農 薬 に対 する忌避行動

本 節 で は,第1章 第1節 で 述 べ たY字 型 水 槽 を用 い て,河 川 水 等 の 水 質 検 査 で そ の 濃 度 と 頻 度 に お い て よ く 検 出 さ れ る(福 島,1991)こ と が 報 告 さ れ て い る 農 薬3種,す な わ ち,除 草

剤benthiocarb,殺 虫 剤fenitrothion,抗 菌 剤isoprothiolaneに 対 す る コ イ の 忌 避 行 動 を 調 べ た 。

材料 と方法

供 試 魚 と し て 忌 避 行 動 実 験 に お い て は,310尾 の コ イ(体 重67±269)を 用 い た 。 コ イ の 入 手,飼 育 条 件 及 び 実 験 に 用 い た 脱 塩 素 水 道 水 の 化 学 組 成 は 第1章 第1節 で 述 べ た も の と 同 様 で あ る 。

供 試 農 薬 は,市 販 の 製 剤(農 薬 原 体,有 機 溶 媒,界 面 活 性 剤 の 混 合 物)及 び そ れ ぞ れ の 農 薬 原 体 を 試 験 液 と し て 用 い た 。 農 薬 製 剤 と し てbenthiocarb製 剤(サ タ ー ン 乳 剤,原 体 成 分 濃 度50%,全 農 ク ミ ア イ 化 学),fenitrothion製 剤(ス ミ チ オ ン乳 剤,原 体 成 分 濃 度50%, 武 田 製 薬),isoprothiDiane製 剤(フ ジ ワ ン乳 剤,原 体 成 分 濃 度4096,日 本 農 薬)を 購 入 し, 原 体 はbenthiocarb(S‑4‑chlorobenzylN,N‑diethylthiocarbamate,純 度95%)と fenitrothion(0,0‑dimethy10‑4‑nitro‑m‑tolylphosphorothioate,純 度9396)は 近 畿 大 学 農 学 部 農 薬 化 学 研 究 室 の 駒 井 功 一 郎 教 授 よ り 供 与 を 受 け, isoprothiolane(diisopropyll,3‑dithiolane‑2‑ylidenemalonate,純 度97.9%)は 日 本 農 薬 株 式 会 社 か ら サ ン プ ル 供 与 を 受 け た 。 こ れ ら の 農 薬 原 体 は 疎 水 性 で あ る た め, 各 農 薬 原 体 をa(Ketone(残 留 農 薬 試 験 用,和 光 純 薬 工 業)に 溶 解 し,そ の 溶 液 を 所 定 の 濃 度 に 蒸 留 水 で 希 釈 し,各 濃 度 の 試 験 液 を 作 成 し た 。 試 験 液 中 の 農 薬 濃 度 の 測 定 は,駒 井 功 一 郎 教 授 の 研 究 室 に て,ガ ス ク ロ マ トグ ラ フ ィ ー に よ る 分 析 を 依 頼 し た 。 こ こ で 用 い た 農 薬 濃 度 の 表 記 は,試 験 液 中 に 含 ま れ る 農 薬 原 体 の 成 分 濃 度 で 示 し た 。 各 試 験 液 のpHは,そ れ ぞ れ の 実 験 に 用 い た 最 高 濃 度 に お い て,5,14〜6.58の 範 囲 で あ っ た 。 本 研 究 で 用 い た 各 農 薬 の 濃 度 は そ れ ぞ れ の 農 薬 の 半 数 致 死 濃 度(LCso)の 値 を 基 準 と し,対 数 倍 希 釈 を 行 っ た も の で あ る 。 ま た,忌 避 行 動 と の 比 較 の た め,配 合 飼 料 に 対 す る 誘 引 行 動 を 調 べ た 。 配 合 飼 料 抽 出 液 は,飼 育 に 用 い て い る コ イ 用 配 合 飼 料(ニ ユ ー カ ー プ,日 本 農 巌 工 業)を 粉 末 に し,各 濃 度 の 試 験 液 は 所 定 量 を 蒸 留 水 に10分 間 浸 漬 さ せ た 後,濾 紙 で 濾 過 し た も の を 用 い た 。

忌避 行動 実 験 は,基 本 的 に は,第1章 第1節 で 示 し た誘 引行 動 実 験 と同様 の 方 法 で 行 っ た 。 実験 期 間 中 の 農 薬 に よ る忌 避 行 動 へ の影 響 を調 べ る ため,実 験 の 開 始 前 と終 了 後 に配 合 飼 料 抽 出 液(lmg〃)を 流 し,そ れ に対 して コ イが 索 餌行 動 を示 す こ と を 確 認 し た 。 行 動 上 異 常 の な い と認 め られ た コ イか らの デ ータの み を解 析 に用 い た。 コ イ1尾 につ き1試 験 液,2シ リー ズ の 試 行 を 行 い,一 度 実 験 に 用い た コイ は二 度 と忌 避行 動 実 験 に は使 用 し なか っ た 。 コ イの 嗅 覚 遮 断 も,第1章 第1節 で 述 べ た もの と同 じ方 法 を 用い た 。

