揚げシラス｣（カタクチイワシの幼魚）を腸部が赤いもの、白いもの、中間的なものに分類した後で、腸の内容物を調査し、口器の構造と頭部に対する眼の割合を観察・測定する。眼の割合は、頭部の頭長と頭高を測定して三角形の面積を出し、それで眼域面積を割って求めた。口器は消毒用エタノール（濃度80％前後）で固定した後で観察した。この段階を「シラス期」とする。 　B　｢たべる小魚｣や｢煮干し｣として市販されている乾燥カタクチイワシの幼魚の口器、腸内容物、頭部に対する目の割合を調査する。「食べる小魚」段階を「稚魚初期」とし、「煮干し」の段階を「稚魚中期」とする。 　C　鮮魚として市販されている比較的小さなカタクチイワシの幼魚を同様に調査する。この段階を「稚魚後期」とする。 　D　カタクチイワシの目刺し「成魚」を同様に調査する。 　　　　　　　　　　研究結果 　A　シラス期の腸内にはミジンコなどの動物プランクトンの体の一部があった。甲殻類は熱によって発赤する色素を外殻にもっているため、ゆでたシラスで赤変する。 　32.8ｇの釜揚げシラスを肉眼で腸部が赤いもの、白いもの、判断に迷うもの（中間）に分けた。 双眼実体顕微鏡で中間段階のものを精査したところ、腸部には赤い食物が入っていたことから、中間段階のものも甲殻類を捕食していると判断された。白く見えるものの腸内にはミジンコの体の一部が見られるものと見られないものとがあった。 　　 顎の歯が映るよう照明に苦労しました シラスの頭部。 後でこの頭部を垂直二等辺三角形にみたて 面積を算出し、眼域直径から算出した眼域面積 との比率を調査する シラス腸内のミジンコの体の一部 （飯田あすかさんの図） シラスの下顎の歯 立派な歯が並んでいる！ 　 　また、「釜揚げシラス」の体長は11ｍｍから30ｍｍの範囲だった。 　一方、シラスの口器を調べると、下顎には小さな鋭い尖った歯が並んでいた。上顎にも下顎ほどの尖りはないが、やはりギザギザの歯が観察できた。このような特徴は動物食に対する適応であるとみなすことができた。 　「釜揚げシラス」では商品によっては歯が煮溶けてはっきりしない個体があった。「生シラス」を消毒用エタノールで固定すると、確実に歯を観察することができた。 市販の｢煮干し｣にはカタクチイワシと マイワシのものがある。カタクチイワシで 体長が小さいものから、鮮魚段階の 大きいものまでかなりのサイズ差が ある。 左の写真を参照してほしい。 この中間段階から植物プランクトンあり [稚魚中期]に見られ、 ウニの又叉と思われる [稚魚中期]腸内に見られ、 ミジンコの口器の一部と思われる [煮干し＝稚魚中期] に見られる植物プランクトン Nitschia属の一種 [稚魚初期]腸内からミジンコの脚の一部 ｢食べる小魚｣サイズ差 ｢鮮魚｣の腸 を取り出した ところ ｢鮮魚｣は [稚魚後期] に相当する 　B　「稚魚初期」の腸内には動物プランクトンの体の一部が見られた。植物プランクトンは発見できなかった。上顎・下顎にはシラス同様の歯があった。「稚魚初期」の体長は33mmから41mmの範囲だった。 　C　｢稚魚中期｣の腸内には動物プランクトンの体の一部とともに植物プランクトンも見られた。動物はミジンコの体の一部やウニの又叉と思われた。植物プランクトンはケイソウの一種 Nitzschia属と思われた。上顎・下顎にはトゲ状の歯が見られたが、煮干しが大きくなるにつれて、下顎よりも上顎の歯の方が退化する傾向を見せていた。「稚魚中期」の体長は46mmから82mmの範囲だった。 　D　「稚魚後期」（体長114mm）の腸内には動物プランクトンは見られず、植物プランクトンだけが見られた。ケイソウ類であった。おそらく、Coscinodiscus属、Rhizosolenia属、Bacteriastrum属その他と思われた。