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野外調査と飼育実験を併用した魚類の繁殖特性研究
栗田豊＊

Procedures to Estimate Reproductive Traits of Fishby Combining Field Surveys and Tank Experiments
Yutaka KURITA＊
Abstract Problems in examining reproductive traits of fish species by field surveys andthe advantages of tank experiments were reviewed. Required tank experiments differ due
to the maturation-spawning type of the studied fish. For asynchronously maturing
species which spawn many batches in a spawning season, rate of degeneration of
postovulatory follicles (POF) in relation to temperature, diel changes in both final maturation and spawning, and the stage of spawning are required to be clarified by tank experiments. While for group-synchronously maturing species which spawn one or several
batches, oocyte growth rate and the duration of atresia both in relation to temperatureare required to be clarified by tank experiments. Effects of ration size and feeding periodon the number of spawning eggs are also important issues to be examined. While tankexperiments are very useful methods, they have risks of producing biased results becauseof the artificial environment and food. Thus, field surveys and tank experiments should
be concurrently carried out to allow comparison and validation of results.
Key words: reproductive traits, field survey, tank experiment, maturation pattern,
spawning pattern

魚類の生活史特性は，変動する生物・非生物的環境の環境（例えば水温）のみを変化させてその影響を抽の影響を受けて常に変動している。したがって生活史出できる，標本が経験した環境履歴が把握できる，計を研究するうえで，まず特性値を正確に評価すること，画的かつ安定的に標本を採集できる，同一個体の特性

次に特性値を長期的に評価し変動要因を特定すること，

値の時系列変化が得られるなどの利点がある。これら

さらに要因の影響を定量的に評価することが重要であの特徴は野外調査では得ることが極めて困難である。

る。たとえば繁殖特性に関しては，産卵期，産卵場，一方，飼育実験自体の人為的環境が魚に何らかの影響

産卵数，卵径，卵質などが，個体群動態に影響を及ぼを及ぼすと考えられるので，得られた結果がそのまます可能性がある，研究すべき重要な特性である。これ

野外における魚の生態に適用できるかどうかは不明でらの特性値の正確な評価ならびに変動要因の解明は，ある。このことから，生活史特性の研究は，野外調査

野外調査によって行うのが基本である。しかし野外調と飼育実験の結果を常に対比させ，お互いを補い合い

査には様々なバイアスや情報の曖昧さが含まれるので，ながら展開することが望ましい。本報告では，野外調特性値の正確な評価すら十分には行えないことがある。

査と飼育実験の相補的な併用の一つのあり方を示すた

これらの野外調査に付随する問題を補うために，飼育

めに，繁殖特性およびその変動に関する野外調査の研実験は非常に有力な手段である。 飼育実験では， 特定究例および問題点を示し，問題解決のために必要な飼2006年 1 月 6 日受理（Accepted on January 6, 2006）* 東北区水産研究所 〒985-0001 宮城県塩竃市新浜町3-27-5 （Tohoku National Fisheries Research Institute; Shinhama 3-27-5, Shiogama,
Miyagi 985-0001, JAPAN）

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栗田

育実験の例を紹介した。

豊
成熟し産卵に至る卵母細胞が，卵黄を蓄積しない細胞（pre-vitellogenic oocytes）から独立して成長する。

成熟・産卵様式

成熟過程における水温，体重などが卵母細胞の成長速度に影響し （大西洋ニシンClupea harengus， Ware

繁殖特性値の調査研究手法は，対象とする魚種の成and Tanasichuk, 1989），産卵日は主に成熟開始時期，

熟・産卵様式によって異なる。例えば年１回産卵型の卵母細胞の成長速度，最終成熟（核移動〜吸水完了）

魚種においては，産卵期や産卵数は成熟開始前から産を開始する卵母細胞径で決定される。大西洋ニシンで卵期にかけての長期間にわたる水温や餌料環境の影響

は成熟を開始した卵母細胞の一部が成熟過程で再吸収を受ける可能性があるので，成熟開始前の適当な時期され，実際の産卵数は個体の栄養状態に応じて調節さから成熟期間を通して一定間隔で卵母細胞径や孕卵数れる（Kurita et al., 2003）。

（potential fecundity） を調べる必要がある。 一方，Ⅱ）卵群同期発達型− 1 産卵期複数回産卵型（タイプⅡ；

一産卵期に多数回産卵する（バッチ産卵型）魚種におFig. 1b）

いては，産卵回数や産卵数は産卵期中の餌料環境や水成熟し産卵に至る卵母細胞が，卵黄を蓄積しない細温に大きく影響されると考えらる。この様な魚種の場

胞から独立してある程度成長し （卵黄蓄積卵母細胞,合，バッチ産卵数（ 1 回の産卵における産卵数），産卵

vitellogenic oocytes），さらにその一部が最終成熟に頻度，環境などについて，産卵期中に頻繁に調査を行至り［吸水卵母細胞hydrated oocytes；ただし顕著なう必要がある。したがって繁殖特性の研究ではまず，吸水が起こる魚種のみに適用できる用語，清水（2006）

研究対象とする魚種の成熟・産卵様式を特定すること

参照］産卵される。産卵は 1 産卵期に複数回認められが非常に重要である。

る。成熟を開始して独立した卵母細胞群が形成された成熟・産卵様式は， 一般的に， 同期発達型 （syn-時以降に，卵黄を蓄積していない卵母細胞群から卵黄

chronous），卵群同期発達型（group-synchronous），

を蓄積している卵母細胞群への加入はない。つまり成非 同 期 発 達 型 （asynchronous） （Marza, 1938;

熟初期に産卵数の最大値が決定する。卵群の卵母細胞

Wallace and Selman, 1981; 高野, 1989）に分類され成長速度は成熟過程における水温に影響される（大西洋

る。このうち同期発達型は多くのサケ属魚類のように

タラ，Kjesbu, 1994）ため，産卵期は水温の影響を受

一生に 1 回だけ産卵する型である。卵群同期発達型はけて変動する。また，産卵数は水温や栄養状態の影響

卵黄を蓄積している卵母細胞群と卵黄を蓄積しない卵を受けて変動する（大西洋タラ，Kjesbu et al., 1998）。

母細胞群（翌年または次回の産卵期に成熟する）の少さらに，バッチ産卵数，卵径，産卵間隔が産卵の進行になくとも 2 つの明瞭な細胞群が認められ，一生に複数伴い変化する（大西洋タラ，Kjesbu et al., 1991; 1996）。

