8 個のハマグリを使って市全体の飲料水の水質を検査するのは信頼できるのでしょうか?

人々が清潔で無毒な水を飲めるかどうかが、公務員の働き次第だなんて、誰が想像したでしょうか。

クラムベルズ｜ファットキャシー

ポーランドの首都ワルシャワでは、人々の日常生活は主にヴィスワ川の表流水に依存しています。川の真ん中にあるデビッツ水処理場の科学者たちは、住民が飲む水が汚染物質を含まないように常に水質を監視しています。科学者が使用する早期警告システムの一つが、この潔癖症の貝類です。

ヴィスワ川上流のポンプはポーランドの首都に何百万リットルもの水を供給しています |ファット・キャシー

潔癖症のハマグリ

ほとんどの水生動物と同様に、ハマグリも生息する水の質によって生存が左右されます。

水が比較的きれいなときは、彼らは喜んで殻を開き、水を流します。自然環境の水の流れには、多くの微細な食物粒子が含まれています。水がハマグリの殻を通過すると、ハマグリの鰓糸の繊毛がこれらの食物粒子を捕らえ、ハマグリの口まで運びます[1]。

水が比較的きれいなときは、ハマグリは口を開けて流れから餌を食べます｜worldanimalfoundation.org

水がきれいでないと、水中の有害物質が貝類に害を及ぼします。そのため、彼らは自らの防御機構を活性化し、殻を閉じて水の流れを減らすことを選択します。しかし、貝が殻を閉じると餌を食べられなくなり、時間が経つと餓死してしまう可能性があります。[2]この「清潔さへの執着」により、ハマグリはポーランド国民の水利用を守るという野望を実現できるのです。

「公務員」としてアサリを捕る

すべての貝が水質を検知できるわけではありません。特にきれいな湖や貯水池に生息する貝だけが、水質の守護者として機能できます。

科学者たちはきれいな水の中で貝を捕獲し、研究室に持ち帰った。ハマグリは新しい環境に到着すると、2 週間の適応期間を経ます。この間、科学者たちは貝が水質を正確に検出できるように調整します。[3] このプロセスの間、貝は非常にきれいな水に生息し、科学者たちは貝の殻が自然に開閉する様子を観察します。水質が悪化するとすぐに殻を閉じます。[4]

ハマグリはグルバ・カシュカ（ファット・キャシー）ポンプ場で生息しています |ファット・キャシー

貝が検定に合格すると、科学者たちは貝に安全な特殊な接着剤を使って磁石の付いたワイヤーのコイルを貝の殻に接着し、水槽に入れる。水槽内には貝殻の開閉を検知する磁場センサーも設置されています。

コイルをハマグリに接着する |ファット・キャシー

8匹の貝からなる水質検査チーム

ハマグリにもチームワークが必要です。水質を検査するために、8個の貝が水槽に入れられます。 6匹が同時に4分以上殻を閉じると、水処理場の警報が鳴り、給水が止まります。

しかし、これらの貝からは、正確に何が水を汚染しているのかは分かりません。そのため、警報が受信され給水が停止されると、水処理施設の科学者はすぐに水の汚染を検出するための実験を実施します[3]。

ハマグリ公務員｜ファット・キャシー

アサリが働き終わったら、アサリ炒めになるのか…いやいや！

貝が過労にならないように、 3か月間働いた後、貝は元の海に戻され、野生の生活を続けることになります。科学者たちは、彼らを放す際に、再利用されないように殻に印を付けます。[4]

しかし、人々の水の安全性はこれらの貝だけに依存しているわけではありません。他の 21 世紀の水処理施設と同様に、デビッツ水処理施設にも、ハイテクで洗練された水質検出および早期警告システムが備わっています。サービング貝は単に人々の水の安全性に対する追加の保険層に過ぎません[3]。

