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淡水魚の鰓の構造とガス交換の機能( Abstract_要旨 )
鈴木, 紀雄
Kyoto University (京都大学)
1968-11-25
http://hdl.handle.net/2433/213014
Right
Type
Textversion
Thesis or Dissertation
none
Kyoto University
氏
名
木
鈴
紀
き
すず
雄
のり
お
博
士
学 位 の 種 類
理
学 位 記 番 号
論 理
学位授与の 日付
昭 和 4
3年 11月 2
5日
学位授与の要件
学 位 規 則 第 5 粂 第 2項 該 当
学位 論文題 目
淡 水魚 の鯉 の構 造 とガス交換 の機 能
論 文 調 査 委員
教授 森
(主
学
博
第 2
55号
査)
論
主一
文
教授 森 下 正 明
内
容
の
教授 加 藤幹 太
要
教授 加 藤
勝
旨
主論文は, 淡水魚の髄の表面積や鮭の各部分の長 さな どと, ガス交換量やガス交換率 との関係を しらペ
て, 鯉の構造 がいかに魚 に対 して, 直接的な酸素不足 (環境水が低酸素圧 の場合) や相対的な 酸 素 不 足
(運動や成長 の盛んな場合) が起 こらないように適応 した状態を示 しているかを考察 した もので ある｡
32 種 (うち 9 種 は鯉弁数のみ調査) の淡水魚 を しらべた結果, 直接的酸素不足や相対的酸素不足 にさら
される魚類 は組の表面積が大 きい.
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l
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i
l
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nt) の数 は, 同 じ体重 (または体長) の ものを比較 して も, よ く生長す る魚種や運動
鯉弁 (
の盛んな魚種 ほ ど多 くな っている｡
Se
c
o
ndar
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me
l
l
a
)の長 さと鯉弁片問の距離の比 (
i
/d) は溶存酸素量の少ないところにすむ
鯉弁片 (
魚で大 き く, 酸素の豊富な ところにすむ魚で小 さい｡ この値 は主 として組弁片の長 さの変化 による｡ 鯉弁
片の長 さや Z/d の値は, 運動の非常に活発な魚種で も体重の増加 につれて急 に大 き くな る.
以上新 しく見 出 した結果を, ガス交換の面か ら理論的に考察 して次のような結論を導 いた｡
紙弁の数が多いとガス交換の効率 は変わ らないがガス交換量が大 き くな る｡ さらに, 紙弁数が多い と呼
吸水量に比較 して, 呼吸運動 に要す るエネルギーが節約で き, それだけエネルギーの損失が少な くな る.
したが って, 成長の盛んな魚や運動の盛んな魚 には, 鯉弁の数が多いことは都合がよいo
l/d の値が大 きい こと, 鯉 が呼吸水 と接触す る時間がその値の 2 乗 に比例 して長 くなるので, 環境の溶
存酸素量が少 な くな って も, 生理的死腔が大 き くな ることがな く, 酸素の と りこみ率 も低 くな らない｡ さ
らに紙弁片の長 さが長いと, 血流量や呼吸水量に影響を与えてガス交換 の効率 は高 くな り, 溶存酸素量の
少ないところにすむ魚種で も血液の酸素分圧が低 くなることがない｡ また, 非常に運動の盛んな魚では,
i/d の値が大 きいので, 呼吸水量が多 くな って も生理的死腔が増大す ることがない.