顎の歯はこまかいギザギザ状であった。 [鮮魚＝稚魚後期]の腸内の 植物プランクトンいろいろ（右図も同様） 　E　カタクチイワシの｢成魚｣の腸内には油滴が多く、はっきりしたプランクトンはほとんど見られなかった。体長は130mmから135mmでそろっていた。口器にはギザギザの歯が見られた。 　頭部全体に対する目の占める割合は、次のようにして算出した。頭長、頭幅、眼域直径を測定し、頭部を頭長と頭幅でできる三角形とみなして面積を計算し、この面積で眼域直径から算出した目の面積を割ってパーセントを求めた。 　また、生の魚を天日乾燥させると体長・体幅ともに元のサイズの85％に収縮するため、｢食べる小魚｣と｢煮干し｣の頭長は元のサイズに換算して次の比較、頭長サイズに対する眼域の割合の変化の調査を行った。 　グラフを参照すると、目の割合は魚が大きくなるとともに小さくなっていった。平均値（％、Nは測定数）でみると、「シラス期」では21％（N＝5）、「稚魚初期」では19％（N＝5）、「稚魚中期」では11％（N＝6）、「稚魚後期」では16％（N＝1）、「成魚」では13％（N＝4）。 　また、回帰直線を引いたところ、動物食であるシラス期から稚魚中期までの傾きは、−0.5であった。植物食である稚魚中期から成魚までの傾きは−0.1であった。 　　　　　 　目の割合に関しては一生涯、植物食の魚類と比較しようと思い、食性について記されている『魚類解剖図鑑』を見た。すると、この本に載っている魚類の食性は淡水産・海水産ともに幼魚の時期はすべて動物食だった。誕生直後から植物食で始まり、その後もずっと植物食を続けるという魚は記されていなかった。 　魚類全体に当てはまることかどうかは分らないが、面白い事実を発見したと感じた。 　　　　　　　　　　 ま　と　め 　（１）市販の商品であるカタクチイワシを成長段階ごとに収集して、腸の内容物を調査し、成長と食性に関して、その食性転換の時期がいつかを中心に調査した。 　（２）「シラス期」のイワシを含めて体長48ｍｍ以下の魚の腸内からは植物プランクトンは観察されなかった。 　 　（３）「稚魚中期」の腸内からは動物プランクトンのほかに植物プランクトンが観察され始めた 　 　（４）体長110mm以上の魚の腸内からは植物プランクトンだけが観察された。 　 　（５）顎には鋭い歯が並んで付いていた。下顎と上顎を比べると下顎の方に歯は発達していた。顎全体に対する歯の大きさは次第に小さくなっていったが、食性が転換する「稚魚中期」に急激な形態の転換は発見できなかった。 　（６）頭部に対する目の割合は成長するにつれて次第に低下していった。回帰直線を引いたところ、シラス期から稚魚中期までの傾きは、−0.5であった。稚魚中期から成魚までの傾きは−0.1であった。 　（７）鰓耙（イワシの口内にあるろ過装置）は、成長に伴って次第に発達すると思われたが検討は不十分である。 　　　　　　　　　　　感　想 　シラスの顎に立派な歯があることが意外だった。 　各段階の歯を観察することが興味深かった。 　また、シラスのような小さな魚が、ミジンコを食べることが意外だった。 　イワシの腸内で見られたいろいろな種類のプランクトンを観察し、図鑑で調べると、今まで知らなかった種類のプランクトンを発見できて楽しかった。 　最初が動物プランクトン食であるのは、高タンパク質であるためと考察しているが、証明は今後の課題である。 　　　　　　　　　　 参考文献 　岩井保・伊藤勝敏、1986．検索入門魚の図鑑�@．保育社． 　太田次郎・丸山工作（編）、2002．標準生物�TＢ．啓林館． 　落合明（編）、1987．魚類解剖図鑑．緑書房． 　山路勇、1966．日本海洋プランクトン図鑑．保育社． 　　★　【本研究は理系｢生物�U｣の課題研究の一環として行った。 