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海洋生態毒性研究のためのツールとして、プランクトン性橈脚類の生殖形質に基づく新しい指標を開発した
A novel index based on planktonic copepod reproductive traits as a tool for marine ecotoxicology studies.
PMID: 32498212 DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.138621.
抄録
橈脚類は、人工化された沿岸海域における気候変動と生態系汚染の優れた生物指標である。本研究では、重金属や多環芳香族炭化水素（PAH）や難分解性有機汚染物質（POPs）などの汚染物質の存在下で、自然条件下での卵生産率（EPR）、孵化成功率（HS）、ナプリウス生存率（NSR）の変化を調査したこれまでの研究結果をレビューした。高濃度では、カドミウムと銀は橈脚類の Acartia tonsa と Acartia hudsonica の EPR の増加を誘発するが、水銀への暴露は成体の EPR を 50%減少させる。3種類の金属はすべてHSに影響を与え、水銀はカドミウムや銀よりも強い影響を与える。カドミウムはCentropages ponticusの生殖形質に影響を与え、EPRと特にHSを減少させる。さらに、銅とクロムは高濃度では、ノトディアプトムス針葉樹のメスの1個当たりの卵数を有意に減少させた。有機汚染物質と多環芳香族炭化水素（PAH）については、Eurytemora affinisはナフタレン、2-メチルナフタレン、2,6-ジメチルナフタレン、2,3,5-トリメチルナフタレンの影響を受けることが報告されており、生態毒性試験に利用できるが、曝露時間が長い場合に限られる。Acartia tonsaは高濃度のフルオランテン、フェナントレン、ピレンでEPRとHSの有意な減少を示した。しかし，ペンタクロロフェノール（PCP）や1,2-ジクロロベンゼン（DCB）などの残留性有機汚染物質（POPs）に対する反応は異なる。E. affinisでは、EPRはDCBとともに増加するが、HSは1%未満に低下する。E. affinisでは，一晩暴露するとEPRは上昇するが，DCBの存在下ではHSは低いままであった。これらの結果に基づいて，海洋生態毒性調査に使用するための新しい橈脚類の生殖形質指数（CRT-Index）を開発し，いくつかの単純なケースで試験を行った。その結果、橈脚類は広範囲の汚染物質に対する感受性が高いことから、特に生殖形質（EPR、HS、NSR）を用いた生態毒性調査のモデルとして適していることが明らかになった。
Copepods are excellent bioindicators of climate change and ecosystem pollution in anthropized coastal waters. This work reviewed the results of previous studies examining changes in egg production rate (EPR), hatching success (HS), and nauplius survival rate (NSR) in natural conditions and in the presence of pollutants, including heavy metals and organic contaminants such as polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and persistent organic pollutants (POPs). At high concentrations, cadmium and silver induce an increase in EPR in the copepods Acartia tonsa and Acartia hudsonica, while exposure to mercury decreases EPR in adults by 50%. All three metals affect HS, with mercury inducing a stronger effect than cadmium and silver. Cadmium affects reproductive traits in Centropages ponticus, decreasing EPR and particularly HS. Furthermore, copper and chromium at high concentrations induce significant decreases in eggs per female in Notodiaptomus conifer. In terms of organic contaminant and Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs), Eurytemora affinis is reported to be affected by naphthalene, 2-methylnaphthalene, 2,6-dimethylnaphthalene, and 2,3,5-trimethylnaphthalene and can thus be used in ecotoxicity studies, but only if the exposure time is high. Acartia tonsa shows significant reductions in EPR and HS at high concentrations of fluoranthene, phenanthrene, and pyrene. However, the response to Persistent Organic Pollutants (POPs) such as pentachlorophenol (PCP) and 1,2-dichlorobenzene (DCB) differs. In E. affinis, EPR increases with DCB, but HS falls to <1%. EPR increases when the species is exposed overnight, but HS remains low in the presence of DCB. Based on these results, we developed a novel copepod reproductive trait index (CRT-Index) for use in marine ecotoxicology surveys and tested in some simple cases. We show that copepods are good candidates as models for ecotoxicology studies, in particular using reproductive traits (EPR, HS and NSR) because of their sensitivity to a wide range or pollutants.
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