(57)【要約】  飼育装置は、海水とともに深海生物を収容する主水槽１０と、熱水供給手段２０と、熱水排出手段３０とを備える。  熱水配管２２は、熱水槽２１から主水槽１０の底部に延在し、その末端は熱水を上方に噴出させる噴出孔２２ａを構成する。熱水排出手段３０は、熱水を噴出する噴出孔２２ａの上方に配置され、噴出孔２２ａから上昇してきた熱水を、熱水排出管３１を介して主水槽１０外の温水槽２３に循環する。  噴出孔２２ａから上方に噴出された熱水は冷水域１２と局部的な熱水域１１を形成するが、この熱水域１１と冷水域１２との界面は、主水槽１０内の海水の鉛直方向の断面において、上方に急激に立ち上がるように形成される。
2008114720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水とともに水生生物を収容する主水槽と、主水槽の底部に配置した噴出孔から上方に熱水を噴出させる熱水供給手段と、主水槽の上部に配置され且つ上昇してきた熱水を外部に排出する熱水排出手段を備え、水中に冷水域と局部的な熱水域を形成することを特徴とする水生生物の飼育装置。
【請求項２】
上記熱水域が上記冷水域との間で急激な温度勾配を形成していることを特徴とする請求項１に記載の水生生物の飼育装置。
【請求項３】
上記水が海水であることを特徴とする請求項１又は２に記載の水生生物の飼育装置。
【請求項４】
熱水供給手段が、熱水排出手段による回収水を加熱して熱水を生成する熱水槽と、熱水槽から主水槽にかけて配置され且つ末端を熱水の噴出孔とした熱水配管を備えており、熱水排出手段とともに熱水の循環系を構成していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載の水生生物の飼育装置。
【請求項５】
熱水供給手段が、供給された新鮮水を加熱して熱水を生成する熱水槽と、熱水槽から主水槽にかけて配置され且つ末端を熱水の噴出孔とした熱水配管を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載の水生生物の飼育装置。
【請求項６】
上記熱水配管の噴出孔が熱水チムニーを模した擬岩ドーム内に配置され、当該擬岩ドーム上端の熱水噴出口から１５０ｍｍ以下の距離だけ下方の位置に開口していることを特徴とする請求項４又は５に記載の水生生物の飼育装置。
【請求項７】
熱水供給手段の熱水槽が主水槽よりも上位側に配置してあり、熱水配管に導入した熱水を重力により噴出孔から噴出させることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１つの項に記載の水生生物の飼育装置。
【請求項８】
熱水が、所定の酸素濃度及び二酸化炭素濃度を有し、且つ硫化水素を含有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つの項に記載の水生生物の飼育装置。
【請求項９】
主水槽の冷水を濾過するとともに温度調整して主水槽に戻す冷水循環手段を備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つの項に記載の水生生物の飼育装置。
【請求項１０】
冷水循環手段の濾過器には新鮮水補給用の配管が設けてあることを特徴とする請求項９に記載の水生生物の飼育装置。
【請求項１１】
主水槽が、冷水域の底部に凹部を備えており、この凹部に泥及び有機物を収容したことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つの項に記載の水生生物の飼育装置。
【請求項１２】
熱水の温度を検出する温度センサ、熱水中の酸素濃度を検出する酸素センサ、熱水中の水素イオン指数を検出するｐＨセンサ、及び冷水の温度を検出する温度センサを備え、
各センサの検出値に基づいて、
