漁場の 生物多様性を 調べよう - その評価のための基礎知見と応用 - 平成 31 年 3 月

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1 漁場の 生物多様性を 調べよう - その評価のための基礎知見と応用 - 平成 31 年 3 月

2 はじめに 漁業は 海洋生態系の一部を利用しており 漁場環境や生物多様性の影響を大きく受ける産業です このため 将来に亘って持続的に漁業生産を確保していくためには 漁場環境や生物多様性が健全に維持されていくことが不可欠です しかしながら 近年 沿岸域の開発等が漁場環境や生物多様性に負の影響を及ぼしており これらに適切に対応しなければ漁業活動が成り立たなくなる可能性が指摘されているところです このような状況に対応するためには 多様な海洋生物の共存下での漁業の発展を確保することが必要であり 漁業の対象となっている海洋生物資源を適切に保存 管理していくことのみならず 藻場 干潟等の保全 再生等を推進し 生物多様性を維持 向上していくことが重要となっています こうした背景を踏まえ 水産庁では アマモ場 岩礁帯 ( 藻場を含む ) 砂浜域( 干潟を含む ) など我が国沿岸の生物多様性に富む海域の漁場環境や生物多様性を維持 向上させる各種の施策に資するため 漁場環境生物多様性指標等開発事業 (H19~24) 及び漁場環境生物多様性評価手法実証調査事業 (H25~29) を実施し 生物多様性評価手法の開発を行いました このパンフレットでは 漁場の生物多様性について 上記事業で開発された評価手法を解説するとともに それにより得られた知見などをご紹介します 1

3 1. 種を同定する 生物多様性の調査は 通常 種を同定することから始まります 主に形態の違いから同定する従来の手法に加えて 遺伝子を用いて同定する簡便な手法が開発されつつあります 遺伝子を用いた簡便な二枚貝の種の同定 ( 注 1) 遺伝子を用いた簡便な種同定手法の1 つに LAMP 法があります LAMP 法は特殊な機器類を必要としないのに加え DNA の増幅結果を目で見て確かめることができます また 使用するプライマー ( 注 2) を変えることにより 色々な二枚貝を検出することが可能です マガキ用プライマー スミノエガキ用プライマー プライマー DNAを採取 それぞれのカキのDNAを増幅することの形態による種の判別が難しいカキできるプライマーを DNAに添加 DNAの増幅結果は にごりや紫外線ライト下での蛍光を見て確かめることができるよ 上の写真では1 番が光っているから カキの正体がシカメガキだったこランチジャーの中に1 時間静置とが分かるね ~ 高校授業での実践風景 ~ 実際に LAMP 法を使用し 岡山県の県立高校で生物を専攻する生徒さんの協力を得て 岡山港付近で採取したカキの種同定を行いました その結果 岡山県沿岸部における幻のシカメガキの自生が明らかになりました 100% 90% 80% 70% クロヒメガキ 60% ケガキ 50% マガキ 40% シカメガキ種30% 20% 10% 0% 牛窓町鹿東忍片上シカメガキ用 実際の授業風景 イワガキ用プライマー LAMP 法の他にも色々な種同定手法があり それらを漁業の現場に応用することも可能です 例えば 各地域に特有の種を見つけることで ブランドガキの候補調べや養殖用種苗の確保などに貢献することができます ( 注 1)LAMP 法 : 簡便な遺伝子増幅法の 1 つ DNA を一本鎖にすることなく 一定の温度下で DNA を増幅することができる ( 注 2) プライマー :DNA の複製に必要な DNA 断片 新しい DNA 鎖が伸長する際の起点となる 構成比率日生水産試験場牛窓港採取試料採集場所岡山県沿岸のカキ類の分布状況 日生河口備前市穂浪穂浪井田備前市2

4 2. 見える化して調べる 肉眼で見えない小さな微生物や 夜間しか行動しない普段見られない生物でも 生化学的手法や撮影などの手段を用いて見える化することでその多様性を調べることができます 細菌群集の分解機能 細菌同定用に開発された市販の BIOLOG プレート ( 注 3) を利用して 細菌群集が分解できる有機物の種類と 分解機能の強さを見える化して調べることができます 希釈 一定温度下で 48 時間培養 環境試料 ( 土壌や海水 ) を採取 BIOLOG プレートに分注 それぞれの穴には試薬や基礎培地とともに 有機物 ( 糖質 アミノ酸など ) が 1 種類ずつ添加されている 発色により細菌群集の資化 ( 分解 ) 機能を評価 細菌が有機物を利用できる場合には 呼吸を伴った増殖が起き 試薬が反応して青く発色する 細菌群集の資化 ( 分解 ) 機能は土壌の健全性を評価する指標の一つとして期待されています 例えば マングローブ林を伐採して養殖池に転用した場所では 細菌群集が分解できる有機物の種類と 分解機能の強さがともに減少することが観察されています ( 注 3)BIOLOG プレート : 細菌同定用に開発された試験キットで 複数個の穴が空いている 各穴には試薬や基礎培地とともに有機物が 1 種類ずつ添加されており 細菌がそれらの有機物を利用して生育できるかどうかを調べることができる カメラ撮影で調べる水生生物の多様性 デジタルカメラやビデオカメラを干潟や藻場などに設置し 撮影することで その場所に来遊する魚類などの大型生物を 採集によらない方法で調査することができます 希少水生生物の生息の有無や 食害を引き起こす原因種を調べることも可能です 手作り撮影装置 浜名湖で撮影された生物 ( 左 : タイワンガザミ 右 : スズキ ) 撮影装置は 市販カメラ 塩ビ管などの安価な材料で手作りできます また カメラの機能により 間欠撮影やビデオ撮影 夜間撮影 ( ライト必要 ) も行うことができます 3

