海馬幼生の行動・生理反応に及ぼす温度上昇の影響。熱の嗜好性、耐性、エネルギーバランス、成長

Effect of a gradually increasing temperature on the behavioural and physiological response of juvenile Hippocampus erectus: Thermal preference, tolerance, energy balance and growth.

• M Mascaró
• J L Horta
• F Diaz
• K Paschke
• C Rosas
• N Simões

抄録

温度に対する外皮動物の生理的・行動的反応は、個体の過去の熱履歴に大きく依存している。しかし、実験室で行われている研究では、温度変化の速度など、熱曝露の重要な時間的要素はほとんど考慮されていません。メキシコ、ユカタン州の熱帯沿岸ラグーンに生息するタツノオトシゴの幼生、Hippocampus erectus は、30 日間、温度 25℃で一定、25℃から 30℃（GI 25-30）まで 5 日ごとに 1℃ずつ上昇、30℃で一定、という対照的な環境に曝露された場合、体温調節の生理学的・行動的記述に変化が見られるという仮説を検証した。曝露直後、タツノオトシゴの臨界最高温度、熱嗜好性、酸素消費量、部分エネルギーバランス、成長率、生存率を測定した。GI 25～30に曝露されたタツノオトシゴは、臨界最高温度（37.8±0.9℃）、嗜好性（28.7±0.4℃）、成長（1.10±0.4℃）、生存率（1.10±0.9℃）、酸素消費量、部分エネルギーバランスが有意に高かった。10±0.49％）及び生存率（97.6％）は、C 30に曝露されたものよりも高かった（それぞれ36.5±1、29.4±0.3℃、0.48±0.32％、73.8％）。どちらの高温体制でも代謝抑制が誘導されたが、30℃への一定曝露（それぞれ115.4±63.4Jg/日、65.3％）に比べて、ランプ時の方がエネルギー同化量が多く（278.9±175.4Jg/日）、成長のためのエネルギー効率が高い（89.8％）結果が得られた。このことは、環境変化に対応するための幼虫H. erectusの能力を反映していると考えられる。このような利点はあるものの、熱曝露の累積的な影響が代謝能力に影響を与え、最終的には生存率を低下させるため、この能力は時間的には限られている。海洋温暖化に伴う熱変動に対するタツノオトシゴの応答を研究するには、将来のシナリオの下でのタツノオトシゴの脆弱性を予測するために、熱曝露の時間的要素を考慮する必要がある。

The physiological and behavioural responses of ectotherms to temperature is strongly dependent on the individuals' previous thermal history. Laboratory based studies investigating the mechanisms of thermoregulation in marine ectotherms, however, rarely consider key temporal elements of thermal exposure, such as the rate at which temperature changes. We tested the hypothesis that juvenile seahorses, Hippocampus erectus, from a tropical coastal lagoon in Yucatan, Mexico, would exhibit variations in physiological and behavioural descriptors of thermoregulation when submitted to contrasting regimes during 30 days: temperature constant at 25 °C (C 25); gradually increasing 1 °C every 5 days from 25 to 30 °C (GI 25-30); and constant at 30 °C (C 30). Immediately after exposure, critical maximum temperature, thermal preference, oxygen consumption, partial energy balance, growth rate and survival of seahorses were measured. Seahorses exposed to GI 25-30 showed a significantly higher critical thermal maxima (37.8 ± 0.9 °C), preference (28.7 ± 0.4 °C), growth (1.10 ± 0.49%) and survival (97.6%) than those exposed to C 30 (36.5 ± 1, 29.4 ± 0.3 °C, 0.48 ± 0.32%, 73.8%, respectively). Both high temperature regimes induced metabolic depression, but ramping resulted in a greater amount of energy assimilated (278.9 ± 175.4 J g day) and higher energy efficiency for growth (89.8%) than constant exposure to 30 °C (115.4 ± 63.4 J g day, 65.3%, respectively). Gradually increasing temperature allowed physiological mechanisms of thermal adjustment to take place, reflecting the capacity of juvenile H. erectus to respond to environmental change. Despite its advantage, this capacity is limited in time, since the cumulative effect of thermal exposure affected metabolic performance, eventually compromising survival. The study of seahorse response to thermal variations in the context of ocean warming needs to consider the temporal elements of thermal exposure to foresee its vulnerability under future scenarios.

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