熱水の温度、熱水中の酸素濃度、熱水のｐＨ、及び冷水の温度が所定範囲となるように、ヒータ、窒素曝気、二酸化炭素の添加、及び冷却器を制御する制御器を備えたことを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１つの項に記載の水生生物の飼育装置。
【請求項１３】
水とともに水生の化学合成生態系生物を収容する主水槽と、主水槽の底部に配置した噴出孔から上方に熱水を噴出させる熱水供給手段と、主水槽の上部に配置され且つ上昇してきた熱水を外部に排出する熱水排出手段を備え、
水中に冷水域と急激な温度勾配を有する局部的な熱水域を形成し、
上記熱水供給手段が、二酸化炭素及び硫化水素などの上記化学合成生態系生物が必要とするエネルギー源の添加部を有することを特徴とする水生生物の飼育装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水生生物、特に深海生物のうちの熱水噴出域などの環境で生息する化学合成生態系生物を飼育するのに好適な水生生物の飼育装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、水生生物、特に深海生物の飼育装置としては、耐圧容器で形成された水槽と、水槽内に一方向（横方向）の水流を生じさせる水流生成装置と、水槽の底部の水流の一部を加熱若しくは冷却して局部温度域を形成するヒータ等の温度域発生装置と、温度域発生装置で形成した局部温度域を水槽全体に拡散しないように保持するノズル等の温度域保持装置を備え、温度域保持装置内で、貝類のように水流で流されない深海生物を飼育するものがあった（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−１１７２３５号公報
【０００３】
ところで、熱水噴出域及びその周辺で生息する水生生物は、熱水に含まれる成分やその成分により生育する微生物等をエネルギー源とするもので、様々な種類があり、生息領域別に見ても、例えば、熱水の近傍領域を好むもの、熱水と冷水の境界領域を好むもの、熱水からある程度離れた領域を好むものなどがあり、更には、これらの境界を移動しながら生活するものもある。【０００４】
これに対して、上記したような従来の深海生物の飼育装置では、温度保持装置内で深海生物を飼育するものであったため、飼育可能な種類がごく一部に限られると共に、その生物が常に同じ局部温度域に晒されることになり、深海生物にとっては実際の生息環境とは異なることから、長期にわたる飼育が困難であるという問題点があった。
【発明の開示】
【０００５】
本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされたもので、実際の熱水噴出域とほぼ同等の環境を形成することができ、多種類の水生生物、特に深海生物を長期にわたって飼育することが可能な水生生物の飼育装置を提供することを目的としている。
【０００６】
本発明の水生生物の飼育装置は、水とともに水生生物を収容する主水槽と、主水槽の底部に配置した噴出孔から上方に熱水を噴出させる熱水供給手段と、主水槽の上部に配置され且つ上昇してきた熱水を外部に排出する熱水排出手段を備え、水中に冷水域と局部的な熱水域を形成することを特徴とする。
【０００７】
この飼育装置によれば、水平方向に急激な温度勾配を形成することができ、多種類の深海生物にとって実際の熱水噴出域とほぼ同じ環境を得ることができる。
また、生物が好みの生息域を選択できるとともに、熱水噴出域で生息する多種の深海生物を長期にわたって飼育することができる。
【０００８】
本発明の水生生物の飼育装置の好適形態は、熱水供給手段が、熱水排出手段による回収水を加熱して熱水を生成する熱水槽と、熱水槽から主水槽にかけて配置され且つ末端を熱水の噴出孔とした熱水配管を備えており、熱水排出手段とともに熱水の循環系を構成していることを特徴とする。