回産卵する型である。この型には 1 産卵期に 1 回産卵

Ⅲ）非同期発達型− 1 産卵期多数回産卵型（タイプⅢ；（しかし生涯で複数回産卵）するタイプと， 1 産卵期にFig. 1c）

複数回産卵するタイプがある。非同期発達型は卵黄を産卵期中継続的に，卵黄を蓄積しない細胞から卵黄蓄積している卵母細胞と蓄積していない卵母細胞の細蓄積細胞への加入がある。卵黄を蓄積している細胞の胞径に明瞭なギャップが存在せず，産卵期中にも常時一部が最終成熟に至り産卵する過程を繰り返す。産卵

卵黄蓄積を開始する細胞が出現する型である。この型

回数（産卵間隔）およびバッチ産卵数から総産卵数をには比較的長期にわたり多数回産卵する魚種が含まれ推定する。これらの特性値は産卵期中の水温や餌料環る。本論文では，研究手法の相違を考慮し，卵群同期

境（カタクチイワシ，靏田, 1992）によって変化する。

発達型を 1 産卵期 1 回産卵型（ニシンClupea harengus

また，産卵間隔の推定には，生殖日周期や排卵後濾胞な ど ），1 産 卵 期 複 数 回 産 卵 型（ 大 西 洋 タ ラ Gadus（postovulatory follicles; POF）の吸収過程などと水

morhua，スケトウダラTheragra chalcogrammaなど）

温の関係を把握する必要がある。

に区分した。これに非同期発達型（ 1 産卵期多数回産
卵 型 ， サ ン マ Cololabis saira ， マ サ バ Scomber

水産資源学における繁殖特性研究は，特性値を正確

japonicus，カタクチイワシEngraulis japonica，ヒラに評価する，特性値の変動要因を特定する，変動要因

メParalichthys olivaceusなど） を加えた 3 つの型にの影響を定量的に評価する，という順に高度化していついて，成熟・産卵様式，および繁殖特性値に対するく。以下に，繁殖特性研究を行う際の野外調査におけ

環境の影響の仕方を以下に述べる。

る問題点と，それを解決するために必要とされる飼育Ⅰ）卵群同期発達型− 1 産卵期 1 回産卵型（タイプⅠ;

実験を，特性値を正確に評価することと，変動要因をFig. 1a）特定しその影響を評価することに大別して述べる。前

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野外調査と飼育実験による魚類繁殖特性研究  




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Fig. 1. Three patterns of oocyte maturation and spawning. (a) - (c) Size frequency of oocytes; (d) - (f) temporal changes in oocyte diameter in the leading cohorts. (a), (d) Group-synchronous and spawning a single
batch in a spawning season; (b), (e), group-synchronous and spawning several batches in a spawning season;(c), (f), asynchronous and spawning many batches in a spawning season. A, diameter of oocytes in leading
cohorts; B, diameter of oocytes at the beginning of final maturation; C, time at the beginning of oocyte
maturation.
者は比較的短期間の飼育実験で遂行可能であるのに対や頻度を変える必要もある。

して，後者は比較的長期間の飼育実験が必要である。

2 ）繁殖特性値を正確に評価するために必要な情報
a）
排卵後濾胞（POF）の吸収過程と水温の関係

繁殖特性値を正確に評価するために行う野外調査の問題点と必要な飼育実験

POF（Fig. 2）とは，卵母細胞を包んでいた濾胞組
織 ［ovarian follicle；外側の莢膜細胞層（thecal cell
layer），内側の顆粒膜細胞層（granulosa cell layer），

1 ）野外調査の設計をよく練る

および両細胞層を隔てる基底膜（basement membrane）

繁殖特性の研究に限らず，個体群の生物特性を明らからなる］が排卵によって空胞となった状態である。

かにする際に個体群を代表するサンプリングを行うよう

POFは個体の当該産卵期における産卵経験の有無の指に注意を払うことは非常に重要である。繁殖特性に関し

標 と な る 。Hunter and Goldberg（1980）が northernていえば，産卵群と非産卵群の分布の違い，産卵群のanchovyの産卵頻度（単位時間あたりの産卵回数，単中でも当日産卵群と当日非産卵群の分布や採集効率の位時間を 1 日とすることが多い）の推定に用いて以来，違いを正確に把握する必要がある （例えばnorthern

多くのバッチ産卵型の魚種で産卵頻度の指標として用

anchovy Engraulis mordax，Picquelle and Stauffer,

い ら れ て い る （northern anchovy, Hunter and1985）。また，産卵時刻に何らかの偏りがある場合は，Macewicz, 1985; マサバ, Dickerson et al., 1992; At-

採集時刻を考慮する必要がある。さらに，上述のとお

lantic mackerel Scomber scombrus, Priede andり，調査対象魚種の成熟・産卵様式によって調査時期

Watson, 1993）。 Hunter and Goldberg （1980） は

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栗田

豊

POFの退行過程が時間の経過とともに進行する性質を

POFの吸収過程と水温の関係を明らかにすることは，

利用し，POFをその形態から，排卵当日，排卵後 1 日，

産卵頻度の推定を正確に行うために必要である。個体

排卵後 2 日以上経過の 3 タイプに区分した。排卵当日群の産卵が狭い時間範囲内で同期して起こる魚種では，のPOFは複雑に褶曲しており，顆粒膜細胞の細胞壁お野外において 3 〜 4 時間間隔で24〜48時間にわたり連

よび細胞内の核が明瞭である。これに対して排卵後 1

続的に採集することでPOFの退行過程を明らかにでき日のPOFは褶曲が少なくなり，顆粒膜細胞には空胞やる （Pacific sardine Sardinops sagax, Goldberg et

