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Abstract

未来はいつ海に関して始まるのですか？ 海面の上昇、海洋の酸性化、乱獲は、海が今直面している問題です。 クラゲでいっぱいの海は将来の可能性があります。 クラゲは、その動きと生物発光で非常に美しく、興味深いライフサイクルを持つことができます。 彼らは重要ではないように見えますが、大規模な集計では、クラゲは発電所や漁業の経済的成功を損なっています。 彼らは商業的な魚種の幼虫を消費し、乱獲された個体群の回復を防ぐ。 海洋の気温の変化と海洋の酸性化は、海洋の生物多様性と世界中のクラゲ個体群の分布の変化を引き起こしています。 私たちはクラゲの用途、バイオ燃料や食品を調べました。 私たちはクラゲの食品を作る実験をしました。 味を改善するためには、より多くの実験が必要です。

はじめに

海に関して未来はいつ始まるのですか？ 海の未来は、過去のエラーからの問題に対処し、近づいている問題に対処するために積極的であることによって、今始まります（Gershwin、2013）。

すでに、海の未来を脅かす多くの問題が存在しています。 地球規模の気候変動によるより暖かい表層水は、より涼しい気候と水に依存する多くの種の動植物を脅かす。 地球規模の気候変動は海面を上昇させ、農地、都市、島国全体に洪水をもたらすでしょう。 海洋の酸性化は、甲殻類などの殻を作るためにカルシウムを使用する多くの種に害を与えます。 空の海と生息地の破壊の両方は、人間の活動に起因します。 例えば、乱獲は重要な種の魚の海を空にするだけでなく、底トロールなどのいくつかのギアタイプも海底をこすり、他の海洋生物の生息地を損傷する。 工場や農場からの有毒化学物質、都市からのゴミはすべて世界の海を劣化させます（Folger、2013;Gershwin、2013）。

しかし、これらの変化のいくつかは、肯定的な機会をもたらすでしょう。 多くの伝統的に孤立した北部の都市は、重要な交通機関や漁港になる可能性があります。 北極海では、以前は海氷によって隠されていた種を収穫するために新しい漁業が開かれるでしょう。 北極の石油への容易なアクセスは、北部の経済にお金をもたらし、バローのような北部の港の生産性を高めるだろう（Robert Foy、pers. 通信 NMFS2013）。 海の新しい環境条件は、他の生き物に新しい機会を提供します（Gershwin、2013）。

ある生態系の変化に伴い、別の生態系がその場所に形成されます。 クラゲは、地球規模の気候変動の結果である暖かい水を好む(Richardson et al., 2009). 乱獲や生息地の破壊による空間と資源の競争が少ないため、クラゲは記録的な数に開花することができました（Gershwin、2013）。 コディアック周辺では、漁師やビーチの来場者が2013年の夏の間に島の周りのクラゲの数の増加を観察しました。 また、ヒトによって導入された海洋酸性化および毒性化学物質は、クラゲと競合する他の種を置き換える（Gershwin、2013）。 海に蓄積する海洋の破片は、実際にはクラゲを偽装するのに役立ちますが、ゼリーを捕食する革の背中のカメのような種に損害を与えます（Richardson et al., 2009).

すべてのクラゲはCnidaria門にあり、刺すような細胞を持っています。 単語Cnidariaはイラクサ、刺すような植物のためのギリシャ語の単語から来る。 Cnidaria門の中には4つの亜門があります。 最初のものはanthozoansで、海のイソギンチャクが属しています。 次に、ゼラチン状の生き物、例えばhydroidsを形成するコロニーであるhydrozoansがあります。 ボックスクラゲは、cubozoansの新しい分類に分類されます。 ほとんどの人が真のクラゲと考えるものは、Scyphozoansの亜門に落ちる（Gowell、2004）。

海面がより高い暖かい世界に肯定的な側面があるように、クラゲでいっぱいの海に肯定的な側面がある可能性があります。 研究者は、さまざまな方法でクラゲを使用することを検討してきました。 科学者たちは、あるタイプのクラゲ（Rich、2012）、医療診断に使用されるバイオマーカータンパク質（Stepanenko、2008）、およびアルツハイマー病の症状に対抗するタンパク質（Hsieh、2001）の加 本稿では、バイオ燃料と食品の生産のためのアラスカクラゲ種の使用について議論します。 私たちのグループ研究のために、私たちはクラゲを捕まえて処理して、「クラゲの黙示録」が提示するかもしれない食物の機会を探求しました。