この形態の飼育装置によれば、熱水を効率的に生成して再利用することができる。
【０００９】
また、本発明の水生生物の飼育装置の別の好適形態においては、熱水供給手段が、供給された新鮮水を加熱して熱水を生成する熱水槽と、熱水槽から主水槽にかけて配置され且つ末端を熱水の噴出孔とした熱水配管を備えていることを特徴とする。
この形態の飼育装置によれば、新鮮な水を熱水として補給することができ、水質の維持管理が容易なものとなる。
【００１０】
そして、これら好適形態における熱水配管先端の噴出口は、熱水チムニーを模した擬岩ドーム内に配置させ、この擬岩ドーム上端の熱水噴出口から１５０ｍｍ以下の寸法分下方の位置に開口させることができる。
これによって、熱水噴出口近傍の熱水温度を高めることができ、飼育生物がより密集して生育することになる。
【００１１】
更に、本発明の水生生物の飼育装置の他の好適形態は、熱水供給手段の熱水槽が主水槽よりも上位側に配置してあり、熱水配管に導入した熱水を重力により噴出孔から噴出させることを特徴とする。
この形態の飼育装置によれば、ポンプ等の加圧手段が不要になり、装置の構造や保守管理の簡略化が実現される。
【００１２】
更にまた、本発明の水生生物の飼育装置の更に他の好適形態は、熱水が、所定の酸素濃度及び二酸化炭素濃度を有し、且つ硫化水素を含有することを特徴とする。
この形態の飼育装置によれば、実際に海底の熱水噴出域で噴出している熱水と同等な成分の熱水が得られ、深海生物にとってより良好な環境が得られる。
【００１３】
また、本発明の水生生物の飼育装置の他の好適形態は、主水槽の冷水を濾過するとともに温度調整して主水槽に戻す冷水循環手段を備えていることを特徴とする。
この形態の飼育装置によれば、効率的に冷水を生成して再利用することができる。１つの主水槽内で熱水域と冷水域を良好に維持することができる。
【００１４】
そして、上記冷水循環手段の濾過器には、新鮮水補給用の配管を設けて新鮮水を供給するようになすこともでき、これによって冷水域の水質をより効率的に維持することができるようになる。
【００１５】
更に、本発明の水生生物の飼育装置の他の好適形態は、主水槽が、冷水域の底部に凹部を備えており、この凹部に泥及び有機物を収容したことを特徴とする。
この形態の飼育装置によれば、硫化水素やメタンその他の炭化水素が発生することとなり、冷湧水域の深海生物を飼育することができる。１つの主水槽で熱水噴出域と冷湧水域の両方の深海生物を飼育することができる。
【００１６】
更にまた、本発明の水生生物の飼育装置の更に他の好適形態は、熱水の温度を検出する温度センサ、熱水中の酸素濃度を検出する酸素センサ、熱水中の水素イオン指数を検出するｐＨセンサ、及び冷水の温度を検出する温度センサを備え、
各センサの検出値に基づいて、 熱水の温度、熱水中の酸素濃度、熱水のｐＨ、及び冷水の温度が所定範囲となるように、ヒータ、窒素曝気、二酸化炭素の添加、及び冷却器を制御する制御器を備えたことを特徴とする。
この形態の飼育装置によれば、飼育環境を自動的に維持することができる。
【００１７】
また、本発明の他の水生生物の飼育装置は、水とともに水生の化学合成生態系生物を収容する主水槽と、主水槽の底部に配置した噴出孔から上方に熱水を噴出させる熱水供給手段と、主水槽の上部に配置され且つ上昇してきた熱水を外部に排出する熱水排出手段を備え、
水中に冷水域と急激な温度勾配を有する局部的な熱水域を形成し、
上記熱水供給手段が、二酸化炭素及び硫化水素などの上記化学合成生態系生物が必要とするエネルギー源の添加部を有することを特徴とする。
この飼育装置によれば、熱水中に所望量の二酸化炭素や硫化水素を含有させることが可能であり、化学合成生態系生物の飼育に有利である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の深海生物の飼育装置の一実施形態として、循環式閉鎖型の装置を示す断面説明図である。
