長岡工業高等専門学校研究紀要 第 53 巻（2017）

論 文

栖吉川のプラナリアと河川水質に関する調査－2016年度プレラボ活動のまとめ－

小川秀1・田中一浩2・小林青葉3・酒井啓伍3・和久井勇輝4・入田漱一郎5・櫻井莉乃5・鈴木統大6・小柳早良2・井熊倫太郎2
1一般教育科－化学・生物（Liberal Arts-Chemistry-Biology, National Institute of Technology, Nagaoka

College）
2 環境都市工学科（Department of Civil Engineering, National Institute of Technology, Nagaoka College）
3 機械工学科（Department ofMechanical Engineering, National Institute of Technology, Nagaoka College）

4 電気電子システム工学科（Department of Electrical Electronics System Engineering, National Instituteof Technology, Nagaoka College）
5 電子制御工学科（Department of Electronic Control Engineering, National Institute of Technology,Nagaoka College）
6 物質工学科（Department of Materials Engineering, National Institute of Technology, Nagaoka College）

Report on the survey of freshwater planarians and the water analysis in theSuyoshi River, Nagaoka City, Niigata Prefecture- The result of our Prelab-study in 2016 Shigeru OGAWA1, Kazuhiro TANAKA2, Aoba KOBAYASHI3, Keigo SAKAI3, Yuki
WAKUI4, Sohichiro IRITA5, Rino SAKURAI5, Todai SUZUKI6, Sara OYANAGI2 andRintaro IKUMA2Abstract
The Suyoshi River is a first-class river running from Suyoshi, the eastern hill side of Nagaoka city
through the central area of the city to join the Shinano River. Living creatures which are closely related
to the environmental factors such as water qualities are known as indicator organisms. Planarian is one of
the indicator organisms in freshwater environment. This paper reports the survey about the relationshipbetween the distribution of aquatic indicator organisms and water qualities in the Suyoshi River. The
concentrations of Cl-, Na+, K+ and Ca2+ at downstream sampling sites were higher than those at upstreamsites. NO3 -N was 0.19 mg/L at sampling site No.4. Three species of freshwater planarians; Phagocatavivida, Dugesia japonica and Girardia tigrina were found by different distribution in the Suyoshi River.
G. tigrina is the first foreign planarian species reported in Niigata Prefecture. This survey was conductedwith Pre-laboratorial (Prelab) students during May to October in 2016.
Key Words :freshwater planarian, water quality, Prelab, indicator organism- 39 -小川 秀・田中 一浩・小林 青葉・酒井 啓伍・和久井 勇輝・入田 漱一郎・
櫻井 莉乃・鈴木 統大・小柳 早良・井熊 倫太郎

