カイロモン:魚の要因を見つける

湖に見られる食物連鎖の非常に単純化されたバージョンでは、微細藻類はミジンコと呼ばれる水のノミに食べられ、 しかし、より詳細に観察すると、物事は非常に迅速に複雑になります。 藻類は自分自身を守るために毒素を放出し、捕食者を回避するために長い鎖を形成する（Van Donk et al.,2011),ミジンコは、形状を変更したり、魚に食べられるのを避けるために移動することができますが、.

ミジンコや動物プランクトンの他のメンバーが捕食者を避ける一つの方法は、時間帯に応じて湖の異なる深さに移動することであり、diel vertical migrationと呼ばれる戦略である。 周囲の水に魚が含まれている場合、ミジンコは日中は暗く深い領域に移動し、魚はそれらを見ることができないように（図1）、夜には微細藻類が住んでい 近くに多くの魚がいない場合、ミジンコは日中も表面の近くにとどまります（Lampert、1989）。

フィギュア1

獲物の種は慎重に彼らの資源のバランスをとる必要があります。 不必要に捕食者を避けることはエネルギーを要し、食物へのアクセスを制限する可能性があります–ミジンコが食べた微細藻類は湖の暗い深さに住んでいません–しかし、誤って捕食者に遭遇すると致命的になる可能性があります。 その結果、いくつかの種は捕食者によって放出される化学物質を検出するように適応している。 カイロモンと呼ばれるこれらの化学物質のいくつかの同定は、水生生態学、保全および水産養殖における研究の新しい分野を開いている（Yasumoto et al. ら、２ ０ ０ ５；Ｓｅｌａｎｄｅｒ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2015; Weissら。, 2018).

ディールの垂直移動を誘導するカイロモンの探索は、”魚の要因”としても知られており、何十年も続いており、途中で壮大な失敗と誤解があります（議論についてはPohnert and von Elert、2000を参照）。 魚の因子は湖水中の低濃度で発生し、実験室でミジンコの垂直方向の動きを監視することは困難であるため、それを特定できるバイオアッセイ実験は問題がある。 現在、ＥＬＩＦＥにおいて、Ｍｅｉｋｅ Ｈ Ａｈｎ、Ｃｈｒｉｓｔｏｐｈ Ｅｆｆｅｒｔｚ、Ｌａｕｒｅｎｔ ＢｉｇｌｅｒおよびＥｒｉｃ ｖｏｎ Ｅｌｅｒｔは、このカイロモンの同一性を報告している（Ｈａｈｎ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2019).

Hahn et al. –ケルン大学とチューリッヒ大学に拠点を置く人-魚の要因を識別するためにバイオアッセイ誘導分画法を使用しました。 高速液体クロマトグラフィーと呼ばれる技術は、魚が以前にインキュベートされていた水を、それぞれが化学物質のサブセットを含む”画分”に分離することを可能にした。 ミジンコの遊走行動に及ぼす各画分の影響を調べたところ，魚が存在しないにもかかわらずｄｉｅｌ垂直遊走を誘導するものが明らかになった。 Hahn et al. 活性化学物質を5α-シプリノール硫酸として同定した。 この化合物のピコモル濃度のみが魚が生息する水中に見出されるが、これらの低濃度でさえミジンコの移動挙動を変化させるのに十分である。

カイロモンの放出は捕食者種を不利にするため、捕食者が分子の産生を停止できない場合にのみ、獲物種はそれらに依存することができます。 これは、食物脂肪の消化に不可欠な役割を果たす胆汁酸である5α-シプリノール硫酸の場合である（Hofmann et al., 2010). 魚は腸、えらおよび尿路から5α-cyprinolの硫酸塩を解放します。 この分子は水中でも安定であるため、ミジンコに対する魚の存在を確実に示しています。

基礎研究への多くの影響に加えて、ピコモル量の化合物だけが湖で広範な行動応答を引き起こす可能性があるという発見は、生態毒性学的懸念をも 私たちはすぐに毒性を引き起こす代謝産物について私たちの水域を調査していますが、そのような非常に強力なシグナル伝達化学物質の非毒性用量も生態系に大きな影響を与える可能性があるという事実を完全に無視しています。 これは環境モニタリングで使用される定期的なプロシージャの新しい評価を要求する。

カイロモンは、湖に生息する種によって使用される唯一の化学信号ではありません。 フェロモン（Frenkel et al. 2014）、種が互いに対抗するのを助ける防御代謝産物および分子もまた、水生生態系における複雑なシグナル伝達機構に寄与する（Berry et al., 2008). これらの環境は、多様な化学的景観、私たちが理解し始めたばかりの生命の言語によって本当に形作られていると結論づけることができます。