【図２】本発明の深海生物の飼育装置の他の実施形態として、新鮮海水を熱水として供給可能な装置を示す断面説明図である。
【図３】本発明の深海生物の飼育装置のさらに他の実施形態として、冷水循環系に新鮮海水を補給可能な装置を示す断面説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の水生生物の飼育装置を、深海生物の飼育装置を例にとって図面を参照して実施形態により詳細に説明する。
図１は、本発明の深海生物の飼育装置の第１の実施形態を説明する断面説明図である。
同図において、この飼育装置は、飼育用水の一例である海水とともに深海生物（図示せず）を収容する主水槽１０と、熱水供給手段２０と、熱水排出手段３０とを備えている。【００２０】
本実施形態において、熱水供給手段２０は熱水槽２１と温水槽２３を備えており、これらはそれぞれ熱水及び温水を供給する熱水配管２２及び温水配管２４を有している。
熱水配管２２は、熱水槽２１から主水槽１０の底部に延在しており、その末端は熱水を上方に噴出させる噴出孔２２ａを構成している。なお、本実施形態では、噴出孔２２ａを擬岩ドーム５０で擬装し、熱水チムニーとしている。【００２１】
一方、温水配管２４は、温水槽２３よりも上方に配置された熱水槽２１に連結しており、温水を熱水槽２１に供給可能に構成されている。
また、熱水排出手段３０は、熱水を噴出する噴出孔２２ａの上方に配置されており、噴出孔２２ａから上昇してきた熱水を、熱水排出管３１を介して主水槽１０外の温水槽２３に循環する。【００２２】
このように、本実施形態では、熱水供給手段２０は、熱水槽２１、熱水配管２２及び噴出孔２２ａ、熱水排出手段３０及び熱水排出管３１、温水槽２３及び温水配管２４によって、熱水の循環系を構成しており、熱水を効率的に生成して再利用することができるように形成されている。【００２３】
また、上述のように、噴出孔２２ａから上方に噴出された熱水は冷水域１２と局部的な熱水域１１を形成するが、この熱水域１１と冷水域１２との界面は、主水槽１０内の海水の鉛直方向の断面において、上方に急激に立ち上がるように形成される（図１の破線領域を参照）。
なお、熱水の温度は、通常３０〜１００℃であり、典型的には６０℃程度である。また、冷水域１２の温度は通常１〜７℃程度であり、典型的には約４℃である。【００２４】
かかる局部的な熱水域１１の形成により、主水槽１０では、海水の水平方向に急激な温度勾配を形成しており、多種類の深海生物にとって実際の熱水噴出域とほぼ同じ環境が実現されている。
これにより、深海生物が好みの生息域を選択できるとともに、熱水噴出域で生息する多種の深海生物を長期にわたって飼育することができる。【００２５】
ここで、上記熱水の循環系について説明する。
噴出孔２２ａから噴出された熱水は、実際の深海環境における熱水噴出域で噴出される熱水に適合したものであり、低い溶存酸素濃度環境で高濃度二酸化炭素の添加によりｐＨを主水槽の海水よりも低く設定され、硫化水素を含有するものである。
即ち、深海環境における熱水は、地下にしみ込んだ海水がマグマに熱せられて、周囲の地球のエキスを溶かし込んだものが噴出しているものであり、このため、かかる熱水は殆ど酸素のない環境で硫化水素と二酸化炭素を十分に含んでおり、弱酸性を呈するものである。よって、上述の低酸素濃度、高二酸化炭素濃度及び低ｐＨで、硫化水素を含有する熱水は、深海の熱水噴出域の熱水と合致するものである。【００２６】
本実施形態において、熱水は、重力の作用により、主水槽１０よりも上位側に配置された熱水槽２１の熱水配管２２を介して噴出孔２２ａから上方に噴出されながら（図示矢印Ｘ参照）、冷水域１２との接触によって冷却され、熱水排出手段３０によってトラップされる。よって、熱水域１１は主水槽１０内において水平方向にはあまり拡散（拡大）しないようになっている。【００２７】