１．はじめに

２．調査地概要と調査方法

長岡高専では低学年からの学生の研究・教育を活性化するための仕組みとして2015年8月から「プレラボ」と呼ばれる制度の運用が開始された1)．著者の一人である小川は本制度を活用するとともに，低学年学生の生命科学への興味・関心を引き出す取組みを考えた．そこで顕著な個体再生能とユニークな形態をあわせもつプラナリアを研究対象とすることにした．研究を立ち上げるにあたっては対象生物の生育環境を知り，採集や飼育を通した疑問や気づきを得ることが不可欠である．そこで先ず，プラナリアの生息環境について調査したいと考えた．というのも身近な環境中にプラナリアが生息していること自体が意外と知られておらず，その生態に関する研究も非常に限定されているのが現状である．実際，新潟県の淡水産プラナリアに関しては1954年の川勝
2)，1977年の村山3)の報告があるが，それ以降の報告がなく，約40年経過した現在の栖吉川のプラナリアの生息状況についてあらためて把握しておく必要もあると考えられた．
一般に知られるプラナリアは扁形動物門渦虫綱三岐腸目に属する淡水生ウズムシである．扁平なプラナリアの体全体に張りめぐらされている腸管は生育環境水と広く接している．そのため本生物は水環境の影響を受け易く，不適な水質，水温におかれると急速に消滅していく．従って日本在来のプラナリア
は清流に生息し，河川の水質調査における「きれいな水」の指標生物とされている4) ．一般に，河川の水質環境をとらえる評価方法としては， BOD（生物化学的酸素要求量），DO（溶存酸素），pHなどの分析を通して実施される化学的水質評価と河川環境を反映する生物種からモニタリングする生物学的水質評価が知られる．化学的水質評価は一般に一時的な環境変化を反映しやすいのに対し，川底に生息する生物を対象とした生物学的水質評価は，過去から調査時点までの長い時間の水質を反映するものであると考えられている4)．
以上を背景として，長岡高専の「プレラボ」の参加学生にとっても身近な近隣河川である栖吉川を調査地として選定した．さらに，本河川においてプラナリアをはじめとする淡水の指標生物がどのように分布し，それらが化学的的水質評価と何らかの相関を持つものであるのかという点にも着目しながら定期的な調査を実施した．本稿はその研究成果について論じるとともに， 2016年度「プレラボ：プラナ２．１ 調査地概要
栖吉川は長岡市東部に位置する長岡東山丘陵（主峰の鋸山を中心に一般には東山と呼ばれる）から西側へ流下する河川延長13,553メートルの一級河川である．その源流部をもつ長岡市栖吉町は長岡高専の位置する西片貝町の隣町でもある．本河川の上流部
約1/4は山間部を流れ，栖吉町，悠久町の田園部，宅地化の進んだ長岡市中心部と流下して信濃川と合流する．この栖吉川において約2 kmごとに計5か所の調査地点（①～⑤）を選定し，化学的および生物学的水質検査を行った（図１－１）．調査地の川幅や水深は天候や河川に流れ込む水量により変動するが，表１に6月の調査時のデータを参考として示した．調査は2016年5月14日，6月12日，7月31日，8月29日，10月22日の5回（5月と10月の調査は予備的な調査）実施した．上流の渓流部は木陰が多く（調査地点⑤），田園風景に囲まれ（同④），中流域（同③，②）では川原の草原が目立った．最も下流部の調査地点①ではアシ原が繁茂したことにより7月以降は調査が困難な状況となった（図１－２）．

図１－１

リアグループ」の活動報告も含めた構成としている．
- 40 -

栖吉川調査地点（下流から上流に向かって①～⑤が各調査地点）

栖吉川のプラナリアと河川水質に関する調査

３．１ 化学的水質評価
各調査地点の水温を図２に示した．
7/31，地点②において，最高水温を観測した．
10/31，地点③において，最低水温を観測した．6/12，7/31，8/22の水温は下流に向かうにつれ，水温は上昇する傾向にあった．
各調査地点のCl-, NO3-, SO42-, Na+, K+, Ca2+濃度を図3に示した．各調査地点について，すべての調査日の値を平均した．
Cl- は，地点⑤，④で低く，地点③から地点①で上昇した．最大値は最小値のおよそ２倍であった．
支川が南から地点④と地点③の間に合流する．支川からの流入がCl-を上昇させたものと示唆された．
NO3-は，地点②が最大であった．地点④は最小であった．最大値は最小値のおよそ５倍であった．最
大値に0.226を掛け，硝酸性窒素に換算すると，0.19mg/Lとなった．この最大値0.19 mg/Lは，富栄養化
栖吉川調査地点の様子，(a)調査地点①，(b)図１－２

同②，(c) 同③，(d)同④，(e) 同⑤，(e) 同⑤における８月の調査風景

表１

調査地点の川幅と水深（2016年6月12日時点）

調査地点

川幅（m）

水深(cm)

①4.0

10

②

5.0

15

③

5.520

④

3.520

⑤

3.020

２．２ 調査方法
２．２（１）化学的水質評価
各調査地点にて河川水を採水し，水温，Cl-, NO3-,SO42-, Na+, K+, Ca2+の各イオン濃度を測定した．イオン濃度測定には，イオンクロマトグラフ（ダイオネクス社製 DX-120）を用いた．
２．２（２）生物的水質評価
各調査地点における川底に生息するプラナリアおよび水生生物種の調査は，各地点において3名の調査者が10分間の間に確認できた種類および数を記録した．生物種の同定と記録方法は文献4)に従った．の指標としての富栄養と貧栄養の限界値である総窒素0.2 mg/L程度5)と同程度の値となった．
SO42- 地点⑤で高く，地点④と③で減少した．地
点②と①では地点➂とほぼ同じ値であった．地点①
では地点⑤のおよそ４割であった．Cl- とは反対に，地点④と地点③の間に合流する支川からの流入がSO42-を減少させたものと示唆された．
Na+は，地点⑤，④で低く，地点③から地点①で上昇した．最大値は最小値のおよそ２倍であった．
Cl- と同様に，地点④と地点③の間に合流する支川からの流入がNa+を上昇させたものと示唆された．
K+ は，地点⑤，④で低く，地点③から地点①で上昇した．最大値は最小値のおよそ４倍であった．
Cl-とNa+と同様に，地点④と地点③の間に合流する支川からの流入がK+を上昇させたものと示唆された．
Ca2+は，地点⑤から地点①にかけて漸増した．最大値は最小値のおよそ３倍であった．Cl-とNa+とK+と同様に本川への流入が Ca2+を上昇させたものと示唆された．ただし，Cl-やNa+やK+ほど，影響は顕著ではなかった．
Cl-,SO42-, Na+, K+に着目すると， SO42-を増加させる要因が本川上流にあり，Cl-, Na+, K+を増加させる要因が，南から地点④と地点③の間に合流する支川にあることが示唆された．