忌 避 行 動 の 評 価 方 法 も第1章 第1節 と同 様 に行 動 反 応値(BRの を用 い,デ ー タの 解 析 も 同 様 にwncoxonの 符 号 付 順 位 和検 定 に よ って 評 価 し,反 応 閾値 を 求 めた 。 行 動 反 応 値 が 正 の

値 を示 した と きを 誘 引,負 の 値 を 示 した と き を忌 避 と して評 価 した 。

結 果

1)試 験 液 中 の 農 薬 濃 度 の 測 定

benthiocarb原 体 を 少 量 のacetoneで 溶 解 後,任 意 の 濃 度(0.125〜2.Omg/t)に な る よ う に 蒸 留 水 に 分 散 さ せ て 試 験 液 を 調 製 し,そ れ ぞ れ の 試 験 液 中 のbenthiocarbの 濃 度 を ガ ス ク ロ マ トグ ラ フ ィ ー に よ っ て 分 析 を 行 っ た 。 分 析 は 炭 化 水 素 を マ ー カ ー と し て,FID検 出 器(

螺 炎 イ オ ン化 検 出 器)を 用 い て 行 っ た・ 初 め に臆 したbenthiocarb溶 液 の%o

,。。。に 希 釈 し た 試 験 液(理 論 値0.125mg/1)を2回 測 定 し た 値 は,0.11及 び0.12mg〃 で あ り,理

論 値 と 比 較 し て,極 め て 誤 差 の 少 な い 結 果 が 得 ら れ た 。 2)農 薬 製 剤 に 対 す る 忌 避 行 動

対 照 水 と し て の 蒸 留 水 を 両 腕 水 路 か ら流 し た と き の 平 均 行 動 反 応 値 は 一15±36〜10±22 の 範 囲 に あ り,い ず れ も そ の 値 は0に 近 く,対 照 実 験 に お い て コ イ は ど ち ら か の 水 路 に 偏 在 し な い こ と が 示 さ れ た(図2‑1;図2‑2)。

コ イ は 調 べ た 農 薬3種 に 対 し て,い ず れ も 行 動 反 応 値 が 負 の 値 を 示 し,忌 避 す る こ と が 認 め られ た(図2‑1,a‑c)。 と く にbenthiocarb製 剤,isoprothiolane製 剤 に 対 し て は,低 い 濃 度 に お い て も 忌 避 行 動 が み られ,蒸 留 水 を 両 水 路 か ら流 し た 対 照 実 験 の 行 動 反 応 値 と 比 較 検 定 して 有 意 な 反 応 値 の 低 下 が 認 め ら れ た と き の 閾 値 は,そ れ ぞ れ1.7μg/'及 び6。7μg〃 で あ っ た 。 ま た,こ れ ら の 農 薬 に 対 し て 最 も 小 さ な 平 均 行 動 反 応 値,す な わ ち 最 も 高 い 忌 避 効 果,を 示 し た の は,L7xlOμ9〃 のbenthiocarb製 剤 に 対 し て 一43±38,6.7×103μ9〃

のisoprothiolane製 剤 に 対 し て 一55±37,4.9×102,Eg/iのfenitrothion製 剤 に 対 し て 一39

±35で あ っ た 。benthiocarb製 剤 は1.7×10μg〃 で 最 小 の 反 応 値 を 示 し,こ れ よ り 高 い 濃 度 で は,反 応 値 は 少 し 増 加 し,忌 避 効 果 の 低 下 を 示 し た 。benthiocarb製 剤 と isoprothiolane製 剤 の2種 の 農 薬 に 対 し て,コ イ は 強 い 忌 避 行 動 を 示 し,試 薬 が 流 れ て く る と 落 ち つ き が な く な り,激 し く水 槽 内 を 泳 ぎ 回 る 行 動,と き に は 頭 を 振 る 行 動 や 鯉 の 洗 糠 行 動 な ど が 観 察 さ れ た 。 一 方,fenitrottiion製 剤 に 対 して は,忌 避 閾 値 が 高 く,そ の 値 は4.9

×1♂ μ9/1で あ っ た 。 ま た,ferutrothion製 剤 に 対 し て は,benthiocarb製 剤 や isoprothiolane製 剤 に み ら れ た よ う な 明 確 な 行 動 は 観 察 さ れ な か っ た 。