次に、熱水排出手段３０によってトラップされた海水（冷却後の熱水）は、熱水排出配管３１を介して温水槽２３に送られ、必要に応じて、ヒータ６０によって加熱されると共に、窒素（詳しくは低酸素濃度窒素）と二酸化炭素を曝気される。これにより、循環された海水は、所望の温度（代表的には２０〜３０℃）、低い酸素濃度及び高い二酸化炭素濃度を付与される。【００２８】
なお、かかる低酸素環境は、酸化され易い硫化水素が安定して存在できるようにするためと、化学合成生態系生物でも特に嫌気性化学合成細菌の生息環境を作るために有用であり、二酸化炭素添加は、生物に炭素源を供給し、低ｐＨ環境を構築するのに有用である。【００２９】
この場合、酸素濃度は特に限定されるものではないが、典型的には０〜１ｍｇ／Ｌとされる。また、二酸化炭素濃度も特に限定されるものではないが、典型的には、通常海水のｐＨ８．２に対して低いｐＨが６．８となった時点で二酸化炭素曝気を中断し、ｐＨが６．８を超えると曝気を再開する制御を行うことが好ましい。【００３０】
なお、温水槽２３における海水の温度、酸素濃度及び二酸化炭素濃度は、それぞれ水温センサ６１、酸素センサ６２及びｐＨセンサ６３によって検出されており、各検出データは制御器６４にデータ送信されるようになっている。
そして、制御器６４は、検出データを基にヒータ６０、図示しない窒素曝気手段及び二酸化炭素曝気手段に制御信号を送信して、これらのＯＮ・ＯＦＦを制御し、上記所望の水温、酸素濃度及び二酸化炭素濃度を実現するようにする。【００３１】
次いで、海水は温水配管２４を介して熱水槽２１に圧送され、必要に応じて、ヒータ６０で代表的に６０〜１００℃加熱されると共に、硫化水素の前駆体の一例である硫化ナトリウムを添加される。
硫化ナトリウムの添加量は、適宜変更可能であるが、例えば５００ｇ／２０Ｌの硫化ナトリウム水溶液を、１０分ごとに１０ｍｌ程度添加してもよい。
この硫化ナトリウムの添加により、海水は所望の温度、酸素濃度、二酸化炭素濃度及び硫化水素含有量を有する、深海の熱水噴出域に適合した熱水として調製される。【００３２】
なお、熱水槽２１においても、温水槽２３の場合と同様に、水温センサ６１で検出された水温の検出データは制御器６４に送信され、所望の熱水の調製・制御に供される。
その後、深海の熱水噴出域に適合した熱水は、熱水配管２２を介して噴出孔２２ａに送られ、主水槽１０内に噴出される。【００３３】
このとき、熱水配管２２の噴出孔２２ａは、上記したように熱水チムニーを模した擬岩ドーム５０内に配置されるが、擬岩ドーム５０の上端近傍部に形成された熱水噴出口５０ａとの間に距離があると、熱水槽２１からの熱水が冷やされてしまい、所期の熱水が出ないことがある。
そのため、噴出孔２２ａと熱水噴出口５０ａとの距離は、１５０ｍｍ程度以下とすることが望ましい。これによって、ドーム５０の上端部の加温領域を最小限とすることができ、熱水噴出口５０ａ近傍の熱水温度が高温に維持され、熱水による揺らぎが視認できると共に、飼育生物がより密集した状態で飼育することができるようになる。【００３４】
また、熱水配管２２を流れる熱水の温度低下を防止する観点からは、当該配管２２の断熱性を高めると共に、最短距離に配管することが望ましい。さらに、透明材料を用いることによって、配管詰まりの有無を目視によって確認できるようになり、メンテナンスが容易なものとなる。
なお、上記擬岩ドーム５０は、必ずしも設ける必要はなく、例えば石組みをしてその中に噴出孔２２ａを設けてもよく、場合によっては、噴出孔２２ａをそのまま水槽底部にむき出しにすることも可能である。【００３５】