３．結果- 41 -

小川 秀・田中 一浩・小林 青葉・酒井 啓伍・和久井 勇輝・入田 漱一郎・
櫻井 莉乃・鈴木 統大・小柳 早良・井熊 倫太郎
表２

各調査地点で出現した水生指標生物の種類と個体数（2016年6・7・8月の合計）

水質指標生物①②

調査地点③12④18⑤1121115617カワゲラ類
ヒラタカゲロウ類
ナガレトビケラ類

きれ
いな水

水
質
階
級
Ⅰ

4
4ヤマトビケラ類
アミカ類

3ヨコエビ類

1ヘビトンボ

1
1ブユ類
サワガニ

図２

各調査地点における水温87

ナミウズムシ

やや
き
れ
いな水

35

コガタシマトビケラ類

1オオシマトビケラ

2

2

1

5

21

1

201

3

ヒラタシマトビケラ

水
質
階
級
Ⅱ

ヒラタドロムシ類
ゲンジボタル
コガタシマトビケラ類

1

コオニヤンマ

3
1

カワニナ類

1

1

ヤマトシジミイシマキガイ

きたな
い
水

水
質
階
級
Ⅲとなて
いも水きた

水
質
階
級
Ⅳ

ミズカマキリ
ミズムシ

1

タニシ類
シマイシビル1

ニホンドロソコエビ

4イソコツブムシ類
ユスリカ類
チョウバエ類アメリカザリガニ

2エラミミズサカマキガイ

その他の水生生物

オタマジャクシ*6月以降はアシ アメリカ ナミウズ
ヒゲナガカ ワト
ヒゲナガカ ワト （6）, タニガワカ
原の繁茂と水量 ムシ(24), ヒゲナビ ケラ (17), タニビ ケラ (8), タニガ ゲロ ウ(1), ヒゲ増加の為データ ガカ ワトビ ケラ
ガワカ ゲロ ウ
ワカ ゲロ ウ(3) ナガカ ワトビ ケ(1), アメン ボ, 小なし．
(4), ヌ マエビラ (1)魚
小魚する指標生物種が増加する．特に石に網を張って生（①は6・7・10月，他は5・6・7・8・10月の採水息するヒゲナガカワトビケラ（表２ その他の生物）測定値より作成）が目立った．本生物種はタニガワカゲロウ同様に水質階級ⅠとⅡの両方に見いだされるため指標生物とはなっていないが，調査地点③の水質を反映してい３．２ 生物学的水質評価ると考えられる．このほか調査地点③では川石の表
表２に2016年6・7・8月の3回の調査で各調査地点で生息を確認した水生指標生物の種類と総数を示す． 面の付着物（コケ）や特有のにおいが目立った．調
査地点②（長岡市地蔵付近）ではマンション，住宅最上流にある調査地点⑤ではナミウズムシ，カワゲが立ち並び，工場も立地する．そして，用水路の合ラ類をはじめとし，ヘビトンボ，ヒラタカゲロウ，流により水量も時期によって変化が大きい場所であヨコエビ類（図４-a, -b, -c）が多く確認されたこる．小石の多い浅瀬では小魚が目立つようになり，とから水質階級Ⅰ（きれいな水）と判定できる．調サギなどの鳥の姿も見られるようになる．この地点
査地点④では水質階級Ⅱ（ややきれいな水）の指標の水生生物の特長としては，ヒラタドロムシやイソ生物であるオオシマトビケラ，ヒラタドロムシ（図コツブムシといった水質階級Ⅱ～Ⅲ（きたない水）４-d, -e）も出現したが，ナミウズムシやカワゲラの指標生物が出現することである．また，ナミウズ類が優占種であることから水質階級Ⅰであるといえムシは見られず，体表面に斑紋の目立つアメリカナる．長倉町や前田といった住宅地に囲まれた調査地
ミウズムシ（図５-c）が優占種となってなっている
点③になると，ナミウズムシは数としては多いものことが判明した．のヒラタドロムシをはじめとした水質階級Ⅱに属
図３

