Studies on Perception of Moonlight in the Golden Rabbitfish, a Lunar-synchronized Spawner

平成14年度～平成15年度科学研究費補助金(基盤研究(C))研究成果報告書研究概要：サンゴ礁に棲息する魚類の多くは産卵期に月齢に同調した性成熟と産卵を繰り返す。この海域の魚が月の何を感じ、そして体内でどのような情報へと転換して月齢同調性を示すようになるのかについてはわかっていない。本研究では月が地球に及ぼす影響のうち月光の周期的変化に焦点をあて、沖縄のサンゴ礁に普通に棲息する月齢同調性産卵魚ゴマアイゴが月光を感受する能力を有するかどうかを調べた。本研究では明暗で変動するメラトニンに着目した。血中メラトニン量には明確な日周変動が認められ、暗期に高く明期に低い値を示した。満月時における血中メラトニン量は新月時のそれに比べて有意に低下していた。恒暗条件で飼育していた魚を新月・満月に暴露した時血中メラトニン量は急激に減少した。ゴマアイゴの松果体を生体外培養した結果、松果体からのメラトニン分泌に明確な明暗変動がみられた。松果体を月光に暴露することにより培養液中へのメラトニン分泌量は減少した。また、昼間光から引き続き夜間光へ移行した松果体でのメラトニン分泌量は、実験暗条件に比べて低かった。以上の結果からゴマアイゴの松果体に光受容能があり、夜の明るさを認識できることが判明した。自然条件で飼育したゴマアイゴは予定産卵日に産卵したが、人為的月光で予定産卵日1ヶ月前から飼育した場合は産卵しなかった。予定産卵日2週間前から人為的満月と新月で飼育した場合、新月では産卵したのに対し、満月では産卵しなかった。以上の結果は、月光の周期的変動が魚の成熟に関与している可能性があった。本研究で得られた結果は月光がゴマアイゴの同調的な成熟と産卵に関係している可能性を示すものである。月が地球に及ぼす周期的環境変動には様々あり、それらが複合的に関与し魚類の同調性リズムに関係している可能性がある。今後もアイゴ類をモデルとしながら、月と地球上の生物の生命活動との役割を明らかにしていきたい。研究概要：Rabbitfishes are known to spawn synchronously around the species-specific lunar phase. It is considered that they perceive and utilize cues from the moon in order to be synchronized gonadal development and spawning with the lunar-cycle. Using the golden rabbitfish, Siganus guttatus, which spawns synchronously around the first quarter moon during the reproductive season, we measured the fluctuation of melatonin levels and examined the response of the fish to moonlight intensity. Daily fluctuations of melatonin concentration in the blood of golden rabbitfish showed low levels during daytime and high levels during night-time, suggesting that melatonin fluctuation in the perception and utilization of photoperiod. Plasma melatonin concentration at the new moon was higher than that at the full moon. When the fish were exposed to moonlight at midnight of the both moon phases, the melatonin concentrations decreased to the control levels. These results show that the fish possibly perceive moonlight intensity and plasma melatonin fluctuates according to 'lightness' at a point of night. At the first spawning period(experiment was started one month before the spawning), the fish reared under the constant darkness and lightness of nigh did not spawn. At the second spawning period(experiment was started 2 weeks before the spawning), the fish reared under the conditions of natural and constant darkness of night spawned but not that of constant lightness of night. It is possible that night conditions are related to synchronous gonadal development and spawning in the golden rabbitfish.未公開：P.1以降(別刷論文のため