核の濃縮が多く認められる。排卵後 2 日以上経過する

al., 1984）。しかし，一般的に個体により産卵時刻がばと大きさが非常に小さくなり，顆粒膜細胞の細胞膜がらつくことや排卵から採集時までの経験水温が不明瞭

認められず，空胞や濃縮した核のみが認められる。吸であることを考慮すると，POFの吸収過程と水温の関収の過程は多くの魚種で類似しているが，それぞれの係は飼育実験によって明らかにするのが適当である。

状態の持続時間は魚種や環境水温によって異なる。産

飼育実験では同期して排卵した個体群から一定の時間

卵頻度の推定に用いる形質は，POFに限らずその持続間隔で数個体ずつ採集し，排卵後の経過時間とPOFの時間および出現時刻（あるいは産卵時刻）を明らかに形態変化を対比させればよい。水温は天然海域で経験する必要がある（後述 c）参照）。例えば，時刻の偏りすると予想される最低水温，最高水温，その中間の水なく採集した場合，ある形質の持続時間が1 / 2になれ

温の少なくとも 3 水温で行うことが望ましい。また，

ば，その形質が認められる確率も1 / 2になる。したがっカニューレ（Fig. 3 に示した細い管，カテーテル）をて産卵頻度の推定値は，用いる形質の持続時間に比例用いて同一個体の卵巣の一部の抽出（カニュレーショ

して変化する。POFの退行過程についてはいくつかのン，カテーテライズ）を定期的に行えれば，数少ない魚種で報告されているが，筆者の知る限りでは，同じ個体で，しかも排卵時刻の個体差を考慮せずにPOFの種について異なる水温で退行過程を調べた報告はない。

形態変化を調査できる。ただしカニュレーションを行

産卵期の水温は，地域によって，また時期によって大う場合は，ハンドリングによる魚体に対するストレス

きく変化するのが一般的である（羽生, 1991）ので，を最小限にとどめる配慮が必要である。

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Fig. 2. Ovarian follicle and postovulatory follicle of Pacific saury Cololabis saira. (a) Hydrated oocyte surrounded by ovarian follicle (OF). C, chorion. (b) Magnified image of (a). Thecal cell layer (T) and granulosa
cell layer (G) of ovarian follicle. (c) Newly evacuated postovulatory follicle. FL, follicular lumen. (d) Magnified image of (c). Cell walls of granulosa cells are evident and nuclei are prominent. Bars in (a) and (c),200μm; in (b) and (d), 100μm.

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野外調査と飼育実験による魚類繁殖特性研究b）退行卵母細胞（atresia）の吸収過程と水温の関係

5
回転すれば，当初の14％［＝1−（1−0.03）］の卵母細近年いくつかの魚種で，卵黄を蓄積した卵母細胞の胞が減少する。 したがって見かけ上少なくても，一部が， 成熟過程および産卵期中に退行卵母細胞

atresiaによる再吸収は実際の産卵量に大きな影響を及（atresia, Fig. 4）となり産卵せずに再吸収されること

ぼす可能性がある。また，atresiaの割合の推定は組織が明らかになっている。例えば大西洋ニシン（成熟・切片の観察によるのが一般的であるが，大きさが異な産卵タイプⅠ ）では，卵黄を蓄積した卵母細胞の56％る細胞を単純に計数すると，数量の比の推定値に偏りが， 主に成熟過程の前半にatresiaとして吸収されたが生じるので注意が必要である（後述のstereological（Kurita et al., 2003）。また，North Sea sole Solea solea

method参照）。atresiaの出現は一般的には個体間で同（成熟・産卵タイプⅢ）では12.4％が（Witthames and

期しないので，出現開始日を野外採集標本から推定す

Greer Walker, 1995）, Atlantic mackerel（成熟・産るのは不可能である。したがってatresiaの持続時間は卵タイプⅢ） では 6 〜13％が（Greer walker et al.,

飼育実験によって調べるのが適当である。これまで孕

1994），産卵期中にatresiaとして吸収された。上記成

卵数の減少量と期間からatresiaの持続時間を推定した

熟・産卵タイプのうち卵群同期発達型（タイプⅠおよびⅡ）に属する魚種では，産卵前のある時点で計数した卵黄蓄積卵母細胞数（potentail fecundity）を当該

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産卵期における実際の産卵数（realized fecundity）とみなすことが多い。しかしatresiaによる再吸収があれ
ば，計数時の孕卵数と実際の産卵数は異なるので，実際の産卵数を推定するためにはatresiaによる再吸収が生じる時期および量を調べる必要がある。atresiaによる再吸収量を推定するためには，正常な卵母細胞に対するatresiaの割合とatresiaの持続時間（寿命；卵母細胞の退行の開始から卵黄が完全に吸収されるまでの時
間，Fig. 4 ; Hunter and Macewicz, 1985; Witthames





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and Greer Walker, 1995） に関する情報が必要である。たとえatresiaの割合が少なくても，atresiaによる再吸収が何回転かすれば，再吸収される卵母細胞の総量は大きくなる。例えば出現割合が 3 ％であっても 5


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Fig. 3. Taking ovary biopsy samples with acannula. Temporal changes in ovarian characteristics, for example, oocyte diameter, developmental
stages, and degeneration process of both post
ovulatory follicles and atresia, can be examinedfrom the same individual.

Fig. 4. Normal and atretic oocytes in vitellogenic
stage of Atlantic herring Clupea harengus. (a)Normal vitellogenic oocyte. YG, yolk globule; CA,
cortical alveoli; C, chorion; F, ovarian follicle. (b)A very early phase of atresia. Chorion (C) is fragmented, and follicle cells (F) become enlarged. (c)A late phase of atresia. Little yolk (Y) andchorion (C) remained, and surrounded by follicle
cells (F). Bar; 100μm.

