南アフリカの異なる生物地理学的地域にある2つの潮間帯岩礁生態系における汚染物質の栄養移動

Trophic transfer of pollutants within two intertidal rocky shore ecosystems in different biogeographic regions of South Africa.

• Anja Erasmus
• Yoshinori Ikenaka
• Shouta M M Nakayama
• Mayumi Ishizuka
• Nico J Smit
• Victor Wepener

抄録

ツチカンマとシェフィールドビーチは、南アフリカの東海岸に沿った比較的手つかずの状態の2つの場所であり、それぞれ暖温帯と亜熱帯の生物地理学的な岩礁海岸の潮間生態系を表している。安定同位体（δNとδC）、金属、有機塩素系殺虫剤（OCPs）を38の潮間帯成分で測定し、これらの海洋食物網における金属とOCPsの生物学的拡大または生物学的希釈を研究した。両サイトに共通する4種を比較した結果、最も高いAl、Fe、OCP濃度はシェフィールドビーチの潮間生物で測定され、これは河口や地下水を介して沿岸の海洋環境源に拡散的に流入したためであることが明らかになった。他のすべての金属はツチカンマの潮間生物で高く、金属を豊富に含んだ植物プランクトンのブルームが湧水時に発生したことが原因であると考えられた。金属とOCPの蓄積量と食餌源(δC)や栄養レベル(δN)との間には相関関係はなかった。比較的短い底生食物連鎖を用いた栄養拡大係数（TMF）の適用は、両サイトで As, Cd, Cu, Se, Zn の生物学的拡大と OCP の生物学的希釈を示した。これらの食物連鎖は潮間帯の生態系のごく一部に過ぎないので、種によって金属やOCPの生物学的拡大や生物学的希釈の証拠は限られていることがわかった。これは、同じ食物連鎖の中で異なる食物源が存在し、異なる食物連鎖の中で同じ種が同程度の栄養段階を占めていることが原因である。我々は、温度に基づく生物地理的分布ではなく、食物網の構成が金属とOCPの栄養移動に影響を与えていることを発見した。

Tsitsikamma and Sheffield Beach are two relatively pristine sites along the South African east coast representing warm temperate and subtropical biogeographic rocky shore intertidal ecosystems, respectively. Stable isotopes (δN and δC), metals and organochlorine pesticides (OCPs) were measured in 38 intertidal components to study biomagnification or biodilution of metals and OCPs in these marine food webs. Comparison of the four species common to both sites revealed that the highest Al, Fe and OCP concentrations were measured in intertidal organisms from Sheffield Beach and was attributed to diffuse input into the nearshore marine environment sources via estuaries and groundwater. All other metals were higher in intertidal organisms from Tsitsikamma and were attributed to the metal-rich phytoplankton blooms during upwelling events. There was no correlation between metal and OCP accumulation and dietary source (δC) or trophic level (δN). The application of trophic magnification factors (TMFs) using a relatively short benthic food chain indicated biomagnification for As, Cd, Cu, Se and Zn and biodilution of OCPs at both sites. Since these food chains represent only a small portion of the intertidal ecosystems we found limited evidence of biomagnification or biodilution of metals and OCPs across species. This was attributed to different dietary sources in the same food web and similar trophic levels being occupied by the same species in different food chains. We found that food web composition rather than temperature-based biogeographical distribution influenced trophic transfer of metals and OCPs.

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