5 3. 生物の多様性を評価する 生物がどのくらい多様に存在するかを評価する指標は色々あります 各指標の特色を理解し 目的にあった指標で評価することが大切です 用いる指標によって多様度を示す指数は異なる シャノンの指数 ( 注 4) は各種の相対的な比率を反映するため 密度が高くても低くても 相対的な頻度が同じであれば指数の値は同じになります 一方 森下の繁栄度指数 ( 注 5) を用いた場合 多様度と密度の両方を加味した指数を算出することができます 漁場 A 漁場 B 漁場 C 漁場 D 多様度を測る指標の例 種数 シャノンの指数 森下の繁栄度指数 それぞれの指標の特徴を理解した上で 目的別に使い分ける必要があります ( 注 4) シャノンの指数 : 生物多様性を示す指数の 1 つ 群集内の種数が多く さらに群集内で各種が同程度の個体数を占めている場合に高い値を示す ( 注 5) 森下の繁栄度指数 : 生物多様性と豊かさを示す指標の 1 つ 群集内の種数が多く 各種が同程度の個体数で 全体の個体数が多いと高い値を示す 生物相調査から群集の特徴や変化をとらえる 算出した多様度指数は 経時変化のモニタリングや群集間の比較 指数間の比較に用いることができ そ こから生物群集の特徴や変化をとらえることができます 時間経過 変化をモニタリング 漁場 A 群集 A 多様度指数を計算 蓄積 群集の違いを把握 漁場 B 群集 B 多様度指数を計算 複数の指標で比較 種数 シャノン 森下 etc. 4

6 4. 漁場の生物量を評価する 漁場の評価を行う場合 生物多様性だけでなく生物量の観点からも評価を行うことが重要と考えられます 漁場の生物量との関係性が認められる指標もいくつか見つかりました 生物量の簡便な指標 1 線虫 線虫は メイオベントス ( 注 6) の代表種です 干潟で調査を行った結果 線虫の分布量がマクロベントス ( 注 7) の分布量と正の相関を示しました マクロベントス ( アサリなど ) メイオベントス ( 線虫など ) 線虫の分布量を調べることでマクロベントスの分布量が多い干潟であるかどうかを推定するのに役立ちます ( 注 6) メイオベントス :1mm 目合のふるいを通過する底生生物の総称 ただし 本調査では目合 2mm のふるいを使用して調査した ( 注 7) マクロベントス :1mm 目合のふるい上に残る底生生物の総称 ただし 本調査では目合 2mm のふるいを使用して調査した マクロベントスの分布量 (gw.w./0.12m 2 ) 線虫の分布量 (μgw.w./6.6cm 2 ) 干潟の線虫の分布量とマクロベントスの分布量の関係 (1 干潟 3 定点の平均 ) 生物量の簡便な指標 2 炭素安定同位体比 アサリの炭素安定同位体比 (δ 13 C 値 ) を調べることで その海域の植物プランクトンの豊富さがわかり 二枚貝類の養殖適地の選定などに役立つと期待されています アサリの δ 13 C 値 (2013~2014 年採取 ) 海域のクロロフィル a 量 (2009~2011 年平均 μg/l) クロロフィル a 量とアサリの δ 13 C 値の関係 アサリの δ 13 C 値は 各海域のクロロフィル a 量 ( エサの量 ) と正の相関を示す ( 注 8) アサリの δ 13 C 値 (2013~2014 年採取 ) アサリの生産量 (2009~2011 年平均 t/km²) アサリの生産量とアサリの δ 13 C 値の関係 アサリの δ 13 C 値は 各海域のアサリの生産量とも正の相関を示す アサリの δ 13 C 値を調べることで 植物プランクトンの豊富さが推定できると同時に これをエサとするアサリなどの生物の生産量の指標になる ( 注 8) 植物プランクトンの生育密度が高くなると 植物プランクトン自身の δ 13 C 値が高くなることが知られており これを捕食したアサリの δ 13 C 値も高くなることが理由と考えられます 5

7 おわりに 持続的な漁業生産を可能にするためには 漁場環境及び生物の多様性を表す適切な指標を開発し その指標をもとに保全策を講じていくことが重要です また 全国の干潟漁場で生物調査を行った結果からは 生物量と生物多様性との間に負の相関が認められています 生物の量と多様性との関係性についてはさらに知見を集積して確かめる必要がありますが 漁場の評価をする際には 生物の量と多様性の両面から評価することが重要と考えられます 生物多様性に配慮した漁場のあり方の検討材料として 生物群集を対象とした現場の調査に挑戦してみてはいかがでしょうか 水産動植物の種類や採捕の方法によっては 各都道府県の漁業調整規則により 許可等が必要な場合があります 詳しくはホームページへ 詳細については 国立研究開発法人水産研究 教育機構瀬戸内海区水産研究所のホームページ ( 以下のアドレス ) からご覧になれます ホームページはここからもアクセスできるよ 群集解析ツール / 群集データの多変量解析法と R のコードの解説お手持ちのデータから 生物多様性の程度を計算できます 干潟の生物多様性の評価と調査の手引きカメラ撮影で魚類相を調べる方法も紹介されています 岩礁生態系の生物多様性の評価と調査の手引き岩礁生態系における生物相調査の例が紹介されています 6

8 このパンフレットの内容は下記ページからもご覧になれます 漁場 生物多様性 検索 < 水産庁への問い合わせ先 > 増殖推進部漁場資源課生態系保全室 TEL: このパンフレットの内容は 国立研究開発法人水産研究 教育機構 中央水産研究所 日本海区水産研究所 瀬戸内海区水産研究所 増養殖研究所の協力のもとに作成されました ( 平成 31 年 3 月作成 )

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