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例はあるが（Kurita et al., 2003），飼育実験により直くの魚種で用いられている産卵頻度（間隔）の指標は接調べた例は少ない。Hunter and Macewicz（1985）

POFおよび吸水卵母細胞である。しかしこれらの出現

は northern anchovy を 一 定 期 間 絶 食 す る こ と で持続時間を正確に調べた例は少ない。

atresiaを生じさせ，定期的な採集によってatresiaの吸Matsuyama et al.（1988） は， 海上の生け簀に畜収過程を観察した。その結果，卵黄を蓄積した卵母細養した天然のマダイPagrus majorを用いて成熟・産胞がatresiaとなり卵黄が完全に吸収されるまでに 8 日

卵の日周リズムを明らかにした（Fig. 5 a）。マダイは間かかることを明らかにした。カニュレーションによ18〜19時に同期して産卵した。核の移動は19時から出り同一個体のatresia持続時間を推定することも可能で現し始め，7 時には核の崩壊が終了し，卵母細胞が透あろう。POFと同様，atresiaも水温によって持続時間明化した。また，排卵は13〜16時に起きた。したがっが大きく変化する可能性が高いので，飼育実験を行うて吸水卵母細胞は 4 〜 7 時から13〜16時の約 9 時間に際は，生息水域の最高，最低，中間の少なくとも 3 水

わたり出現した。 また， 13〜22時にはPOFは濾胞腔

温下で実験を行うことが望ましい。

（follicular lumen，Fig. 2）を有し顆粒膜細胞の構造c）成熟・産卵過程の日周リズムと水温の関係も明瞭な状態であった（ステージⅠ ）。1 〜10時にはス

1 産卵期に複数回産卵する魚種，特に非同期発達型

テージ I のPOFは認められず，最も新しいPOFでも吸の魚種で，最終成熟（核移動〜吸水完了）および排卵収が進み濾胞腔は閉鎖していた（ステージⅡ ）。それに関連して明瞭な生殖日周期を示すことが報告されて以降は吸収が進行し，24時間以内に結合組織との識別いる（広瀬, 1991）。なお最終成熟とは第一減数分裂のが困難な状態になった。この日周変化の知見を適用す

途中で停止していた卵母細胞の減数分裂が再開し，第ると，当日産卵する個体は，少なくとも 4 〜 7 時には

二減数分裂中期に至るまでの期間であり，外見的には

核移動期以降の卵母細胞を，7 〜22時には吸水卵母細卵黄球期の卵母細胞の核が移動し，吸水に伴う透明化

胞または排卵後間もないステージ I のPOFを，それぞおよび核の崩壊を経て排卵に至る一連の過程に対応す

れ持っていることから識別可能である。つまりこれらる（小林と足立, 2002; 清水, 2006）。生殖日周期に関の細胞の出現を指標とすれば，4 〜22時に採集した標する知見は，産卵頻度の推定，産卵頻度やバッチ産卵本を用いて，産卵頻度の推定を行えるであろう。また，数を推定するための調査時刻の決定に必要である。多著者の経験では，POFの退行過程は連続的であり吸収Fig. 5. Diel rhythm of final maturation and spawning in (a) red sea bream Pagrus major and (b) Japaneseflounder Paralichthys olivaceus. Red sea bream spawns synchronously at 18 - 19 h, while Japanese flounder
spawns asynchronously during the night. As a result, hydrated oocytes of red sea bream appear in a specific period of time, while those of Japanese flounder appear almost over a 24 hour period. MN, oocytes at
migratory nucleus stage; HD, hydrated oocytes; POF, postovulatory follicles at stage I (grey bars); OV, ovulation; SP, spawning.

野外調査と飼育実験による魚類繁殖特性研究

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段階の識別には多少の不明瞭さが含まれる。したがっ

頻度を推定する方法が次善の方法である。どちらの場て採集時刻を 7 〜13時に限って，吸水卵母細胞のみを合でも，産卵頻度を求める際に，形質の出現割合を出産卵の指標にするか，または 7 〜19時頃までに限って，現確率で補正する必要がある。つまり，

吸水卵母細胞と排卵直後のステージⅠのPOFを産卵の（産卵頻度）＝（形質の出現割合）／（形質の出現確率）指標にすることで，より正確に産卵頻度を推定できるである。前述のマダイでは形質の出現確率で補正してであろう。逆に言えば，もしも吸水卵母細胞（およびいない。これは特定の形質［吸水卵母細胞（およびス

ステージⅠのPOF）のみを指標にして産卵頻度を推定

テージ I のPOF）］ の出現確率が 1 となる時間帯 ［ 7する場合，7 〜13時（19時頃）以外の標本を含めて推〜13（19）時］に採集した標本のみを用いる推定方法

定すると過小推定となる。このように，成熟日周期にだったからである（Fig. 5 a）。

関する情報は，精度の高い産卵頻度の推定，あるいは調査設計に不可欠である。

さらに，産卵の進行に伴う水温や光周期の変化が，産卵に関わる形質の持続時間（例えばヒラメの吸水卵

マダイの様に産卵時刻が個体群で同期している場合

母細胞の持続時間と水温の関係*1 ）や産卵時刻（羽生は，上述のように，吸水卵母細胞やPOFなど特定の形

1991）を変化させることにも留意する必要がある。産質の特定の時間帯における出現率を利用して，野外個

卵時刻の個体間変動が大きい場合，野外調査によって体群の産卵頻度を推定することができる。しかし個体特定の形質の持続時間を推定するのは非常に困難であ群で産卵時刻が同期していない場合は，生殖日周期おる。このような場合は，飼育実験によって産卵時刻やよびある形質の持続時間が産卵間隔の推定値に直接影

形質の持続時間と環境の関係に関する基礎情報を得て響する。例えばヒラメは飼育下で夕方から早朝にかけおくことが望ましい。成熟・産卵の日周変化を調べるて幅広い時間帯で排卵・産卵する（栗田，未発表）。ま目的で行う飼育実験でも，POFの項で述べたのと同様

た，吸水卵母細胞の持続時間は水温15℃では約10時間に，生殖日周期に個体間変動が見込まれる場合は，カ1である* 。採集が終日まんべんなく行われれば，当日

ニュレーションによって同一個体の時系列変化を調べ産卵する個体のうち吸水卵母細胞を持っている個体のることは有力な方法である*1。

出現確率は10/24（持続時間/24時間）である。しかしｄ）産卵動向を推定する手法の開発

出現確率は時間帯によって変化する。例えば18〜 6 時

野外調査についてまわる問題点の中で，個体群を代に産卵する場合，吸水卵母細胞は 6 〜翌 4 時に出現す

表する標本が採れているかどうかは非常に重要な問題

る（Fig. 5 b；排卵から産卵までの時間が明確になっである。このことは，個体群中の成熟個体の割合を推ていないので，ここでは 2 時間と仮定した）。18〜 6 時