授業担当者は池田博明】 ★2007年1月に日本大学の宮地先生からの連絡では、体内の食物の窒素同位体比を調査したところ、相模湾では成魚でも動物プランクトン食と判断できる結果が得られたという。動物プランクトン食では窒素同位体比が高いのである。鹿島灘や瀬戸内海など他の地域との比較も必要かもしれないし、相模湾自体の冨栄養化が関連しているかもしれないとのことであった。 ★2008年5月7日（水）ＮＨＫ総合テレビの『ためしてガッテン』のテーマはシラスであった。シラスをおいしく食べるにはどうしたらいいかという研究である。その中でおいしいシラスの選び方として｢腹の赤いシラス｣がいいという。なぜシラスの腹が赤いのだろうか？赤いシラスを選ぶという京都の料理人に聞くと、分からない。シラスを解剖してくれた日本大学医学部２年生に聞くと、やはり分からない。米粒に字を書く技術を持った名人に解剖してもらうが、やはり正体は分からない。遂に東海大学の魚谷教授に尋ねて・・・・その正体はコペポーダ、つまりケンミジンコだと判るのであった。私＝池田が驚いたのは、シラスの腹部の赤の正体を多くの人が知らないことであった。みんな知っていると思っていたのに。ゲストの３人は高見恭子・阿藤海・山瀬まみ。阿藤さんはプランクトンだろうと推定（正しい！）、山瀬さんは赤いからエビだろうと推定（これも正しい！）。 　そして、もうひとつの驚きは、この赤いところを集めた梅肉エキスみたいなものをシラスに混ぜると、うまみ感覚が一段と強まるという結果であった。この結果は、指摘されれば確かに、プランクトンと言えども、エビのようなものなので、うまみ成分のグリシンなどが豊富なのだろうとは納得できたものの、考えたことも無かった。 日本生態学会　大会 （2007年3月　松山） 　一般講演 P3-072 カタクチイワシの稚魚と成魚の餌は同じなのか？ 　　　　　ー安定同位体比を用いた食性解析ー 　 *宮地俊作（日本大・生物資源科学），馬谷原武之（日本大院・生物資源科学），笹田勝寛，河野英一（日本大・生物資源科学） 　 　一般に海産魚類の仔稚魚期は動物プランクトン食であるといわれている．鰓耙を持つカタクチイワシはプランクトン食であり，成魚になっても動物プランクトン食と言われている．しかし，胃内容物を観察したところ，シラスでは動物プランクトンが観察されたが，煮干しでは，植物プランクトンもあった．近年，学校教育において煮干しの解剖を教材とする事が増えており，仔稚魚から成魚にかけて「食性転換」が起きるのではないかとの報告もある． 産地表示のあるシラス・煮干しの加工品及び各地の水試・漁協等の協力を得て，鮮魚の安定同位体比を測定し，食性解析を行った． 分析の結果，音戸や燧灘産の煮干しを除き，シラスは煮干しよりδ15N値が高かった． 　鮮魚では，燧灘等，瀬戸内海区では，シラスより成魚の方がδ15N値が高く，鹿島灘，九十九里等太平洋沿岸の成魚では，δ15N値の低いものと高いものの２つのグループに分かれた．相模湾江ノ島産の成魚は，シラスより高いことが分かった．δ15Nが高いのは動物プランクトン食を示唆している． この違いは，瀬戸内海区のように窒素やリンが富栄養化した海域では，植物プランクトンが多量に発生し，動物プラントンも豊富で，カタクチイワシの餌が十分に存在する．太平洋北区や中区の外洋に面した鹿島灘や九十九里浜では大型の成魚のδ15N値が低い．これは，餌としての動物プランクトンが少ないものと推察される． 　　これらの結果から，カタクチイワシの仔稚魚と成魚では，成長するに連れて動物プランクトン食から植物プランクトン食に「食性転換」が起きるということが一様に当てはまるとは言えず，鰓耙を持ち，海水を丸飲みする本種では，生息海域の餌の状態により，あれば何でも食べると考えられる．

BACK TO IKEDA HOME