魚に耳はあるのか? もしそうなら、人は彼らの聴力にどんな影響を与えるのでしょう?

By: Dana Sackett

一見すると、魚には耳がないように見えますが、聞こえないわけではありません。 魚の頭には通常、音が入る穴はありませんが、体を通して音を拾う内耳があるのです。 実際、多くの魚は、産卵、遊泳、捕食者の回避だけでなく、生息地や仲間を探すのにも耳を頼りにしている。 水中での音の伝達速度は空気中の約4倍であるため、魚は音を通じて素早く、比較的遠くまでコミュニケーションをとることができるのです。

fish-with-ears
Photo source.Pirates: http://www.etc-hearing.com/oneday.html

水中では音が速く伝わるにもかかわらず、すべての魚に目立った聴力があるわけではないのです。 実際、魚の音を聞く能力は、内耳の設計によって大きく変化する。 例えば、内耳とガスの入った空洞がつながっている魚は、一般的に他の魚よりも聴覚が優れています。 魚は通常、30~1000Hzの範囲で最もよく聞こえるが、5000Hzまで感知できる種や、低周波音や超音波に敏感な非常に例外的な種もいる(比較として、人間は一般に20~20000Hzの範囲で聞こえるが、約400~2000Hzの水中音に最も敏感である)。

魚耳
左:3つの半規管と3つの耳石器がある内耳。 右。 耳石器の模式的な切り口。 出典:Lasse Amundsen. 写真の出典はこちら。 http://www.geoexprp.com/articales/2011/03/marine-seismic-sources-part-viii-fish-hear-a-great-deal

魚の音の使い方の一例として、仲間を引き付けたり見つけたりすることが挙げられます。 例えば、ミッドシップフィッシュのオスはメスを誘うために歌い、オスの巣に卵を落とすために遠くからメスが来るようにセレナーデをします。 しかし、不思議なことに、この歌に反応するのは繁殖力の強いメスだけなのだ。 科学者たちは、繁殖力の強いメスだけが反応する理由は、エストロゲン(繁殖力の強いメスは豊富に持っている)の増加だと考えている。 このエストロゲンの増加により、メスがオスの高周波の交尾音を聞き分ける能力が高まることが確認されている。 実際、この研究は、ヒトを含む多くの脊椎動物の耳にエストロゲン受容体が存在する理由を初めて示唆するものであった。

atlantic_midshipman__porichthys_plectrodon_
歌うミッドシップマン魚(Porichthys plectrodo)雄の姿です。 写真出典 http://en.wikipedia.org/wiki/Midshipman_fish

魚が音を使う方法のもう一つの例は、異なる生息環境のタイプで録音した音を使って、幼魚がどう反応するかを見た研究によるものです。 彼らは、幼魚が特定の生息地からの音を使用して、希望するサンゴ礁の生息地への夜間の移動を方向付け、誘導していることを発見しました。 このような聴覚的な合図が途絶えると、より保護的なサンゴ礁の生息地へ夜間に移動する稚魚が抑制される可能性があるため、これは重要な結果である。

fish-sound-1
Slabbekoornら(2010)により、中程度だが広範な人為的騒音条件が魚に与えうる影響を評価するために述べられた研究の4大分野です。 図の出典はこちら。 Slabbekoorn et al. 2010

いくつかの魚の生存と繁殖に音が果たす重要な役割を知れば、魚の聴覚能力を変えることが、それらの魚に大きな影響を与えることが想像できるでしょう。 魚の聴覚に影響を与える要因はたくさんあります。 分かりやすい例としては、単純に騒音が挙げられます。 沿岸部でモーターボートを使用する人が増え、沿岸開発、石油・ガス探査、船舶輸送の増加に伴い、水生環境の騒音は前世紀に比べ変化してきました。 ボートの往来が激しい地域で魚がどのように感じるかは、モーターの動くボートに座れば想像がつくでしょう。 しかし、このことが魚に、そして魚の繁殖と生存の可能性にどのような影響を与えるのでしょうか。

