JP5999848B2 - 水生生物の飼育システムとその飼育方法 - Google Patents
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Description
上記した特許文献1に開示された水槽内局部温度域形成装置、従ってまた、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である。
なお、図1において、実線は飼育水の流路、破線はガス流路、点線は電気的な信号路を示し、また、黒塗りの矢印は飼育水の循環方向、白色の矢印はガスの流通方向を示している。
さらに、飼育可能な硫化水素を利用する化学合成生態系生物は、水深200m以深に生息する深海生物、熱水噴出孔や冷湧水域付近に生息する生物を挙げることができる。
また、飼育水Wの溶存酸素は、水生生物や微生物による呼吸、硫化水素の酸化等により消費される一方、飼育水Wが低温である場合、空気中の酸素が溶けやすくなり、溶存酸素が過多になる場合もある。
水中ポンプ20は飼育水W内に配置されており、その水中ポンプ20とフォローファイバーモジュール22の受水口22aとが送給パイプ27によって連結されているとともに、その送給パイプ27の途中に上記したプレフィルタ21が配設されている。
酸素制御装置Bにおけるフォローファイバーモジュール22は、飼育水Wに溶存する酸素を脱気するための酸素脱気装置であり、それは、円筒形の本体22b内に中空糸(図示しない)を収容した構造のものであり、その中空糸内を流通する飼育水Wに含まれる酸素を脱気するようにしている。
溶存酸素電極23は、水槽10に貯留している飼育水Wに溶存している酸素を検知するためのものであり、その飼育水W内に配置されている。
真空ポンプ26は、上記したフォローファイバーモジュール22内を流通する飼育水Wに溶存する酸素を減圧脱気するものであり、溶存酸素計24によってオン/オフ駆動されるようになっている。
すなわち、水生生物にとって最適な溶存酸素量となるように、エアーポンプ25と真空ポンプ26とを互いに独立してオン/オフ駆動している。
本実施形態においては、温度センサ30として熱電対を採用しているが、公知の他のものを採用してもよい。
すなわち、取水パイプ33から飼育水Wを取り込んで加熱又は冷却した後、温度調整をした飼育水Wを排水パイプ34から水槽10に返戻するようにしている。このような温度制御装置Cを設けることにより、飼育水Wの温度を常に水生生物にとって最適な温度に保つことができる。
深海生物を飼育するときには、飼育水W中に、炭酸カルシウム又は炭酸カルシウムを主成分とするpH調整部材9を配する。
pH調整部材9としては、例えば珊瑚砂等であり、これを飼育水W内に設置することにより、飼育水WのpHを上記したpH7.6〜8.4に維持することができる。
ガスセンサ50は、硫化水素ガスを検知するためのものであり、上記した水槽10の気相G中に配設されており、これには上記リレー51の入力端子に接続されている。
一般的には、ガス警報器等に利用される半導体センサを採用することにより、安価で簡便に飼育水Wの硫化水素ガス濃度を検出できる。
リレー51は、ガスセンサ50で検出した信号に基づいて、電磁弁54とチュービングポンプ56とをオン/オフ駆動する機能を有するものである。
硫化水素ボンベ53は、所要量の硫化水素ガスを充填したものであり、これと、フォローファイバーモジュール22の本体22bとを連結パイプ53aで連結されている。
また、フォローファイバーモジュール22の送水口22cと、チュービングポンプ56の受水口56aとの間には連結パイプ57が連結されているとともに、そのチュービングポンプ56の送水口56bには、送水パイプ58の基端部が連結されているとともに、その送水パイプ58の開放端部を飼育水W内に位置させている。
本実施形態において「飼育水中における硫化水素の濃度」とは、飼育水W中における水生生物にとって適切な硫化水素ガス濃度という意味であり、これにより、化学合成系水生生物の飼育を連続的かつ長期にわたって行なうことができる。
酸素制御装置Bの動作は、次のとおりである。
飼育水W中の溶存酸素が不足する場合、エアーポンプ25を駆動させて、飼育水Wに空気を給気する。
一方、飼育水W中の溶存酸素が過多の場合、フォローファイバーモジュール22を流通している飼育水Wから、真空ポンプ26を駆動させて酸素を脱気して、溶存酸素濃度を低下させる。
飼育水W中に溶存する硫化水素が不足する場合、電磁弁54及びチュービングポンプ56をリレー51によって駆動させ、飼育水W中における硫化水素の濃度が一定となるように、その飼育水Wに対して硫化水素を供給する。
・硫化水素を利用する化学合成生態系の多種多様な生物を長期にわたって飼育することができる。
すなわち、ガスセンサを用いて、水槽上部の気相中に存在する硫化水素ガスの濃度から、飼育水中の硫化水素の濃度を推定し、かつ、半導体ガスセンサの電気的な変化から、リレーを介して、ガス供給弁、循環ポンプ等を制御することにより、適切な量の硫化水素ガスを供給できる。これにより、連続的かつ長期にわたって適切な量の硫化水素ガスを供給でき、化学合成系水生生物の長期飼育を行なうことができる。
