傳習館高中自然科學部百原未唄(左)、大橋壯汰(中)、坂田由衣(右)在給海鰻餵食
近年來,海鰻的捕獲量銳減。日本海鰻是一種洄游魚類,它從日本南下,在馬里亞納海溝附近產卵,但由於人類的捕撈和環境的惡化,返回到日本河流的數量正在減量。本文作爲「直面大自然的年輕人」系列,將介紹爲保存和養殖瀕臨滅絕的海鰻正在與研究人員和地區社會聯合展開活動的日本高中生。福岡縣立傳習館高中正在探索打造適合海鰻的生存環境,愛知縣立三谷水產高中則正在推進海鰻的完全養殖。以下將分別介紹兩所高中根據各自的生活及環境採取的不同方法。
將裝滿石頭的籠子沉入河中開展生物調查
在仍保留着濃郁古老風情的城下町柳川市,福岡縣立傳習館高中自然科學部的學生們正在開展旨在恢復海鰻數量的活動。該市被護城河環繞,乘船遊覽和海鰻料理是其吸引觀光遊客的特色,但隨着自來水管道的建設,居民不再使用渠水,水質逐漸惡化。海鰻等多種水生物銳減。2014年,世界自然保育聯盟(IUCN)將日本海鰻列爲瀕危物種,以此爲契機,該校開始展開恢復海鰻數量的活動。
日本盲鰻綱稚魚的國内捕獲量變化(出自農林水產省資料)
傳習館高中自然科學部顧問木庭慎治介紹說:「在九州大學望岡典隆老師的幫助下,我們從福岡縣獲得了特別採捕被稱爲「玻璃盲鰻綱」的海鰻稚魚的許可。從那時起,我們採捕玻璃盲鰻綱自己養殖,然後將其放流到柳川渠和附近的飯江川中。」此外,還採用了傳統的 「石籠」,將裝滿石頭的籠子沉入河中,爲海鰻提供棲身之處,海鰻餌食的甲殼類生物也在同一處繁殖,河流的整體環境也有望得到改善。
用於生態調查的石籠(供圖:傳習館高中)
自2015年獲得許可以來,該校已採捕玻璃盲鰻綱10,000尾以上,放流了9,700多尾。放流的海鰻均標記有金屬線碼,然後在柳川渠和飯江川開展捕撈調查,結果發現飯江川是更適合海鰻生存的環境。
2020年10月,與三山市立櫻舞館小學生一起設置石籠(供圖:傳習館高中)
樟樹落葉使死亡率降低
木庭顧問每年都指導學生採取新嘗試,2022年度的3年級學生就開展了關於養殖環境的研究。擔任自然科學部部長的大橋壯汰介紹說:「以前校内養殖的玻璃盲鰻綱死亡率很高,據說有一年死掉了4成左右。而當前輩把樟樹落葉投進水槽後,玻璃盲鰻綱就幾乎不再死亡了,所以我們這屆同學決定研究樟樹落葉中含有那些有益於玻璃盲鰻綱生存的成分。」木庭表示前輩是從當地漁夫那裏聽說,把山中的腐葉土放進水中,養殖的牡蠣就不再生病了之後,產生了把樟樹落葉投進水中的靈感。
大橋等人仔細研究了有無落葉、用氣泵注入空氣和不注入空氣時的區別等。分析水中的離子濃度後學生們得出結論:附着在落葉上的細菌直接吸收了來自海鰻排泄物的銨離子,在氮同化的程序中合成氨基酸並繁殖,從而抑制了銨離子、亞硝酸根和硝酸根離子濃度的擧升。
投入落葉後,落葉上附着的細菌直接吸收銨離子,水中幾乎不產生硝酸根離子(供圖:傳習館高中。圖中文字原爲日文,由JST客觀日本翻譯)
細菌透過呼吸繁殖,輸入氧氣後氨的濃度降低(供圖:傳習館高中。圖中文字原爲日文,由JST客觀日本翻譯)
根據該結果,柳川養盲鰻綱協會的海鰻養殖業者嘗試使用樟樹落葉進行水質改良,獲得了「海鰻水槽不易產生污漬,很有幫助」的好評。
提高山體的保水力力,消除海鰻回溯的阻礙
此外,學生們還注意到了飯江川上設置的衆多水堰。這些水堰擔負着汛期防止河水氾濫,枯水期確保農業用水的重要作用,但對於回溯的海鰻來說卻是一道阻礙。
於是學生們在石籠設置點的下游放流海鰻,但完全沒能再捕撈到過。學生們認爲很有可能是放流點和石籠間的多個水堰阻礙了海鰻的行程。
如照片所示的活動堰處,未能發現海鰻的回溯(供圖:傳習館高中)
即便如此,也不能輕易要求拆卸保存周邊居民生活的水堰。「爲此,我們請山地所有者協助,爲提高山體的保水力力,砍伐了飯江川上游的竹林,種植了保水力較高的闊葉樹——櫻花樹和雞爪槭。在此後的調查中,我們發現鳥類帶來了種,出現了朴樹、犬枇杷、樟樹等闊葉樹的森林」。百原未唄介紹道。