3)農 薬 原 体 に 対 す る 忌 避 行 動

農 薬 原 体 に 対 す る 忌 避 は,benthiocarb原 体 とisoprothiolane原 体 に お い て,そ れ ぞ れ の 製 剤 に 対 す る 忌 避 行 動 と 同 様 の 行 動 を 示 し,そ の 忌 避 閾 値 は そ れ ぞ れ の 製 剤 に 対 す る 閾 値 と 同 一 の1.7μg/t及 び6.7μg/'で あ っ た(図2‑2,a,b)。 し か し,こ の 両 者 の 平 均 行 動 反 応 値 は そ れ ぞ れ の 製 剤 に 対 す る も の と 比 較 して,わ ず か に 高 い 値,す な わ ち 忌 避 効 果 が 低 い こ

と,を 示 す 傾 向 が み ら れ た 。 一 方,fenitrothion原 体 に 対 す る 忌 避 効 果 は,調 ぺ た い ず れ の 濃 度 に お い て も ほ と ん ど み ら れ ず,fenitrothion原 体 に 対 す る 平 均 行 動 反 応 値 は,各 濃 度 に お い て,ほ ぼ0に 近 く,忌 避 で も 誘 引 で も な い 中 立 行 動 で あ る こ と が 示 さ れ た(図2‑2,c)。

acetoneに 対 す る コ イ の 行 動 は,調 べ た い ず れ の 濃 度 に お い て も 有 意 な 忌 避 反 応 が み ら れ な か っ た(図2‑2,d)。

4)嗅 覚 遮 断 が 忌 避 行 動 に 及 ぼ す 影 響

嗅 覚 遮 断 処 理 し た コ イ に お け るbenthiocarb製 剤 及 びisoprothiolane製 剤 に対 す る行 動 は,調 べ た い つ れ の 濃 度 に お い て も,有 意 な 忌避 反応 を示 さ なか っ た(図2‑1,d{}〉 。 しか し,農 薬 刺 激 に よ っ て 安 静 を 失 い 両 水 路 を盛 ん に往 復 す る個 体 もみ られ,そ の 結 果,行 動 反 応 値 の 変 動 が 大 き く な り,標 準 偏 差 の 範 囲 も大 き な もの と な っ た 。

5)配 合 飼 料 抽 出 液 に 対 す る 誘 引 行 動

配 合 餌 料 抽 出 液 に対 して は,第1章 第1節 と同様 の 結 果 が 得 られ,平 均 行動 反 応 値 は 濃 度 の 増 加 と と も に正 の 方 向 へ 増 加 す る こ とが み られ,102,ug〃 以 上 の 抽 出 液 に 対 して 有 意 な 増 加 が 認 め られ た(P<0.05)。

考 察

本 研 究 に 用 い たY字 型 水 槽 に よる行 動 実 験 は,コ イの 忌 避 及 び 誘 引行 動 を 定 量 的 に 評 価 す る こ とが で きた 。 配 合 飼 料 抽 出 液 に 対 して 平均 行 動反 応 値 は正 の 値 を示 し,コ イが 誘 引 され て い る こ と を 明 らか に した 。 一 方,調 べ た農 薬3種 に対 して い ず れ も平 均 行 動 反 応 値 は負 の 値 を 示 し,コ イ は こ れ らの 農 薬 を忌 避 して い る こ とが 萌 示 され た 。 この よ う にY字 型 水 槽 を 用 い た 方 法 は,忌 避 ・誘 引 行 動 の定 量的 評 価 法 と して 有 効 で あ る と思 わ れ る。

この 忌 避 行 動 実 験 で は,1試 行5分 間,1尾 にっ き最 大16試 行 を行 い,農 薬 に対 す る1尾 の 最 大 累 積 曝 露 時 間 は80分 と な る。 この 条 件 下で は,実 験 終 了 後 で も コイ は 配 合 飼料 抽 出 液 に対 し て誘 引 行 動 を示 す こ とが で きた。 こ の こ とか ら コイ の 化 学 感 覚器 官 は行 動 実 験 期 間中

の 農 薬 曝 露 の 影 響 を 受 け て い な い も の と 思 わ れ る 。 図2‑1のa及 び 図2‑2のaに 示 さ れ た よ う にbenthiocarb製 剤 及 び 原 体 で は,1.7×102,ug!'よ り高 い 濃 度 に お い て,忌 避 効 果 の 低 下 が み られ た 。 こ の 実 験 の 際 に も,実 験 終 了 後 に 配 合 飼 料 抽 出 液 に 対 して 誘 引 行 動 を 示 し た こ と か ら,こ の 忌 避 効 果 の 低 下 はbenthiocarbに よ る 化 学 感 覚 細 胞 の 傷 害 に よ る も の で な く, 他 の 要 因 が 関 与 し て い る も の と 思 わ れ る 。 そ の 原 因 と し て,化 学 感 覚 細 胞 の 順 応(脱 感 作)と 化 学 物 質 の 濃 度 変 化 に と も な う 感 覚 の 質 的 変 化 の2つ の 要 因 が 考 え ら れ る 。 前 者 は,刺 激 を 連 続 的 に,あ る い は,繰 り 返 し 与 え た と き 感 覚 細 胞 が そ の 刺 激 に 次 第 に 反 応 し な く な る 現 象 で あ る 。 本 実 験 に お い て も,低 濃 度 の 試 験 液 か ら 高 濃 度 の 試 験 液 へ と順 次 試 行 を 行 っ た た め, 高 濃 度 の 試 験 液 に 対 す る 試 行 を 行 う ま で に 化 学 感 覚 細 胞 が 順 応 し て い た こ と が 考 え ら れ る 。