以上のように、本実施形態の飼育装置では、二酸化炭素や硫化水素を生育水槽（主水槽）自体に添加するのではなく、熱水の作成時に熱水自体に含ませ、この熱水を主水槽に対し局部的に供給することが可能である。
よって、実際の熱水噴出域における熱水成分に近似し、形成される熱水域も局部的で拡散し難いので、深海生物の生育に極めて有効であるばかりか、主水槽に必要以上の負荷をかけることがなく、腐食を低減することができる。【００３６】
ここで、図１を参照して、本実施形態の飼育装置は、冷水循環手段４０を備えている。
この冷水循環手段４０は、冷水域１２の底部に連結した冷水排出管４１と、主水槽１０の下方に配置された濾過器４２と、冷却器４３と、冷水域１２の上方に連結した冷水供給管４４を有している。
また、冷水域１２の底部には、凹部１３が設けられており、この凹部１３には有機物層１３ａと泥層１３ｂが積層されている。【００３７】
この冷水循環手段４０は、深海環境における冷湧水域、即ち海底プレートの近傍から冷水が湧き出ている水域を模した水域を実現するものである。
実際の冷湧水域では、泥の無酸素層において、有機物の分解などから生じたメタンや硫化水素が供給されている。
本実施形態では、上記の凹部１３の有機物層１３ａを例えばドッグフードで形成し、その上に、通常の還元性を有する泥と深海から採取した泥から成る泥層１３ｂを積層することにより、ドッグフード等の配合飼料が貧酸素状態で腐食して自然にメタンや硫化水素、アンモニアが発生するのを可能にしている。【００３８】
なお、冷湧水化学合成生態系では、泥中のメタンや硫化水素がエネルギー源とされている。本実施形態の飼育装置によれば、これを模した環境が提供され、上述の如く、メタン、硫化水素、アンモニアが自然に発生して、エネルギー源、炭素源、窒素源を担うことになる。よって、本実施形態の飼育装置では、従来の冷湧水化学合成生態系の生物を単に生かしているというだけの状態から、飼育繁殖に至るまでを目指せるようになる。【００３９】
ここで、冷水循環手段４０おける冷水の循環について説明すると、まず、凹部１３の近傍から冷水排出管４１に流入した冷水は、濾過器４２の粗い層４２ｂ及び密な層４２ａを順に通過しながら濾過される。これにより、懸濁液の物理的濾過を行い、さらに生物代謝や泥中の有機物の腐敗などで必要以上に出てくるアンモニアを微生物の硝化作用で無毒化させる。【００４０】
次いで、濾過された冷水は、水温センサ６１で水温を検出された後、冷却器４３に送られ、必要に応じて冷却される。水温センサ６１が制御器６４とデータ送受信可能であり、制御器６４が冷却器４３の運転を制御しうることは、上述と同様である。
通常、冷湧水の温度は１〜４℃程度である。
そして、冷却器４３で冷却された海水は、冷水供給管４４を介して、冷水域１２の上方から下方（図示矢印Ｙ参照）に供給される。【００４１】
以上に説明したように、本実施形態の深海生物の飼育装置は、熱水噴出域と冷湧水域の双方を有し、しかも急激な立ち上がり断面を有する局部的な熱水域１１と、冷水域１２とが隣接するという、深海環境を本格的に実現しうるものであり、各種の深海生物の飼育が可能である。【００４２】
飼育可能な深海生物としては、特に限定されるものではないが、一般的に水深２００ｍ以深に生息する深海生物、熱水噴出孔や冷湧水域の周辺に生息する生物が挙げられ、具体的には、ユノハナガニ類、ゴエモンコシオリエビ、シンカイコシオリエビ類、オハラエビ類、熱水性フジツボ類、ハオリムシ類、シンカイヒバリガイ類、シロウリガイ類、ホネクイハナムシ類、ヒラノマクラ類、鯨骨につく生物、イバラガニ類、ゲンゲ類などが挙げられる。
また、高熱の熱水周辺に住むイトエラゴカイの仲間や好熱性細菌をはじめとする熱水性の微生物の培養も可能である。【００４３】
例えば、シロウリガイを本発明の上記飼育装置を用いて、その冷水域で飼育したところ、従来型の飼育装置による７日間の飼育記録を５３日間に更新することができた。【００４４】