在曾經的城下町一角,面向護城河的校舍旁,傳習館高中自然科學部的學生和木庭顧問
山體的保水力得到提高,河水氾濫的風險就會降低,不再需要活動堰的那一天或許就會到來。坂田由衣表達了期待:「想要改善河流環境,僅靠高中生是不夠的,需要許多人的協助。希望後輩們能繼續操作現在的活動,同時充分利用SNS等工具將自然科學部的活動宣傳出去。」
養育生物,以高中生視角進行發現
另一方面,在愛知縣立三谷水產高中,海洋資源科海鰻班的學生們正在致力於實施海鰻的完全養殖。海洋資源科從1年級起透過課堂和實務學習養殖技術,到了3年級則參與更高水平的技術開發。海鰻班就是其中之一。
海鰻的完全養殖週期
通常的養殖方法是擷取天然的玻璃盲鰻綱,將其飼養至可食用爲止,但海鰻班所追求的完全養殖是使海鰻的整個生命週期都透過人工管理完成。也即透過人工孵化受精卵開始,從仔魚經由稚魚玻璃盲鰻綱飼養至成魚,然後從成熟的雄盲鰻綱和雌盲鰻綱活體內提取精子和卵子進行人工授精,再次進行人工孵化。雖然水產綜合研究中心(現國立研究開發法人水產研究與教育機構)已在2010年實施了完全養殖,但尚未達成能夠實際應用的程度。
三谷水產高中教師小林清和表示:「愛知縣海鰻養殖盛行,本校也從1980年代開始致力於海鰻養殖。得知完全養殖取得了成功之後,我們也決定挑戰一下。希望學生們透過這份和父母養育自己一樣的經歷,切實體會到養育生物的辛苦,也希望在此程序中能以高中生的視角有所發現」。
注射激素促進雌盲鰻綱的形成和生殖腺成熟
海鰻的完全養殖重要的是確保雌盲鰻綱。雖然海鰻在稚魚階段還未決定性別,但養殖的海鰻9成以上都爲雄性。因此要透過在餌料中混入雌激素(雌二醇),使其100%雌性化。
然而海鰻在圈養繁殖條件下不會性成熟,因此要對雌盲鰻綱注射鮭魚垂體提取物和海鰻卵子成熟誘導激素,對雄盲鰻綱注射人絨毛膜促性腺激素,促進雌雄海鰻生殖腺的成熟。身穿工作服的學生們從水桶裏逐一取出海鰻,並以嫺熟的動作注射,儘量減量母魚的壓力壓力。
學生在給海鰻注射激素。從左到右依次爲橋本桃那、伊藤漣、馬場詠人、加藤步
然而,要製造出能受精的卵子和活躍的精子並不容易。「雖然每週注射一次激素,但很難調整雌雄海鰻的受精時機。有時候就算好不容易雌盲鰻綱排出了品質較好的魚卵,如果雄盲鰻綱的精子不活躍的話也無法受精。製造出品質優質的卵子和精子是一件難事」橋本桃那訴說了其中的艱辛。
改善養殖環境利用海鰻激素增加受精卵
即使受精卵孵化成功,成長爲玻璃盲鰻綱的道路也還很漫長。在水產綜合研究中心的研究中,研究人員也對孵化後投放的餌料進行了反複試錯,終於成功地用生活在深海的油角鮫卵飼養出了玻璃盲鰻綱。但是油角鮫稀有且高價,難以用於商用生產。因此學生們嘗試使用廉價的浮游動植物和配合餌料來培育海鰻。
目前孵化後的幼魚生存記錄僅有14天,但伊藤漣表示:「首先我們的目標是超越這個記錄,希望後輩們能更上一層樓。」加藤步也表達了期待:「希望明年也能減輕養殖壓力,飼養出健康有活力的雌盲鰻綱。」
三谷水產高中海鰻班的成員和教師小林在練習船「青潮」前合影。學校就位於漁港旁。
也有好消息!馬場詠人介紹說:「去年,前輩們能確保的受精卵數量是1尾採卵400粒左右,透過採取增加母魚的絕對數量、在水槽裏設置海鰻的藏身筒、注射來自海鰻的促性腺激素等辦法,今年達到了1尾可採卵2500粒左右。」他接着表示,「希望後輩們能以每尾超過10000粒爲目標。」
無論是傳習館高中還是三谷水產高中,在前輩向後輩傳承知識和技術的同時,學生的探索活動都在逐漸取得進步。爲課題付出努力的高中生們發現問題的能力也不斷提升,在取得成果的同時,學生自身也在不斷成長。
原文:JST Science Portal 編輯部
翻譯:JST客觀日本編輯部
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