魚の成長と温度:重要な関係
この研究は、温度が魚の成長と生存にどんな影響を与えるか、特に変わりゆく気候の中でどうなるかを明らかにしているよ。
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体の成長は多くの生物にとって重要で、環境との関わり方にも影響を与えるんだ。湖や海みたいな水域では、成長は温度や他の条件に応じて変わることがある。この成長は、個々の魚にとってだけじゃなくて、食物連鎖を通じてエネルギーの動きにも影響を与えるよ。例えば、大きい魚はしばしば違うものを食べたり、小さい魚とは異なる生存率を持ってたりする。
魚にとって、特に周囲の温度を使って体を温める魚は、暖かい水が成長を助けることがあるんだ。成長にとって理想的な温度を下回っているときに、ちょっと温度を上げるだけで大きな違いが出ることも。特に若い魚は暖かい水で成長する傾向があるけど、年を取った魚はあまり効果がないかもしれないし、場合によっては暖水が成長を妨げることも。これは、魚が年を取るにつれて、より大きくなることよりも繁殖にエネルギーを注ぐようになるからかもしれない。
野生では、魚の成長は周りにどれだけの魚がいるかや、どれだけ食べ物があるかによっても影響される。もし食べ物を競う魚が多かったり、食べ物が足りなかったりすると、成長が遅くなることがあるんだ。気候変動に対する魚の反応を本当に理解するには、温度が実際の環境で成長にどう影響するかを見ていくことが重要だね。
魚の成長を研究する上での課題
研究者は、温度の変化が魚の成長にどんな影響を及ぼすかを追うのが難しいことが多い。データが短期間しか集められないことが多くて、長年にわたる十分な温度変化が見えないかもしれない。だから、一部の科学者は、さまざまな温度の場所を見て、ある場所で何が起こるかを推測する方法を使ったりするけど、これは地域ごとの条件の変化に応じて難しいこともあるんだ。
また、魚の個体群がその住んでいる温度に適応しているかどうかも知っておくことが大事。特定の地域の魚が地元の温度に適応しているか理解することで、研究者は気候変動にどのように反応するかをより良く予測できる。こうした研究には、魚の個体群間での大きな温度差を示す長期的なデータが必要なんだ。
ケーススタディ:バルト海のパーチ
気候変動が成長にどう影響するかを見るために、スウェーデンのバルト海岸に生息する一般的な魚のパーチを研究することができるよ。パーチはあまり漁獲されず、一つのエリアに留まることが多いから、成長に対する温度の影響を調べるのにいい選択なんだ。
この研究では、数十年にわたって何千匹ものパーチのデータが集められた。研究者たちは、成長と温度の関係を理解したり、特定の場所で成長のための理想的な温度が他と比べてどう違うかを調べたかったんだ。これは、異なる年齢の個体の大きさを評価し、水温と比較することで行われたよ。
データ収集と分析
研究では、パーチのサイズと年齢のデータを、異なる場所の海面温度の測定データと組み合わせて使ったよ。中には近くの発電所の熱の影響を受けた場所もあって、研究するのに幅広い温度の範囲ができたんだ。収集したデータには、魚の年齢、長さ、温度の情報が含まれていて、これらの要素の交差を詳細に理解するのを助ける。
成長を分析するために、特定の成長方程式を使って、時間と共に体重とサイズがどう変わったかを理解するために調べた。これは、五歳以上の魚を見て、信頼できる結果を得るための十分なデータポイントを提供したんだ。
成長率を温度に関連付けて、研究者はさまざまな場所での平均水温を再構築した。これを測定するために、オートマチックデータロガーや手動記録など、さまざまな方法を使った。異なる温度データのソースを組み合わせることで、成長と温度の相関関係をより明確に理解できたんだ。
成長と温度に関する発見
分析の結果、平均水温は場所によって大きく変動し、特定の地域では時間とともに上昇していることが分かった。データは、一部の場所の温度が理想的な成長温度モデルによって予測されたものよりもかなり高いことを示していた。その結果、同じ地域内の魚の成長率は大きく異なったんだ。
成長と温度の関係を比較すると、寒い環境からの魚の群れは、温度が上がるにつれて一般的に成長が良いことがわかった。一方、暖かい環境からの魚は、高温で成長が減少し始めるようになる。全体的には、場所ごとに違いはあったけど、これらの魚の群れは温度に対する成長の傾向に関して一般的なトレンドに従っていたんだ。
さらに、個々の場所が成長にとって異なる理想的な温度を示したけど、この違いは地域の環境条件に直接的には結びついていないことが分かった。これから、パーチの個体群は予想よりも地元の温度に適応していない可能性があることを示唆しているんだ。
発見の意味
異なる環境での成長パターンに適応が見られないことは、気候変動が進む中で魚の個体群に潜在的な問題を示唆しているよ。もし温度が理想的なレベルを超えて上昇すると、成長率が減少し、暖かい水では魚の個体群が減少する可能性があるんだ。これは魚や彼らが住む生態系にとっての課題になるね。
この結果は、さまざまな魚の個体群が温度変化にどう反応するかを考慮する必要性も強調している。これらの違いを考慮しないと、気候変動が種にどんな影響を与えるかについて誤解を招くことになるかもしれない。温度が上がり続ける中で、これらの反応を理解することは保護活動にとって重要なんだ。
今後の研究への提言
こうした発見を受けて、今後の研究では魚の成長に対する温度の影響をより注意深く見ることが重要だよ。研究者は、長期間のデータや多様な温度データを使って、より良い洞察を得ることを考えた方がいいね。また、さまざまな魚の個体群が環境の温暖化によってどう変化するかを評価する必要もあるんだ。