栖吉川調査地点からの採水中の各種イオン濃度- 42 -栖吉川のプラナリアと河川水質に関する調査

図４

栖吉川で確認された主な指標生物，(a) ヘビトン
ボ，(b) ヒラタカゲロウ類，(c) ヨコエビ類，(d)図５

栖吉川流域に生息するプラナリア，(a) Phagocata

オオシマトビケラ，(e) ヒラタドロムシ，(f) ヒvivida ミヤマウズムシ ，(b) Dugesia japonica

ゲナガカワトビケラ類（本生物は指標種でない）

ナミウズムシ，(c) Girardia tigrina アメリカナ
ミウズムシ

３．３ 栖吉川のプラナリア類
図５に栖吉川流域で生息を確認したプラナリアを示す．表２の水生生物調査の結果には示されていな
いが，調査地⑤の少し上流側に湧く天狗清水という冷水中（夏季水温10～15℃）にミヤマウズムシ（体長15 mm前後）が生息する．本種は九州から北海道
において山地の渓流や平地の冷泉に生息することが知られている．ナミウズムシ（体長18 mm前後）は本州の河川で一般的にみられる在来種であるが，栖吉川では調査地点③～⑤までの広い範囲で生息が確認された．本種は非常に再生力が強いことで知られるが，日本の河川では有性個体と無性個体がおり，それぞれ分布域を異にしているとの報告もある6)．
その一方で，栖吉川の調査地点⑤で採集したナミウズムシには無性個体と交接器官をもつ有性個体が混在していた（図６）．有性個体は交接器官(ca.)をもつが，無性個体はもっていない点で外見から両者を区別可能である．両者の混在するナミウズムシを実験室で飼育したところ，横分裂と個体再生によりおよそ1年間で300個体の無性系擬似クローン集団へと増殖した．アメリカナミウズムシ（体長12 mm前後）
は調査地点②でのみ確認された．分裂による無性的繁殖力が強く，日本では人為的な移入により1990年
代に長崎県で野外個体群の定着が確認されている7)．
その後も日本各地で生息域拡大が報告されている北
米大陸原産の外来種である8)． 今回，栖吉川で野外個体群として確認したアメリカナミウズムシは新潟県からは初の報告となった9)．