定する際にも当てはまる。冬に黒潮本流およびその周の間に魚が均等に産卵すると仮定すると，吸水卵母細辺で採集される成熟サイズ以上のサンマはほぼ100％成胞の出現確率は，4 〜 6 時が 0，16〜18時がほぼ 1 で最熟している*2。しかし冬のサンマの分布範囲は完全にも高くなり， 6 〜16時にかけては直線的に増加し，は特定されていない。もし採集域以外においても成熟

18〜 4 時にかけては直線的に減少する。さらに産卵時

サイズ以上で未成熟な個体がまとまって分布していれ刻の分布に偏りがあると，出現確率はその影響を受けば，ほぼ100％と推定した成熟率は過大評価となる。こて変化する。このような魚種の産卵頻度を推定する場のような推定誤差を極力減らすための情報の一つとし合，まず産卵の指標となる形質の持続時間を明らかにて，個体の産卵動向（stage of spawning）が挙げらすることが第一に求められる。さらに排卵時刻の頻度れる。ここでいう産卵動向とは，ある個体がその個体分布を明らかにできる場合は，その頻度分布から推定の数ヵ月間にわたる産卵期の中で，これまでどれくらされる特定の形質の出現確率と時刻の関係を予め把握い産卵していて，今後どれくらい産卵するかという産した上で，採集時刻を決定し，形質の出現割合から産卵の進行状況の尺度であり，単純化して言えば産卵初

卵頻度を推定するのが最良の方法である。排卵時刻の期，盛期，末期などと表現できる。例えばある産卵場

頻度分布が不明の場合は，採集時刻が特定の時間帯にで調査をすると 3 ヵ月にわたりほぼ100％の成熟個体が偏らない様にして，あるいは採集時刻の偏りを除去す

採集できたとする（Fig. 6 a およびb）。最初の 1 ヵ月

るようにデータを処理して，形質の出現割合から産卵は全ての個体が産卵初期，次の 1 ヵ月は全て盛期，最*1 栗田 豊，藤浪祐一郎，天野勝文，Pham K.X., 山森邦夫，2005: 飼育下におけるヒラメの生殖日周期．平成17年度日本水産学会大会講演要旨集，p.41.
*2 栗田 豊，2001: サンマの産卵場および産卵量の季節変化．第49回サンマ資源研究会議報告，東北区水産研究所八戸支所，pp.203-205.

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後の 1 ヵ月は全て末期であれば（Fig. 6 a），調査期間

標本を用いて産卵の進行に伴う特性値の変化を調べるた

中同じ個体群が調査対象となっていた可能性が高い。

めには，採集時期を基準にして調べるのではなく，個々のしかし，個体群の産卵期（ 3 ヵ月）中の長い期間（図

標本の産卵動向で基準化して比較する必要がある。

では 2 ヵ月以上）で産卵初期の個体が採集された場合

Kjesbu et al.（1990）は卵群同期発達型− 1 産卵期

は，産卵期中に常に，新たに成熟を開始した個体が調

複数回産卵型である大西洋タラの産卵動向を，卵母細査海域の外から移入してきたと推察される（Fig. 6 b）。

胞径分布を用いて推定する手法を開発した（Fig. 7）。

また，産卵期中の長い期間（図では 2 ヵ月以上）で産卵群同期発達型− 1 産卵期複数回産卵型では，上述の卵末期の個体が出現すれば，産卵を終了した個体は終ように，当該産卵期に産卵可能となる卵母細胞群（卵了後ただちに調査海域から移出したと推察される

黄球期）がある程度の大きさまで成長し，それらのう（Fig. 6 b）。この場合，見かけ上の成熟率は100％であ

ち一部の細胞が最終成熟を経て産卵に至る過程を繰りるが，実際は個体群の一部のみが産卵していたことに返す（Fig. 1 b）。卵黄を蓄積した細胞群のうち小さななる。このように個体の産卵動向がわかると，産卵親細胞はゆっくりと成長を続けることから，この細胞群

魚の調査海域の利用状況や個体群全体の繁殖特性が推の細胞径の標準偏差は，産卵の進行に伴って小さくなっ察できる。また，孕卵数，バッチ産卵数，卵径などのていく（Fig. 7 ）。Kjesbu et al.（1990）は産卵履歴

繁殖特性値は，産卵の進行に伴って変化することが知を把握している飼育個体を定期的に採集して，卵黄をられている（大西洋タラ，Kjesbu et al., 1991; 1996）。

蓄積した細胞群の径の標準偏差と産卵の進行度合い

個体レベルの産卵期が個体間で同期していない場合，（portion of eggs spawned; 見込まれる総産卵数に対同時に採集された標本には，産卵初期の個体と末期のする調査時までの累積産卵数の割合）の関係を定式化

個体が混在する（Fig. 6 b）。したがって，野外採集したした。さらにこの関係を適当に修正して，産卵期中にFig. 6. Schematics showing possible relationships between spawning season at the population level and at
an individual level in relation to the stage of spawning. (a) Spawning season of each individual corresponds
to the spawning season at the population level. (b) Spawning season of some fish are shorter than that ofthe population. If spawning fish immigrate into the survey area just before spawning and emigrate justafter spawning, 100 % of sampled fish appear as active spawners while the actual spawning fraction of the
population is less than 100 %. E, early stage of spawning; M, middle stage of spawning; L, late stage of
spawning.