さらに、各魚の個体群の温度の好みに焦点を当てることで、将来の成長トレンドを予測するためのより良いモデルを構築できるはず。これが、脆弱な個体群を保護し、生態系のバランスを維持するための戦略を発展させるのに役立つだろうね。
結論
要するに、パーチみたいな淡水魚の成長は温度に大きく影響されるんだ。私たちの研究は、温度が上がることで成長する魚の個体群がある一方で、他の魚は温暖が進むことで成長が悪化することを示している。個体群が地元の温度に適応していない事実は、気候変動が続く中で彼らの未来に懸念を抱かせるよ。これらのダイナミクスを理解することは、魚の個体群を保護し、温度が変化する中で水中生態系の健康を確保するために不可欠なんだ。
タイトル: Stronger effect of temperature on body growth in cool than in warm populations suggests lack of local adaptation
概要: Body size is a key functional trait that has declined in many biological communities, partly due to changes in individual growth rates in response to climate warming. However, our understanding of growth responses in natural ecosystems is limited by relatively short time series without large temperature contrasts and unknown levels of adaptation to local temperatures across populations. In this study, we collated back-calculated length-at-age data for the fish Eurasian perch (Perca fluviatilis) from 10 populations along the Baltic Sea coast between 1953-2015 (142023 length-at-age measurements). We fitted individual-level growth trajectories using the von Bertalanffy growth equation, and reconstructed local temperature time series using generalized additive models fitted to three data sources. Leveraging a uniquely large temperature contrast due to climate change and artificial heating, we then estimated population-specific and global growth-temperature relationships using Bayesian mixed models, and evaluated if they conformed to local adaption or not. We found little evidence for local adaptation in the temperature-dependence of individual growth curves. Instead, population-specific curves mapped onto a global curve, resulting in body growth increasing with warming in cold populations but decreasing in warm populations. Understanding to which degree the effects of warming on growth and size are population-specific is critical for generalizing predictions of climate impacts on growth, which is a key biological trait affecting multiple levels of biological organisation from individuals to ecosystem functioning.
著者: Max Lindmark, J. Ohlberger, A. Gardmark
最終更新: 2024-05-09 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.17.575983
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.17.575983.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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