図２は、本発明の深海生物の飼育装置の第２の実施形態を説明する断面説明図であって、図１に示した第１の実施形態と共通する部分については、同一記号を付すことによってその説明を省略する。【００４５】
図１に示した第１実施形態による飼育装置においては、熱水及び冷水の循環系をそれぞれ備えているが、水質の維持管理の観点からは、定期的に換水することが望ましい。この場合、新鮮海水は比較的高温であるため、主水槽１０に直接投入すると、冷水域１２の水温を上昇させてしまう虞がある。
そこで、第２の実施形態においては、新鮮海水を熱水槽２１に供給し、熱水槽内で所定温度に加熱した上で、熱水配管２２の噴出孔２２ａから噴出させることによって、新鮮海水の継続的な補充を可能にしている。【００４６】
すなわち、本実施形態による飼育装置は、上述した第１実施形態の飼育装置と同様に、主水槽１０と、熱水供給手段２０と、熱水排出手段３０と、冷水循環手段４０を備えているが、噴出孔２２ａから噴出された熱水は、熱水排出手段３０の熱水トラップからオーバーフローし、循環することなく、温水槽２３（図１参照）に循環することなく、熱水排出管３１からそのまま排出されるようになっている。【００４７】
熱水供給手段２０の熱水槽２１は、海水配管２３と共に、水温センサ６１、酸素センサ６２及びｐＨセンサ６３が配置されている。海水配管２３を介して供給された新鮮海水は、熱水槽２１内でヒータ６０によって加熱されると共に、必要に応じて二酸化炭素曝気、窒素曝気され、所望の温度、酸素濃度、二酸化炭素濃度に調整された上で、熱水配管２２を通して噴出孔２２ａから熱水となって噴出する。
ここで、熱水配管２２は、水槽内のできるだけ短距離となるように配管されており、その噴出孔２２ａは、擬岩ドーム５０内に配置され、擬岩ドーム５０の熱水噴出口５０ａから、約１００ｍｍ下方の位置に開口しており、熱水温度がより高温に維持されるようになっている。【００４８】
一方、冷水循環手段４０については、冷水排出管４１による冷水循環経路に設けられた濾過器４２の水槽上に冷水排出管４２ｃが配置されており、この排出管４２ｃからも過剰分を排水するようにしてある。【００４９】
この実施形態による飼育装置によれば、低温域１２の温度上昇を抑えながら、定常的な換水によって水質が維持されると共に、熱水として補充された新鮮海水は、熱水排出手段３０と濾過器４２からオーバーフローして排出管３１及び４２ｃからそれぞれ排水され、主水槽１０の水位の恒常性を保つことができる。また、温水槽を運転しなくてもよいので、水槽室の気温や湿度の上昇を抑えることができる。【００５０】
そして、熱水の噴出孔２２ａを擬岩ドーム５０の熱水噴出口５０ａに近付けたことにより、噴出口５０ａからの熱量が増し、温度差による海水の揺らぎが確認できるようになった。また、飼育生物が温度の高いドーム５０の先端部に集中するようになり、深海の熱水活動域のような行動をとるようになった。【００５１】
図３は、本発明の深海生物の飼育装置の第３の実施形態を説明する断面説明図であって、当該装置においては、図２に示した第２の実施形態と同様に新鮮海水を熱水として噴出孔２２ａから噴出させると共に、冷水循環手段４０の濾過器４２にも新鮮海水を補給するようにして、換水の効率を高め、ｐＨなどの水質管理をし易くしたものである。【００５２】
すなわち、この実施形態による飼育装置は、主水槽１０と、熱水供給手段２０と、熱水排出手段３０と、冷水循環手段４０を備えており、主水槽１０、熱水供給手段２０及び熱水排出手段３０については、第２の実施形態と基本的に変わるところはなく、これらの説明を省略する。【００５３】
当該実施形態において、冷水循環手段４０は、先の実施形態と同様に、冷水排出管４１と、濾過器４２と、冷却器４３と、冷水供給管４４を備えている。
ここで、濾過器４２は、酸素センサ６２、ｐＨセンサ６３と共に、冷水循環水換水用の海水配管４５を備えており、この海水配管４５を介して濾過器４２内に新鮮海水が補給されるようになっている。【００５４】