95

野外調査と飼育実験による魚類繁殖特性研究
採集した天然個体の産卵動向と採集時の孕卵数から産の 2 種類の生殖腺刺激ホルモンは成熟に関連して異な卵期中における総産卵数を推定した（Kjesbu et al.,

る働きをしていると考えられる。これらを生産する細1998）。この手法は大西洋タラ以外でも，卵群同期発達

胞数の比が産卵の進行に伴いある傾向をもって変化す型− 1 産卵期複数回産卵型の魚種で適用可能かもしれ

れば，その比を指標にして産卵動向を予測することがない。しかし非同期発達型の魚種では，産卵期中に，できる。

常に卵黄蓄積卵母細胞の加入があるので，卵黄蓄積細産卵動向を予測する手法を開発するためには，用いる胞群の細胞径の変化から産卵動向を推定するのは困難

標本の当該産卵期における産卵履歴が既知である必要がである。これに代わる方法の一つの可能性は，卵母細あるので，飼育実験が不可欠である。個体ごとの産卵動胞の発達段階組成から推定する方法である。卵母細胞

向は，個体および個体群の繁殖生態，さらにその変動機の数は，卵原細胞の増殖速度と卵原細胞から卵母細胞構を理解するうえで重要な基礎情報である。特に，繁殖へと変化する割合で決定する。また，成長期の卵母細特性に関して個体群の全体像を捉えにくい非同期発達型

胞は卵黄を蓄積しない周辺仁期以前，内生的な蓄積をの魚種において，その重要性が高い。産卵動向を推定す

開始する表層胞期（または油球期），肝臓で形成されるる手法が早期に開発されることが望まれる。

卵黄を蓄積する卵黄球期に分けられる。これらの細胞ｅ）成熟・産卵の開始および終了と水温および光周期数の比が，産卵の経過に伴って何らかの傾向を持っての関係変化するとすれば，細胞数の比が産卵動向の指標にな

卵原細胞の分裂時期，卵母細胞の形成時期，成熟開る可能性がある。もう一つの可能性は，脳下垂体で生始時期，卵母細胞の成長速度，産卵開始時期，産卵終産される 2 種類の生殖腺刺激ホルモン［濾胞刺激ホル了時期などは水温または光周期，もしくはその両方のモン（FSH），黄体形成ホルモン（LH）］の分泌活性を影響を強く受ける。これらの特性の変化は，産卵数に調べる方法である。マミチョグFundulus heteroclitus

影響する。また産卵期の変動は個体群動態に影響する

では成熟期から産卵期にかけてFSHを生産している細可能性がある（Kjesbu et al., 1996; Hugget et al.,

胞数が多く，産卵期から産卵終了後まではLHを生産し2003; Kurita, 2006）。これらの特性の変動要因の解明ている細胞数が多い（Shimizu et al., 2003）。これら

は個体群動態研究に関わる繁殖特性研究の中で重要な



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Fig. 7. A schematic showing the relationship between standard deviation (SD) of vitellogenic oocyte diameter and portion of eggs spawned (PES) which is defined as the number of eggs spawned in the current
spawning season divided by the sum of number of eggs spawned and number of vitellogenic oocytes left inan ovary. (a) - (c) Temporal changes in oocyte diameter distribution and SD of vitellogenic oocyte diameterwith the progress of spawning; (a) early, (b) middle, and (c) late stage of spawning. (d) Relationship between
SD and PES.

96

栗田

豊

課題であり，やはり飼育実験が不可欠である。

繁殖特性値の変動要因を特定しその影響を定量評価す

3）作業の省力化につながる手法の開発

るために行う野外調査の問題点と必要な飼育実験

発達段階ごとに卵母細胞の数を計数したり細胞径を計測する際に，組織切片を用いることが多い。切片上

繁殖特性値に影響を及ぼす要因の候補としては，水で観察される細胞数の比は，対象となる細胞の大きさ

温， 摂餌量，栄養状態，年齢，産卵履歴，遺伝的性質に逆比例する。例えば径の大きさが 1：4 である 2 種類などが挙げられる。一方，影響される繁殖特性の候補の細胞が，ある切片上で 2：1 の数量割合で観察されたとして，成熟速度、産卵量、産卵頻度、産卵期の長さ，とする。この場合，実際の細胞数は径の逆数で補正し繁殖と成長のエネルギー配分などが挙げられる。これた 8：1 である（Fig. 8）。また，組織切片の作成過程

らの関係を飼育実験により定量的に明らかにするためで細胞が収縮することがある。切片標本を用いて計数・には，数ヵ月（成熟から産卵までの過程の変動評価）

計測する場合，これらのことを常に考慮する必要があから数年（過去の産卵や摂餌履歴の影響評価）にわたる。 計数上のバイアスを取り除く方法として，る中・長期的な実験を行う必要がある。

stereological methodがある（Emerson et al., 1991;

魚の繁殖特性値の変動を規定する主要な環境要因はAndersen, 2003; Murua et al., 2003）。 これは断面

餌料環境と水温である。これらは直接繁殖特性値に影を用いて立体物を計数する方法である。この方法を採響する場合もあれば，魚が経験してきた環境の蓄積結用すると，細胞の大きさや形状の影響を受けずに正確果として成長や栄養状態が変動し，それらが繁殖特性に計数できる。しかし切片を作成したり画像を解析す

値に影響する場合もある。水温が直接影響する例としては， 成熟速度 （太平洋ニシン,る手間がかかる。

Ware

and

数多くの細胞を調べる必要がある場合，または細胞Tanasichuk, 1989; 大西洋タラ, Kjesbu, 1994），産卵径を測定する場合は，生または固定した卵母細胞をそ間隔（カタクチイワシ，靏田, 1992）など，摂餌量がのままの状態（whole mount）で実体顕微鏡下で計数・直接影響する例としては産卵量や産卵間隔（northern

計測する方法が有効である。画像解析ソフトを併用す

anchovy, Hunter and Macewicz, 1985; カタクチイ

ると， この作業は飛躍的に省力化される （Thorsenワシ, 靏田, 1992）などが知られている。また成長が影and Kjesbu, 2001; Murua et al., 2003）。 ただし卵響する例としては成熟体長や成熟年齢の変化（マイワ

母細胞の場合は，外見と発達段階を一致させるため，

シSardinops melanostictus, 和田, 1988; Morimoto,

最初に組織学的手法で両者の対応関係を明らかにして

2003），栄養状態が影響する例としては産卵量（大西洋おく必要がある。また，初期のatresiaやPOFを，実体タラ, Kjesbu et al., 1998; Lambert and Dutil, 2000;