環境を監視する働く生き物

環境を監視するのに役立つ生物は貝だけではありません。多くの動物、植物、さらには細菌もこの分野に貢献してきました。

鉱山のカナリア

電子式一酸化炭素検知器が炭鉱探査で広く使用されるようになる前は、カナリアが炭鉱労働者の安全を守るのに役立っていました。

一酸化炭素は無色無臭です。すぐに酸素と置き換わり、ヘモグロビンと結合して、酸素不足で人を失神させたり、死に至らしめたりすることもあります。人間と比較すると、カナリアは一酸化炭素に対して非常に敏感です。そのため、20世紀には多くのイギリスの鉱夫が鉱山の探索にカナリアを連れて行き、鳥が奇妙な行動を始めたら、すぐに退却して無力化される前に身を守った。[5]

一酸化炭素を検知するカナリア |フォーブス

汚染物質を検知する植物

日本の神戸大学の教授たちは、土壌や水を汚染する可能性のある有機汚染物質を検出する魔法の植物を開発した。

ダイオキシンは誰もが知っている非常に有毒な汚染物質です。免疫系にダメージを与え、ホルモンに影響を与え、生殖や発育に問題を引き起こす可能性があります。ダイオキシンに似た特定のポリ塩化ビフェニル (PCB) も同様の毒性があり、「ダイオキシン」としても分類されます。

教授たちは動物の受容体遺伝子を植物にクローン化した。植物が環境中のPCBにさらされると、白化症や根の短縮などの構造異常など、目に見える形態学的変化[6]が現れます。この検査方法は、汚染物質を検査するために土壌サンプルを採取するよりも便利で安価です。

遺伝子組み換え植物は有機汚染物質を検出すると成長形態に変化が現れる |参考文献[6]

水質検査用バクテリア

深セン職業病予防治療研究所の科学者らは、バイオエンジニアリング技術によって改変された細菌が、人体に有害な二価カドミウム（Cd(II)）に遭遇すると青紫色に変わるということを発見した。水域を観察するだけで、水中のカドミウム含有量が基準を超えているかどうかを効果的に検出することができます[7]。

環境モニタリングに「貢献」する動物、植物、さらには微生物も数多く存在します。私たちは、こうした自然の生命に感謝するだけでなく、環境への悪影響を減らすよう努めるべきです。汚染もそれほど多くなく、ハマグリが働く必要もありません!

参考文献

[1]ハマグリは何を食べますか？ http://shellfish.ifas.ufl.edu/clams_eat/home.php#:~:text=Filter%20feeding%20is%20accomplished%20by,be%20digested%20by%20the%20animal。

[2]ファット・キャシー（2019年）。 https://www.imdb.com/title/tt15563054/ は https://vimeo.com/339428901 でご覧いただけます。

[3]ポーランドの水道水は本当に貝類によって保護されているのか？ https://www.youtube.com/watch?v=i0RkEs3Xwf0 で

[4]ポーランドが水供給を制御するためにハマグリをどのように利用しているかを説明する人がいますが、それはかなりクレイジーです。 https://www.boredpanda.com/clams-measure-water-quality-poland-fat-kathy/?utm_source=google&utm_medium=organic&utm_campaign=organic

[5]炭鉱のカナリアは古い歴史ではない。 https://www.forbes.com/sites/kionasmith/2019/12/31/the-canary-in-the-coal-mine-isnt-ancient-history/?sh=50f8bd374393

[6]植物を用いた有機汚染物質の環境モニタリングhttps://globalplantcouncil.org/environmental-monitoring-of-organic-pollutants-using-plants/

[7]Hui、Cy.、Guo、Y.、Li、H. 他。視覚的な細菌バイオセンサーを使用して水中の環境汚染物質カドミウムを検出します。科学報告12、6898（2022）。 https://doi.org/10.1038/s41598-022-11051-9

著者:ヘイゼル

編集：リトルタオル、マイマイ

タイトル画像出典: Fat Kathy