そ こ で,最 初 に 高 濃 度 のbenthiocarbに 対 す る 試 行 を 行 う 実 験 や 各 濃 度 の 試 験 液 に 対 す る 試 行 の 順 番 を ラ ン ダ ム に 行 う 実 験 を 行 っ た が,や は り 高 濃 度 のbenthiocarbに 対 す る 忌 避 効 果 の 低 下 が 観 察 さ れ た 。 し た が っ て,前 者 の 可 能 性 は 否 定 さ れ た 。 後 者 は,同 一 の 物 質 で も 低 濃 度 の 場 合 と 高 濃 度 の 場 合 で は,化 学 感 覚 が 質 的 に 異 な っ て 認 識 さ れ る 現 象 で あ る 。 benthiocarbで の こ の 可 能 性 に つ い て は,ま だ 検 討 さ れ て い な い が,今 後 の 更 な る 研 究 が 望

ま れ る と こ ろ で あ る 。

本 研 究 に よ っ てbenthiocarbとisoprothiolaneの 製 剤 及 び 原 体 に 対 し て コ イ は 低 濃 度 か ら 感 知 し,忌 避 行 動 を 示 す こ と が 明 ら か に さ れ た 。 し か し,fenitrothionに 対 して は 高 濃 度 の 製 剤 に 対 して 忌 避 行動 を 示 した が,原 体 で は 忌 避 行 動 がみ ら れ な か っ た 。 こ れ ら の 結 果 か ら, benthiocarbとisoprothiolaneは 原 体 そ の も の に 忌 避 効 果 を 有 し,fenitrothion原 体 に は 忌 避 効 果 が な い こ と が 明 ら か に さ れ た 。 高 濃 度 のfenitrothion製 剤 に 対 す る 忌 避 は,製 剤 中 に 含 ま れ て い る 有 機 溶 媒 や 界 面 活 性 剤 が 忌 避 効 果 の 発 現 に 関 与 し て い る も の と 思 わ れ る(第2 章 第5節)。 メ ダ カ に お い て もferutrothionに 対 す る 忌 避 効 果 は 低 い こ と が 報 告 さ れ て い る (日 高 ら,1984)。

コ イ のbenthiocarbとisoprothiolaneの 製 剤 に 対 す る 忌 避 行 動 は,嗅 覚 遮 断 処 理 に よ っ て 消 失 す る こ と が 観 察 さ れ た 。 こ の こ と は 農 薬 に 対 す る 忌 避 行 動 に お い て,嗅 覚 に よ る 農 薬 感 知 が 重 要 な 役 割 を 果 た し て い る こ と を 示 唆 して い る 。 忌 避 行 動 に お け る 嗅 覚 の 関 与 は,嗅 覚 遮 断 処 理 し た メ ダ カ のfenitrothionや 界 面 活 性 剤 のpolyoxyethylenlauryletherに 対 す る 忌 避 行 動 実 験 に お い て も報 告 さ れ て い る(Hidaka,1989)。 うし か し,完 全 な 嗅 覚 遮 断 処 理 を 行 っ た コ イ で も,時 に 忌 避 行 動 を 示 し た 例 も み られ た 場 合 が あ り,と く に,高 濃 度 の 農 薬 に 対 し て 比 較 的 多 く み られ る 傾 向 が あ っ た 。 高 濃 度 に お い て は,他 の 化 学 感 覚 器 官 も 忌 避 行 動 に 関 与 し て い る 可 能 性 が 考 え ら れ る 。 他 の 化 学 感 覚 器 官 の 農 薬 感 知 能 力 に つ い て は,本 章 第2節 で 検 討 し た 。

今 ま で に 種 々 の 魚 種 で 報 告 さ れ た 農 薬 の 忌 避 効 果 の 中 で は,ニ ジ マ ス に お け るcupper sulfate及 び モ ツ ゴ の 一一種 に お け るendrinの 閾 値 が 最 も低 く,そ の 値 は と も に0.1FAg/1で あ っ た(Folmar,1976;Hansen,1969)。 本 研 究 で 得 ら れ たbenthiocarbとisoprothiolaneに