【スマートファーマーズ】古代の魔法の単細胞 - 養殖環境における原生動物

飼育池から水を一滴採取するのは普通のことのように見えるかもしれませんが、顕微鏡で見ると、信じられないほど小さな「動物園」を見ることができます。この「動物園」には、単純な構造だが複雑な機能を持つ単細胞動物の一種が生息しています。これらは原生動物であり、原生動物としても知られています。しかし、単細胞の原生動物と水生動物の間には愛憎関係があることは、あまり知られていないかもしれません。

一人の人間が世界を征服する

地球上に現れた最も古い動物である原生動物の最大の特徴は、小さくて単純なことです。原生動物の体全体はたった 1 つの細胞です。記録に残る最小の個体はわずか 2 ミクロンであり、ほとんどは 100 ミクロン未満です。下の写真のピンの先端の直径は約 1 mm ですが、それに比べるとほとんどの原生動物は非常に小さく見えます。

原生動物とタックのサイズの比較

「スズメは小さいかもしれないが、すべての器官を備えている。」原生動物は細胞が1つしかありませんが、完全な生物として、基本的な「食べる、飲む、排便する、排尿する」という動作を自力で行うことができます。まさに万能の「赤ちゃん」と言えるでしょう。捕食のための細胞口と胞子、消化のための食胞、排泄のための集合管、収縮胞、肛門、運動のための仮足、鞭毛、繊毛、防御のためのエロポディアなどを持つ。

原生動物の摂取

「食糧は国民にとって第一の必需品である。」原生動物も他の動物と同様に、食べる必要があります。体は小さいですが、食べ物に好き嫌いはありません。原生動物は幅広い食性を持っており、細菌、藻類、有機粒子を好み、同種のより小さな原生動物を飲み込むことさえできます。

しかし、特定の原生動物の餌が水生動物の体組織である場合、これらの原生動物は水生動物に病気を引き起こす可能性のある病原体になります。

原生動物のさまざまな形態

水生動物との愛憎関係

原生動物科は長い歴史を持つため、その数は膨大で、数も多く、広く分布しており、30,000 種以上が発見されています。

分類学者は、それらをよりよく区別するために、異なる器官と運動方法に応じて、鞭毛虫類、菌足動物門、胞子虫類、繊毛虫類の 4 つの主要な科に分類しました。その中で、水生動物の原虫病と最も直接的な関係があるのは、主に胞子虫類と繊毛虫類です。

胞子虫科のすべてのメンバーは体内にのみ寄生することができ、動物のどの部分にも寄生することができます。したがって、この科は寄生性原生動物の中で最も多くの種を保有し、最も広く分布し、最も大きな害を及ぼす科でもあります。経験豊富なブリーダーの中には、「胞子」という言葉を聞くと非常に怖がる人もいます。

魚類に特に寄生する粘液胞子虫を例にとると、胞子には通常 1 ～ 2 個の細胞質と 1 ～ 6 個の極性カプセルが含まれます。極性カプセルにはコイル状の極性フィラメントが含まれており、これが宿主に侵入するための構造となっています。粘液胞子虫は体に粘液の膜があることが多く、それが名前の由来となっています。

顕微鏡で観察した粘液胞子虫

粘液胞子虫の寄生は魚類の正常な組織を破壊したり圧迫したり、寄生部位の正常な機能に影響を与えたり、魚類の全体的な免疫力を低下させたり、他の寄生虫による共感染を起こしやすくしたりして、深刻な結果をもたらします。

本来、粘液胞子虫による単独の感染は魚類にとって致命的ではないかもしれませんが、他の病原体と結合して感染複合体を形成すると、病原性が高まり、感染した魚類の死につながることがよくあります。

さらに、粘液胞子虫に感染した魚は、体や鰓の表面に斑点、小胞、潰瘍などが生じることが多く、外観に大きな影響を与え、その結果、魚の価格や経済的利益にも影響を及ぼします。

胞子虫科とは異なり、繊毛虫綱のほとんどのメンバーは自由生活性であり、寄生種はわずかな割合を占めるのみで、通常は水生動物の表面に外部寄生するため、害は少ない。

繊毛虫は、体表面に密集して分布する繊毛にちなんで名付けられました。繊毛は人間の髪の毛に相当しますが、機能は異なります。繊毛の主な機能は運動です。繊毛の協調振動により、昆虫の体はどこにでも泳ぐことができます。

繊毛虫の無害な種は、水生動物の表面にランダムに生息し、水生動物と共生バランスを保っていることが多い。しかし、周毛繊毛虫などの繊毛虫が異常に増え、稚エビの体表に大量に発生すると、稚エビの動きが不便になり、摂食にも影響を及ぼし、発育の遅れや脱皮障害などを引き起こします。水生動物の鰓糸に生息する繊毛虫の一種であるホイルワームなどの寄生種は、数が多すぎると鰓糸に深刻な損傷を引き起こす可能性があります。

ホイールワーム

繊毛虫類 - 多糸動物

寄生病原体としての原生動物は水生動物に危害を与える可能性がありますが、危害を与えるだけでなく、水生動物の「良き隣人」でもあります。

原生動物科の多くのメンバーは、非常に効率的なバクテリア食者であり、水中の他の微生物を直接食べたり、特定の物質を分泌したりすることで、その数を制御しま す。同時に、水生動物の好物の餌となり、他の動物の成長に重要な栄養とエネルギーを提供します。彼らは一次生産者と高次の栄養段階をつなぐ存在であり、水中動物園が調和のとれた共存の大きな家族を形成するよう導いています。

さらに、「小型」原生動物は水環境に対して非常にうるさいです。特定の種は特定の環境条件下でのみ生存できます。生息環境が良好でなければ、活動が鈍くなり、水質警報の「自殺部隊」となってしまいます。そのため、養殖においては原生動物の種類や数の変化を観察することで水質を判断することができます。

この「両刃の剣」を上手に使う方法

原生動物を有効に活用するためには、水域における有害種を抑制し、有益種の数と割合を増やすとともに、水域における原生動物の有益な効果を最大限に高め、有害な影響を回避することが必要である。

まず、養殖水環境を制御し、水質を新鮮に保ち、水環境要因の変化を減らし、特定の環境条件の形成を回避し、有害種による脅威を減らす必要があります。

第二に、私たちは熱心に監視し、早期に検出し、早期に予防および制御する必要があります。有害な種は速やかに駆除する必要があります。爆発的な増殖の兆候が現れたら、水の交換や微生態学的製剤の投与などの的を絞った対策を講じて、原生動物の個体数を適切な範囲内に維持する必要があります。

また、原生動物の総数のバランスをコントロールしながら、有益生物種の割合を増やします。人間の腸内細菌叢と同じように、水環境における有益な種と有害な種は、増加と減少の関係にあることが多いです。有益生物種を増やし、健全で安定した繁殖環境を確立することで、原生動物による病気が発生する可能性が低くなります。

著者: 張秀梅 (煙台海洋経済研究所エンジニア)

科学評論：ジ・ダオデ（煙台大学教授、煙台大学海洋学院大学院講師）

企画：劉 亜丹（研究者、国家主席科学コミュニケーション専門家） 張 全生（煙台大学教授）

コーディネーター: ウー・ユエトン、シェ・ユン

校正者：Luo Yuchen（インターンシップ）