fish-sound-2
特定の魚および哺乳類の聴覚範囲です。 破線は空気中における人間の聴力範囲。 図の出典 Slabbekoorn et al. 2010

魚の聴覚に影響を与えるかもしれないもう一つの要因は、海洋の酸性化です。 大気中の二酸化炭素(CO2)濃度が上昇すると、海に取り込まれる割合が増え、海が酸性に傾きます。 その結果、pHが低下し、海洋生物の石灰化を低下させる可能性がある。 魚類の聴覚は、内耳にある炭酸カルシウムの構造物(耳石と呼ばれる)に依存しており、潜在的な問題である。 以前のFisheries Blogの記事では、酸性化によってスズキの稚魚の耳石が小さくなるどころか大きくなったという研究を紹介したが(その理由はこちら)、この研究では、そうした変化が魚の聴覚にどう影響するかは評価されていない。 マイアミ大学の別の研究でも、大型熱帯魚であるコビアについて同様の結果が得られ、酸性化によって聴覚が向上する可能性が示唆されています。 しかし、最近の別の研究では、CO2が濃縮された状態が、日中のサンゴ礁の騒音に対するカクレクマノミの幼魚の聴覚にどのように影響するかを評価し、CO2がより濃縮された状態は、捕食者のサンゴ礁騒音に対する魚の聴覚と反応能力を低下させることが実証されました。 この結果は、これらの稚魚の生存に有害な影響を与える可能性があります。

clownfish
Clownfish hearing could be impacted by ocean acidification.海洋酸性化により、カクレクマノミの聴覚が影響を受ける可能性がある。 写真出典 http://en.wikipedia.org/wiki/File:Anemone_purple_anemonefish.jpg

意外なことに、魚の聴覚に影響を与えるものとして、養魚が考えられます。 耳石は通常アラゴナイト(安定した炭酸カルシウムの鉱物)で構成されていますが、天然の魚ではまれにベーターナイト(炭酸カルシウムの安定性の低い形態)が含まれることがあります。 しかし、孵化場で育てられた魚は、天然魚に比べて最大で10倍もバテライトの耳石を持つことが判明し、その結果、難聴になることも示唆されています。 この原因はまだ解明されていませんが、飼育魚に基づく再繁殖プログラムでは重要な検討事項です。

耳石
養殖のアトランティックサーモンの耳石です。 左の耳石(a)は全体がアラゴナイト。 右の耳石(b)は約90%がベータイトで、赤線はアラゴナイトのコア(破線)と周囲のベータイト(実線)を示している。 出典はこちら。 Reimer et al. 2016

ここに挙げたもの以外にも、魚の聴覚に影響を与え、生存と繁殖のために耳に依存している魚に有害な影響を与える可能性がある要因はたくさんあります。 これらの要因の多くについては、人間の活動が魚の聴覚にどのように干渉しているのか、あるいは干渉している可能性があることを理解し始めたばかりです。 健全な漁業を維持し、水生生態系を保護するためには、人間の活動が、明白な方法と予想外の方法の両方で、魚の繁殖と生存の能力にどのような影響を与えるかを理解することが重要なのです。

参考文献・その他の読み物:

Bass AH. 2016. 聴覚とホルモン:比較アプローチに敬意を表する。 In: Hearing and hormones Eds: Bass AH, Sisneros JA, Popper AN, Fay RR. シュプリンガー・ハンドブック・オブ・オーディトリー・リサーチ. シュプリンガー・インターナショナル・パブリッシング・スイス。 57. DOI: 10.1007/978-3-319-26597-1_1

Bignami S, Enochs I, Manzello D, Sponaugle S, Cowen RK. 2013. 海洋酸性化は汎熱帯魚種の耳石を変化させ、感覚機能への影響を示唆した。 このような場合、「震災の影響」を考慮する必要があります。 魚による音の検出を再考する。 Hearing research 273:25-36.

ラドフォードCA、スタンレーJA、シンプソンSD、ジェフスAG. 2011.

サンゴ礁の幼魚は音で生息地を探す。

Radford CA, Stanley JA, Simpson SD, Jeffs AG. 30:295-305.

ライマーT、デンプスターT、ウォーレン-マイヤーズF、ジェンセンAJ、スウェラーSE. 2016. 矢状耳石におけるベーターライトの高い有病率は、養殖魚の聴覚障害を引き起こす。 ネイチャー. Scientific Reports DOI: 10.1038/srep25249

シンプソンSD、マンデーPL、ウィッテンリッチML、マナッサR、ディクソンDL、ガリアーノM、ヤンHY.Simpson SD, Munday PL, Wittenrich ML, Manassa R, Gagliano M, Yan HY. 2011. 海洋酸性化は、海洋魚の重要な聴覚行動を侵食する。 2011年。 7:917-920.

Slabbekoorn H, Bouton N, van Opzeeland I, Coers A, ten Cate C, Popper AN. 2010. A noisy spring: the impact of globally rising underwater sound levels on fish. Trends in Ecology and Evolution 25:419-427.

http://sciencenetlinks.com/science-news/science-updates/fish-ears/

http://www.dosits.org/science/soundmovement/speedofsound/

http://www.newsweek.com/half-all-farmed-fish-have-hearing-loss-thanks-deformed-ear-bones-453230

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。