このように, もし対応処置がなければ, 直接的酸素不足 や相対的酸素不足 にさらされ る可能性のある魚
は, それぞれ考え られ る酸素不足の状況 に応 じて, ガス交換の上でそのような事態が起 こらないように,紘
-1
3
9-
の構造が変化 していることを明 らかに した｡
参考論文 1 - 9 および13 は, すべて生物の適応や変異 に関す る問題をとり扱 ってお り, ジ ョウジ ョウバ
工, フジツボ, 七面鳥, フナな どを実験材料 に選んで, 生物の変異の起 こり方を環境 との関係や系統 との
0-1
2は陸水生物学上の問題を取 り扱 ってお り, その中で
関係か ら考察を行 な ったものである｡ 参考論文 1
1
0は魚類生産の基礎資料 として魚類の標準代謝量を求めたもので あ り, また1
1
-1
2はびわ湖の性質を長期
的に追跡す る研究の一環 として底生動物について しらべたもので ある0
論 文 審 査 の 結 果 の 要 旨
従来淡水魚の鯉 の構造 と機能については若干 の生理学的および形態学的研究があったが, 鯉 の細部の構
造 がガス交換 と関係 して変化す る種 々の様式を, 環境の状態や魚の生活様式 とむすびつけ, 実際のデ- タ
の裏付けの もとに, 理論的に考察 した ものはなか った｡
もともと魚の呼吸の際にみ られ る酸素不足 に対す る適応には, 大 き く分けて 2つの様式がある｡ 環境水
の酸素不足 に対す るばあい (直接的酸素不足) と, 魚の生長や活動が盛んで, したが って魚の酸素要求が
大 き くなる状態 に対す るばあい (相対的酸素不足) のこうになる. このような酸素不足の生ず る条件に対
2
種を用いて, まず実際の鯉の形態の計
し, 魚の鯉 の構造 はどのように適応 しているか｡ 申請者は淡水魚3
測デー タを集め, つ ぎのような ことを明 らかに した｡
まず, いずれの様式の酸素不足 にさらされ るばあいで も, 一般 に紙の表面積が大 き くなるという事実が
ある｡
d)との比
また直接的酸素不足 に対 しては, 鯉奔片の長 さ(l) と鯉弁片間の距離 (
(
i
/
d)が大 き くなる.
すなわち, 環境水中に溶けている酸素の量が少 ないところにすむ ものは l/d の値 が大 き くなる傾向 が あ
る｡ この際特に J の値が大 き くなるものが多い｡
相対的酸素不足 に対 しては, 鯉弁の数を多 くして対応す る｡ また特に運動が非常に活発な魚種では, 体
重の増加 につれて l/d の値が急 に大 き くなるo
これ らの事実はいずれ も新 しく発見 された ものであるが, これを紙 におけるガス交換の面か ら理論的に
考察 して, つ ぎのような結論をみちぴいた｡
I/d が値が大 きいと, 鰻 が呼吸水 と接触す る時間が長 くな り, 環境の酸素量が少な くな って も, 生理的
死腔が小 さ くな り, 酸素の とりこみ率が高 くな るはずである｡ 特 に紙弁片の長 さが長いと, 血流量や呼吸
水量に影響を与えてガス交換の効率が高 くな り, 溶存酸素量の少ないところにすむ魚で も血液の酸素分圧
を高 く保つ ことがで きると考 える｡
つ ぎに鯉弁の数が多いと, ガスの交換量は, 効率が変わ らないままで, 大 き くなるはずである｡ また鯉
弁数が多いと, 呼吸水量に比べて呼吸運動に要するエネルギーが節約で きるはずで ある｡ すなわち生長の
盛んな魚や運動の盛んな魚 には鯉弁の数が多い とつ どうがよいはずである｡ 特に運動が非常に 盛 ん な 魚
では, l/d の値が大 き く, 呼吸水量が大 き くな って も生理的死腔が増大す ることがないのでつ どうがよか
ろ う｡
このような理論的結果を, 自然の種 々の環境 にすむ魚にあてはめてみると, その観察 にもとづ く生態 と
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4
0-
よ く一致 し, 形態一生理一生態一環境 をむすぶ一貫 した説 明の可能な ことが分 った. こうして こ の 研 究
はノ
, 自然のいろいろな環境 とそ こにすむ いろいろな生態を もつ魚を, 呼吸に関す る形態 と生理 を仲介 とし
て結 びつけ, その適合性の因果を理論的に証明 した もので, 陸水生物学の新 しい境地を開拓 した もの とし
て高 く評価で きる｡
参考論文は, 主 とし動物の適応現象 と, 免疫反応を利用す る系統学に関す るものであ り, いずれ も高 い
内容を もち, それぞれの方面で新境地 を開いた もの として注 目されている｡
以上 申請者の研究 は, 魚類の形態学, 生理学, 生態学および環境学を広 くむすぶ陸水生物学の新 しい境
地 を開いたもので, 参考論文 に示 された研究能力 と併わせ考えて, 理学博士の学位論文 として十分の価値
があるものと認める｡
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4
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