- 43 -

小川 秀・田中 一浩・小林 青葉・酒井 啓伍・和久井 勇輝・入田 漱一郎・
櫻井 莉乃・鈴木 統大・小柳 早良・井熊 倫太郎

図６

ナミウズムシの無性個体と有性個体（調査地⑤），
腹側から撮影，p: 咽頭，ca: 交接器官，網目状にらりめぐらされた腸管の間に，咽頭の少し尾部側図７

2016年未工祭でのポスター発表の様子に交接器官が透けて見える個体が有性個体．

息に適した温度範囲や生殖時期に起因する個体数変動や季節移動が関与している可能性も考えられる．
今回の調査で栖吉川には上流域の湧水中にミヤマ
文献4)においては，ナミウズムシは水質階級Ⅰウズムシ，上中流部にナミウズムシ，水質がやや悪（きれいな水）の指標生物とされているが，川勝は化する中流域にアメリカナミウズムシと三種のプラ汚染に対して強い種（貧腐水性域からβ中腐水性域ナリアが分布を異にしており，複数種が混在する地まで出現）であり，水質汚染によって重複眼の出現点は確認されなかった．
頻度が高くなる傾向が認められると報告している10)．
アメリカナミウズムシのような外来種に至っては，高水温への耐性が強く，在来種が生育不能な汚濁水
４．おわりに域でも出現すると考えられている8)．もはや単にプ栖吉川の水質は水生指標生物と一定の対応関係が見いだされ，これを指標として評価することが可能
ラナリアがいるからといって一概にきれいな川であであることが確認された．さらに本河川には，在来るとは言えない状況となっている．
種のプラナリアに加え，市街地付近の水質の悪化し本研究は「プレラボ」の活動として2016年度の2はじめる環境中には外来種であるアメリカナミウズ
学年の学生8名を中心に実施してきた．図７は2016ムシが定着していることが判明した．日本産のプラ年長岡高専未工祭において，本研究内容の一端をメナリアには23種類が知られている．そのうち新潟県ンバーの2名の学生が発表した際の写真である．参ではイズミオオウズムシが津南町竜ヵ窪で確認され加した8名の学生達は校外へ出て，はつらつとそした他（村山均氏私信），ナミウズムシ，ミヤマウズて時に川で水に濡れる等様々なコンディションの中ムシ，ホクリクホソウズムシ，カズメウズムシの4でも粘り強く調査活動に取組んだ．野外で採集した3)種が村山により報告されている ． その中で信濃川プラナリアや河川水サンプルは実験室で飼育し，分析した．野外調査では初めてのことも多く，戸惑う
水系ではナミウズムシが山地部の中・下流部で，上ことも多々あったが，それらは決して実験室では得流部にカズメウズムシが出現することが記載されてられない経験である．今回の活動を通して身近な栖いる．今回の調査ではカズメウズムシを確認できな
吉川の自然環境とそこに生きる生物たちの多様性やかったが，最上流部に位置する鋸山山頂付近の湧水中での生息が既に確認されている（村山均氏私信）． 奥深さを垣間見ることができた．また実験室における飼育・観察を通して，アメリカナミウズムシの発今回のデータには示していないが，ナミウズムシ見があり，ナミウズムシの無性系統株の作出法や低の出現場所・出現数には，季節によると思われる変温を好むミヤマウズムシの生育特性に関する知見も動も見られた．6月の調査地点③においては，ナミ得ることができた．いずれも今後の活動につながるウズムシが87個体出現したが，7月，8月の調査では貴重な財産であると言える．
全く確認できなかった．一方，少し上流側の調査地
点④では6月の調査では6個体であったが，7月，8月謝辞：村山均氏にはプラナリアの調査について助言の調査では12個体，17個体と出現数が増加傾向を示
10)をいただき，川勝正治博士にはアメリカナミウズムした．この背景には川勝の報告 にもあるような生- 44 -

栖吉川のプラナリアと河川水質に関する調査

シを同定していただきました．本稿をまとめるにあたり，多大なるご支援をいただきました両氏に心より感謝申し上げます．最後に本研究は長岡高専SDICの外山茂浩先生，赤澤真一先生をはじめとしたメンバーによってプレラボ制度の条件整備がなされたことにより実施できたものであることを申し添えます．
参考文献
1)

赤澤真一，田原喜宏，桐生拓， 土田泰子， 床井良徳，村上祐貴， 池田富士雄， 井山徹郎， 外山茂浩： プ
レラボ制度を活用した全学的な教育研究活動の推進，
長岡工業高等専門学校研究紀要， Vol.52, pp.78-82,
2016.

2)

川勝正治： プラナリア紀行，佐渡ヶ島．採集と飼育，

3)

村山均：新潟県の淡水産プラナリア類－種類・分布

Vol.16, No.1, pp.7-11, 1954.と 生 物 教 材 と し て の 利 用 － ， 新 潟 の 自 然 ， Vol.3,pp.249-254, 1977.
4)

環境省水・大気環境局，国土交通省水管理・国土保
全局： 川の生き物を調べよう

水生生物による水質判定, 2012.
5)国土交通省水質連絡会：河川水質試験方法（案）6)

手代木渉， 渡辺憲二：プラナリアの形態分化－基礎

2008年版（河川管理者のために），2009.
から遺伝子まで－，共立出版株式会社，1998.
7)

Kawakatsu, M., Tamura, S., Takai, M., Yamamoto, K.,
Ueno, R. and Oki, I. :The first record of occurrence ofnaturalized population of Dugesia tigrina (Girard. 1850)
at Nagasaki, Kyushu, Japan (Turbellaria: Tricladida:Paludicola). ，Bulletin of the Biologeographical Societyof Japan, Vol.48, pp.28-34, 1993.

8)

富川光， 鳥越兼治：外来種アメリカナミウズムシ（扁形動物門，三岐腸目）の広島県からの初記録，
広島大学大学院教育研究科紀要， Vol.60, pp.21-23,2011.

9)

小川秀， 村山均， 川勝正治： 新潟県におけるアメリ
カナミウズムシ（扁形動物門・三岐腸目）初確認記
録， しぶきつぼ， Vol.38, pp.41-42, 2017.

10)

川勝正治：プラナリア－その生態と分布－， 遺伝，10月号， pp.13-24, 1977.
(2017. 10. 2 受付)- 45 -