・フォローファイバーモジュールを用いて、硫化水素ガスを飼育水に供給しているので、余剰のリュウ水素ガスを系外に放出させることがなくん安全性を高めることができる。
飼育水W中の硫化水素の濃度は、メチレンブルー法を改良したジアミン法を用いて測定した。
6N塩酸50mlにN,N‐ジメチル‐フェニレンジアミン硫酸1.8gと塩化第二鉄6水和物を3.0gを完全に溶かして混合ジアミン試薬とした。
発色試薬50μlに対して、飼育水500μlを添加し、よく攪拌した後、1,2分放置した。
飼育水中の硫化水素濃度とセンサー出力の関係から、リレー51のオン/オフ動作のしきい値を繊維に設定することにより、飼育水中の硫化水素濃度を任意の範囲において制御できることがわかった。
飼育水の体積は150リッターとし、飼育水の温度を摂氏5度、溶存酸素濃度は6.4、pHは7.4で維持するように設定した。
本発明者らは、上記した構成からなる水生生物の飼育システムにより、硫化水素を利用する化学合成生態系生物としてゴエモンコシオリエビを飼育した。図4〜6に示すような飼育効果を得ることができた。
・硫化水素を添加して飼育したゴエモンコシオリエビの外部共生菌は、硫化水素を添加しなかった場合に比べて、1000倍以上の高濃度にまで増殖させることができた。
・飼育水槽に、副次的に発生した深海性硫黄酸化細菌を主体とするバクテリアマットを増殖させることができた。
上述した実施形態においては、飼育水Wに溶存する酸素を脱気するための酸素脱気装置としてフォローファイバーモジュールを用いたものを例示したが、飼育水Wに溶存する酸素を脱気できる機能を有するものであればよい。
22 酸素脱気装置、硫化水素ガス給気装置(フォローファイバーモジュール)
24 溶存酸素コントローラ(溶存酸素計)
25 エアーポンプ
26 真空ポンプ
30 温度センサ
50 ガスセンサ
51 リレー
53 硫化水素ボンベ
54 電磁弁
56 送給ポンプ(チュービングポンプ)
C 温度制御装置
F 硫化水素供給手段
H 溶存酸素増減調整手段
W 飼育水
Claims (10)
- 上部に気相を残して飼育水を貯留した水槽と、
上記気相中における硫化水素ガスの濃度を検知するガスセンサと、
上記ガスセンサから出力される検知信号に基づいて、飼育水中における硫化水素の濃度が所定の値となるように、その飼育水に対して硫化水素を供給する硫化水素供給手段とを有することを特徴とする水生生物の飼育装置。 - 所定の値は、飼育水中における水生生物にとって適切な硫化水素濃度である請求項1に記載の水生生物の飼育装置。
- 飼育水の温度を検知する温度センサと、
上記温度センサによって検知した温度に基づき、その飼育水の温度を昇降調整するための温度調整器とを有する温度制御装置とを設けた請求項1又は2に記載の水生生物の飼育装置。 - 硫化水素供給手段は、
硫化水素ガスを充填した硫化水素ボンベと、
硫化水素ガスを飼育水に給気するための硫化水素ガス給気装置と、
硫化水素ボンベから硫化水素ガス給気装置への硫化水素ガスの給気の許容と停止を行なう電磁弁と、
飼育水を送給するための送給ポンプと、
ガスセンサで検知した信号に基づいて、電磁弁と送給ポンプとをオン/オフ駆動するリレーとを有している請求項1〜3のいずれか1項に記載の水生生物の飼育装置。 - 飼育水に溶存する酸素を増減調整するための溶存酸素増減調整手段を有する請求項1〜4のいずれか1項に記載の水生生物の飼育装置。
- 溶存酸素増減調整手段は、
飼育水に溶存する酸素を脱気するための酸素脱気装置と、
飼育水に酸素を給気するためのエアーポンプと、
飼育水に溶存する酸素を酸素給気装置を介して脱気させる真空ポンプと、
酸素の溶存量を算出するとともに、算出した酸素の溶存量に基づいてエアーポンプと真空ポンプとを適宜オン/オフ駆動して増減調整する溶存酸素コントローラとを有している請求項5に記載の水生生物の飼育装置。 - ガスセンサが、半導体センサである請求項1〜6のいずれか1項に記載の水生生物の飼育装置。
- 飼育水は、海水又は人工海水である請求項1〜7のいずれか1項に記載の水生生物の飼育装置。
- 飼育水中に、炭酸カルシウム又は炭酸カルシウムを主成分とするpH調整部材を配した請求項1〜8のいずれか1項に記載の水生生物の飼育装置。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載した水生生物の飼育装置を用いた水生生物の飼育方法であって、
ガスセンサによって、気相中における硫化水素ガスの濃度を検知し、そのガスセンサから出力される検知信号に基づいて、飼育水中における硫化水素の濃度が一定となるように、その飼育水に対して硫化水素供給手段により硫化水素を供給することを特徴とする水生生物の飼育方法。
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