冷水排出管４１から濾過器４２に流入した冷水は、新鮮海水と合流し、上記各センサ６２及び６３の出力に応じて、二酸化炭素や窒素による曝気がなされ、所望の水質に調整された後、濾過層４２ａ、４２ｂを通過して濾過され、冷却器４３によって所望の温度に調整された後、冷水供給管４４を介して、主水槽１０の冷水域１２に供給される。
このように、この実施形態においては、新鮮海水を熱水として供給する一方、冷水の循環系にも新鮮海水を補給するようにしており、制御器６４においては、熱水側と冷水側との２系統のセンシング及び水質管理が必要となる。【００５５】
第３の実施形態による飼育装置によれば、上記したように換水の効率を高めることができ、水質管理がし易くなる。特に、エネルギー源として添加する硫化ナトリウムは水と反応して硫化水素として低温飼育水槽中に溶存するが、反応がさらに進むと海水中にとけ込んでいる溶存酸素と反応し、硫酸イオンにまで酸化され、それらが海水中の金属酸化物や水酸化物、炭酸塩と反応し、硫酸塩として懸濁し、水質を低下させる。  このような実施形態をとることにより、硫酸塩の不要物の発生や、硫化水素の過度な濃度上昇を抑える効果が得られる。【００５６】
本発明の飼育装置、例えば上記各実施形態の飼育装置は、深海生物のみならず、淡水、汽水及び海水を問わず各種の水生生物にも適用可能であり、特に化学合成生態系生物の飼育にも有用である。
ここで、「化学合成生態系生物」とは、惑星や衛星の地殻活動により、火山活動や活断層が海底中で活性化した環境が形成され、海底温泉などの硫化水素リッチな熱水噴出域や浸み出しによるメタンリッチな冷湧水域周辺において、この化学物質をエネルギー源とする化学合成微生物が生産者となる食物網を形成する生態系を構築し、独自に進化した生物を意味する。【００５７】
以上、本発明を好適な実施形態によって詳細に説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、主水槽の形態や各手段の細部は適宜変更可能である。
具体的には、上記実施形態においては、いずれも熱水槽２１を主水槽１０の上方に配置して、熱水をサイフォンの原理によって噴出させるようにしたが、当該飼育装置を配置する室内の大きさによっては、ポンプ類を使用して熱水を加圧供給してもよい。また、熱水は比重が冷水よりも小さいので、理論的には、強制的な噴出力を付与しなくても熱水は上昇する。【００５８】
さらに、上記第２及び第３の実施形態においては、新鮮海水のみを熱水として供給するようにしているが、例えば第１の実施形態における温水槽２３に新鮮海水を補給するようにして、循環する熱水の一部を新鮮海水に順次置換していくようにすることも可能である。【００５９】
噴出孔２２ａに模型を用いれば、より実際の環境に近くなって、展示物として興味深いものとなる。更には、主水槽１０に鯨骨を入れて微生物を発生させることも可能であり、これにより、深海の化学合成生態系により近づけることができる。
なお、水槽や配管などの材質については、特に限定されるものではなないが、特に硫化水素について耐腐食性を有するものが好ましく、各種樹脂やセラミックス、ステンレスやチタン系合金さらにはこれらの複合材料を挙げることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明によれば、実際の熱水噴出域とほぼ同等の環境を形成することができ、多種類の水生生物、特に深海生物を長期にわたって飼育することが可能な水生生物の飼育装置を提供することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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