顕微鏡下の観察により識別あるいはステージングする

大西洋ニシン, Kurita et al., 2003）や成熟速度（大のは容易ではない。これらを可能にするための手法，

西洋タラ, Kjesbu, 1994）などが知られている。これら

例えばatresiaやPOFの染色法，の開発が待たれる。

の関係は，成熟・産卵期を通して異なる水温および摂餌量の条件下で飼育したグループ間で特性値を比較することにより評価することができるであろう。



摂餌量の影響の仕方は，栄養蓄積と再生産への投資
に関する種特異的なスケジュールによって大きく異なる。例えば卵群同期発達型（タイプⅠおよびⅡ）に代表される魚種では，比較的長期にわたって卵母細胞が成長して，1 回または少数のバッチを産卵する。この

様な魚種では摂餌量が産卵量に影響を及ぼす時期は産卵期よりも前の成熟過程の時期である（capital spawner）。例えばニジマス Oncorhynchus mykissでは成熟初期（表層胞期まで）の摂餌量が産卵量に影響し，その後産卵までの期間に摂餌量を変化させても産卵量へ

Fig. 8. Example of a potential error in estimating
the number of two types of oocytes with different
diameters. The probability of oocytes being sectioned in a cross section A (shown as heavily
shaded eclipses) in an ovary is inversely proportional to the diameter of the ooctyes.

の影響はほとんど認められない（Bromage et al., 1992）。これに対して非同期発達型（タイプⅢ）に代表される，成熟期間が比較的短く，多数のバッチを産卵する魚種では，産卵期中の摂餌の可否が直接産卵量に影響する度合いが大きい（income spawner）。カタクチ

97

野外調査と飼育実験による魚類繁殖特性研究
イワシでは産卵期中の餌の変化に対応して，餌の変化

estimation of cell numbers and volume fractions:の 2 週間後には繁殖特性値が変化する（靏田, 1992）。

the desector and the principles of point counting,また， nortehrn anchovyでは， 産卵期中に摂餌を停in "Modern Approaches to Assess Maturity and

止させると 6 日後にはほとんどの個体が正常な卵黄蓄

Fecundity of Warm- and Cold-Water Fish and積細胞を持たなくなる。その後，卵黄蓄積細胞が全くSquids"（ed. by Kjesbu O.S., Hunter J.R., andなくなった個体に摂餌を再開させると，7 日後には卵

Witthames P.R.）, Institute of Marine Research,

黄蓄積を再開する（Hunter and Macewicz, 1985）。

Fisken og Havet, 12, 11-19.

摂餌時期および摂餌量が産卵数に及ぼす影響は，いくBromage N., Jones J., Randall C., Thrush M., Davies

つかの時期に摂餌量を変化させ，産卵量に影響する時

B., Springate J., Duston J., and Barker G.,1992:

期を特定する飼育実験，また，摂餌量と産卵量を比較

Broodstock management, fecundity, egg quality

する飼育実験によって評価できる。

and the timing of egg production in the rainbow

長期間にわたる飼育実験では，短期間の飼育実験以
上に，飼育の人為的環境が結果に及ぼす影響に細心のtrout（Oncorhynchus mykiss）. Aquaculture, 100,
141-166.

注意を払う必要がある。例えば飼育に用いる餌の質がDickerson T.L., Macewicz B., and Hunter J.R., 1992:

天然に比べて劣る可能性があること （Seikai et al.,Spawning frequency and batch fecundity of

1997），飼育水槽の形状や広さ，同種個体の密度，水質，

chub mackerel, Scomber japonicus, during 1985.

照度，人影や物音，人工的な環境などが，直接またはCal. Coop. Ocean. Fish. Invest. Rep., 33, 130-140.

ストレスとして間接的に魚に影響する可能性がある。

Emerson L.S., Greer Walker M., and Witthames

また，行動や運動量が天然とは異なる可能性が高い。

P.R.,

したがって野外で生じている現象を正確に評価する努

estimating fish fecundity. J. Fish Biol., 36, 721-

力を怠らないこと，飼育実験の結果と野外調査の結果

1991:

A

stereologicalmethodfor730.
Goldberg S.R., Alarcon V.H., and Alheit J., 1984:

を常に比較することが重要である。

Postovulatory follicle histology of the Pacificsardine, Sardinops sagax, from Peru. Fish. Bull.

まとめ

U.S., 82, 443-445.
以上，繁殖特性研究のための野外調査における問題

Greer Walker M., Witthames P.R., and Bautista De

点と，それを補う飼育実験について述べた。繁殖特性

Los Santos I., 1994: Is the fecundity of the

研究に必要な飼育実験は魚種の成熟・産卵様式によっAtlanticて異なる。例えば比較的長期にわたって多数のバッチを産卵する魚種（非同期発達型）では，POF，成熟・産卵日周期，産卵動向に関する飼育実験が必要である。

mackerel（Scomberscombrus:

Scombridae）determinate? Sarsia, 79, 13-26.
羽生功, 1991: 生殖周期, 「魚類生理学」（板沢靖男，

羽生功編）, 恒星社厚生閣, 東京, pp.287-325.

一方 1 回産卵や少数のバッチを産卵する魚種（卵群同広瀬慶二（編）, 1991: 海産魚の産卵・成熟リズム（水期発達型）では，atresia，成熟速度などに関する飼育

産学シリーズ85）, 恒星社厚生閣, 東京, pp.142.

実験が必要である。また，どちらの成熟・産卵型の魚

Hugget J., Freon P., Mullon C., and Penven P, 2003:

種でも，摂餌量や摂餌時期の変動が産卵量に及ぼす影

Modelling the transport success of anchovy

響を評価することが重要な課題である。飼育実験を行Engraulis encrasicolus eggs and larvae in the

う際には，飼育実験自体に様々なバイアスが入っていsouthern Benguela: the effect of spatio-temporal

ることを常に意識して，野外調査の結果と常に対比す

spawning patterns. Mar. Ecol. Prog. Ser., 250,

ることが非常に重要である。野外調査と飼育実験を適

247-262.

