藻類-クラッドセランの放牧者-オオイトトンボ類の食物連鎖に及ぼすノルフロキサシンの影響。藻類の形態学が媒介する栄養連鎖のカスケード

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Chemosphere.2020 Oct;256:127166. S0045-6535(20)31359-X. doi: 10.1016/j.chemosphere.2020.127166.Epub 2020-05-24.

藻類-クラッドセランの放牧者-オオイトトンボ類の食物連鎖に及ぼすノルフロキサシンの影響。藻類の形態学が媒介する栄養連鎖のカスケード

Effect of norfloxacin on algae-cladoceran grazer-larval damselfly food chains: Algal morphology-mediated trophic cascades.

Lingling Wan
Yaoyue Long
Jin Hui
Hao Zhang
Zhiyong Hou
Jiexin Tan
Ying Pan
Shucun Sun

PMID: 32559891 DOI: 10.1016/j.chemosphere.2020.127166.

抄録

抗生物質ノルフロキサシン（NOR）は、近年、動物プランクトン種の遊泳行動や植物プランクトンと動物プランクトンの相互作用に影響を与えることが示されており、これがさらに栄養カスケードに影響を与える可能性がある。この仮説を検証するために、2 つの食物連鎖（Scenedesmus quadricauda-Daphnia magna-arval damselfly と Chlorella vulgaris-D.magna-arval damselfly）を用いて、NOR 濃度（0、0.5、5、25mgL）が栄養カスケードに及ぼす影響を調べた。NORが存在しない場合、幼生ダムゼルボは、藻類の種類に関わらず、放牧者密度を低下させ、藻類密度を増加させた。NORの存在下では、NOR濃度を増加させると、幼生イトトンボが放牧者の遊泳能力を低下させた結果、放牧者密度をより効率的に抑制したため、C.vulgarisの成長に対する幼生イトトンボの正の効果が強化された。逆にNOR濃度を上げると、S.quadricaudaにおける放牧者によるコロニー形成が抑制され、S.quadricaudaの生育に対するプラスの効果が減少した。したがって、NORへの曝露は栄養カスケードの方向と強さを変化させ、藻類の形態学が介在する間接的な相互作用に応じて種特異的な違いを示した。これらの知見は、NORが水生生物の食物連鎖にどのように影響を与えるかについての新たな知見を提供するとともに、藻類の形質の重要性を明らかにした。

Antibiotic norfloxacin (NOR) has recently been demonstrated to affect the swimming behavior of zooplankton species and phytoplankton-zooplankton interactions, which may further affect trophic cascades. To test this hypothesis, two food chains (Scenedesmus quadricauda-Daphnia magna-larval damselfly and Chlorella vulgaris-D. magna-larval damselfly) were used to examine the effect of NOR concentrations (0, 0.5, 5, and 25 mg L) on trophic cascades. In the absence of NOR, larval damselflies reduced grazer density and increased algal density, regardless of algal species. In the presence of NOR, increasing NOR concentration strengthened the positive effect of larval damselflies on the growth of C. vulgaris because larval damselflies suppressed grazer density more efficiently resulting from reduced swimming ability in the grazers. Conversely, increasing NOR concentration reduced the positive effect on the growth of S. quadricauda due to inhibited grazer-induced colony formation in S. quadricauda. Therefore, exposure to NOR altered the direction and strength of trophic cascades and showed species-specific differences, depending on algal morphology-mediated indirect interactions. These findings provide novel insights into how NOR affects aquatic food chains and reveal the importance of algal traits in determining trophic cascades.