正に併用して，野外個体群の繁殖特性値を高い精度で

Hunter J.R. and Goldberg S.R., 1980: Spawning

推定すること，および特性値の変動要因を特定しそのincidence and batch fecundity in northern anchovy,

影響を定量評価することは，資源変動機構の解明に必Engraulis mordax. Fish. Bull. U.S., 77, 641-652.
Hunter J.R. and Macewicz B.J., 1985: Rates of

要不可欠な課題である。

atresia in the ovary of captive and wild northern
文

anchovy, Engraulis mordax. Fish. Bull. U.S., 83,

献119-136.
Andersen

T.E.,

2003:

Unbiased

stereological

Kjesbu O.S., 1994: Time of start of spawning in

98

栗田

豊

Atlantic cod（Gadus morhua）females in rela-Morimoto H., 2003: Age and growth of Japanese sar-tion to vitellogenic oocyte diameter, tempera-dine Sardinops melanostictus in Tosa Bay,ture, fish length and condition. J. Fish Biol. 45,

south-western Japan during a period of declin-719-735.

ing stock size. Fish. Sci., 59, 745-754.

Kjesbu O.S., Klungsøyr L., Kryvi H., Witthames

Murua H., Kraus. G., Saborido-Rey F., Witthames

P.R., and Greer Walker M., 1991: Fecundity,

P.R., Thorsen A., and Junquera S., 2003: Proce-atresia, and egg size of captive Atlantic coddures to estimate fecundity of marine fish spe-

（Gadus morhua）in relation to proximate body

cies in relation to their reproductive strategy. J.

composition. Can. J. Fish. Aquat. Sci. 48, 2333-

Northw. Atl. Fish. Sci., 33, 33-54.
Picquelle S. and Stauffer G., 1985: Parameter estima-

2343.
Kjesbu O.S., Solemdal P., Bratland P., and Fonn M.,

tion for an egg production method of northern

1996: Variation in annual egg production in in-anchovy biomass assessment, in "An Egg Pro-

dividual captive Atlantic cod（Gadus morhua）.

ductionCan. J. Fish. Aquat. Sci. 53, 610-620.

Biomass of Pelagic Fish: Application to the

Kjesbu O.S., Witthames P.R., Solemdal P., and Greer

Methodfor

Estimating

Spawning

Northern Anchovy, Engraulis mordax"（ed. byWalker M., 1990: Ovulatory rhythm and a

Lasker R.）, NOAA Tech. Rep. NMFS 36, pp7-15.

method to determine the stage of spawning in

Priede I.G. and Watson J.J., 1993: An evaluation ofAtlantic cod （Gudus morhua）. Can. J. Fish.

the daily egg production method for estimating

Aquat. Sci., 47, 1185-1193.

biomass

Kjesbu O.S., Witthames P.R., Solemdal P., and Greer
Walker M., 1998: Temporal variations in the fecundityofArcto-Norwegiancod （Gadus

of

Atlanticmackerel （Scomber

scombrus）. Bull. Mar. Sci., 53, 891-911.
Seikai T., Takeuchi T., and Park G.S., 1997: Comparison of growth, feed efficiency, and chemicalmorhua）in response to natural changes in foodcomposition of juvenile flounder fed live mysids

and temperature. J. Sea Res. 40, 303-321.

and formula feed under laboratory conditions.

小林牧人, 足立伸次, 2002: 生殖, 「魚類生理学の基礎」（会田勝美編）, 恒星社厚生閣, 東京, pp.155-184.
Kurita Y., Meier S., and Kjesbu O.S., 2003: Oocyte
growth and fecundity regulation by atresia ofFish. Sci., 63, 520-526.
清水昭男, 2006: 生殖生理に関する研究手法と水産重要
魚種の再生産研究高度化への応用. 水研センター
研報, 別冊第 4 号, 63-70.

Atlantic herring（Clupea harengus）in relation

Shimizu A., Tanaka H., and Kagawa H., 2003:

to body condition throughout the maturation

Immunocytochemical applications of specificcycle. J. Sea Res., 49, 203-219.

antisera raised against synthetic fragment pep-

Kurita Y, 2006: Regional and interannual variations

tides of mummichog GtH subunits: examining

in spawning activity of Pacific saury, Cololabis

seasonal variations of gonadotrophs（FSH cells

saira, during northward migration in spring inand LH cells）in the mummichog and applica-

the northwestern Pacific. J. Fish Biol., in press.

tions to other acanthopterygian fishes. Gen.

Lambert Y. and Dutil J.-D., 2000: Energetic consequences of reproduction in Atlantic cod（Gadus
morhua）in relation to spawning level of somaticenergy reserves. Can. J. Fish. Aquat. Sci., 57,
815-825.
Marza V.D., 1938: Histophysiologie de l'ovogenese.
Hermann, Paris, 81 pp.
Matsuyama M., Adachi S., Nagahama Y., andComp. Endocrinol., 132, 35-45.
高野和則, 1989: 卵巣の構造と配偶子形成, 「水族繁殖学」（隆島史夫・羽生功編）, 緑書房, 東京, pp.1-

34.
Thorsen A. and Kjesbu O.S., 2001: A rapid method
for estimation of oocyte size and potential
fecudnity in Atlantic cod using a computer-aided
particle system. J. Sea Res., 46, 295-308.

Matsuura S., 1988: Diurnal rhythm of oocyte de-靏田義成, 1992: カタクチイワシの成熟・産卵と再生産

velopment and plasma steroid hormone levels in

力の調節に関する研究. 水工研報, 13, 129-168.

the female red sea bream, Pagrus major, during

Wallace R. and Selman K., 1981: Cellular and dy-

the spawning season. Aquaculture, 73, 357-372.

namic aspects of oocyte growth in teleosts. Am.

野外調査と飼育実験による魚類繁殖特性研究
Zool., 21: 325-343.
和田時夫, 1988: 道東海域におけるまき網対象マイワシ

99

Fish. Aquat. Sci., 46, 1776-1784.
Witthames P.R. and Greer Walker M., 1995: Deter-

資源の来遊動態に関する研究. 北水研報, 52, 1-138.

minacy of fecundity and oocyte atresia in soleWare D.M. and Tanasichuk R.W., 1989: Biological（Solea solea）from the Channel, the North Sea

basis of maturation and spawning waves in Pa-

and the Irish Sea. Aquat. Living Resour., 8, 91-

cific herring（Clupea harengus pallasi）. Can. J.

109.