クラゲは美しい

生物学

クラゲは、典型的には、その優雅な動きと、場合によっては美しい生物発光のために催眠として記述されています。 彼らの動きは、彼らの体と口の腕の穏やかな流れのためにバレエダンサーに例えられる可能性があります。 クラゲは、口の腕を使って移動するのではなく、体を収縮させて拡大させることによって移動します。 クラゲの触手は、場所から場所への生き物の動きに参加しません。 触手の唯一の目的は、食べ物を収集し、敵を刺すことです。 プランクトンコミュニティのメンバーとして、クラゲは主に海流に依存して移動します（Gowell、2004）。クラゲの組成は95％の水、5％のタンパク質、および少量の脂質および塩である（Gowell、2004）。 彼らは消化器系を持っていません。 むしろ、食物は栄養を吸収する胃血管腔にとどまる。 クラゲの廃棄物は、その口としても機能する肛門を通って出る。 彼らは呼吸器系や循環器系を持っていないので、酸素は表皮を通って拡散されます。 クラゲはプランクトン、卵、小魚、甲殻類、および他のクラゲを食べる。 クラゲを捕食するいくつかの生き物は、マンボウ、海のナメクジ、ウミガメ、および他のゼリーです。 （Gowell、2004）。 クラゲは、多くの場合、クラゲは人間が持っているよりもはるかに長い地球上にされているので、好奇心が強い”外国人”として記述されています。 彼らはそのような単純な構造を持っていますが、まだ雄大に見えるように管理しています。 ほとんどの深海クラゲは、敵を驚かせるか、仲間を引き付けるために防衛の一形態として生物発光を使用しています。 生物発光は、そのわずか20％が熱を放射するため、”冷たい光”と考えられています。 生物発光の化学組成は、ルシフェリンおよび光タンパク質/ルシフェラーゼである（National Geographic Education、2013）。

ライフサイクル

クラゲは成体の形に達する前に複数の発達段階を経ます。 まず、男性と女性の精子と卵が水に放出され、団結して受精します。 受精卵が孵化すると、彼らはplanula幼虫と呼ばれ、彼らは海底に自分自身を添付するための固体構造を見つけるまで、海の周りにドリフトしています。 この時点で、それらはポリープ（scyphistoma）と呼ばれ、それらが成長し、さらに発展し続ける固体構造に付着したままである。 固着性および静止したポリープとして数年後にそれらは変形し、口頭腕および切り株を育て、より円形になり始める。 最終的には、彼らは海底（エフェラ段階）から自分自身を切り離します。 クラゲのライフサイクルの最終段階は、生き物が完全に成長し、開発されたメデューサ段階です。 （図1;ゴウェル, 2004)

図1: 月クラゲのライフサイクル(http://www.westmeade.net/Library/jellyfish.htm)

Kodiak種

scyphozoanクラゲの一般的なKodiak種には、月のゼリー、ライオンのたてがみ、赤い目のゼリーが含まれますが、他の種も存在しています。 2013年の夏、コディアックの人々はホワイトサンズビーチの海岸からクラゲが咲くのを目撃することができました。 その開花時と夏の間のコディアック島の周りには、いくつかの異なる種のクラゲが存在していました。 最も一般的なのは、半透明で食用の月クラゲ（Aurelia sp.）、これは夏を通して見つけることができます。 また、コディアック水域に存在する刺すようなライオンのたてがみ（Cyanea capillata）クラゲは、黄橙色であり、バスケットボールの大きさにすることができます。 コディアック周辺のクラゲの他の種は、赤い目のクラゲ（Polyorchis pencillatus）とクロスクラゲ（Mitrocoma cellularia）です。 クロスクラゲの傘の白い十字架は、それを月のクラゲと区別します。

ゼラチン状の問題

クラゲは一般的に海のゴキブリとして知られています。 彼らは彼らの体の計画に大きな変更なしに何百万年も繁栄しているようです。 科学者たちは20年ごとにクラゲの花があると推定していますが、大規模なクラゲの花には関心と懸念が高まっています。 原子力発電所を閉鎖し、漁業の経済を害するクラゲは、人々が明確な解決策を持っていない多くの紛争を引き起こす（Gershwin、2013）。

発電所の混乱

クラゲは海に漂流するビニール袋のように見えるかもしれませんが、大量に壊滅的な可能性があります。 1999年12月10日、フィリピンの北半分はクラゲによる突然の停電に見舞われた。 クラゲの約50台のトラックが発電所の冷却システムを詰まらせた。 クラゲが電力系統を詰まらせているという同様の報告が続いた。 2008年10月21日、月のゼリーの一種であるAurelia labiataの塊がディアブロ・キャニオン原子力発電所の冷却水システムに吸い込まれ、3日間発電所を閉鎖した。 この事件のために数百万ドルが失われました（Gershwin、2013）。

漁業の混乱

魚の漁獲を期待している多くの漁師は、クラゲでいっぱいのネットを見つけることに失望しています。 クラゲからのスライムは、ギアを清掃する必要があるため、釣りプロセスの遅延を引き起こします。 水で満たされたmedusaeは、漁網を裂いて、密集した数で非常に重くなっています（Moffett、2007）。 クラゲは、ポロックのような漁業に不可欠な望ましい種を窒息させる。 アラスカ州プリンスウィリアムサウンドの研究では、”稚魚ポロックを含むすべてのセーヌ川の漁獲量にはクラゲも含まれていた”（Purcell、2000）ことが分かった。 これは最終的に漁業の利益を減少させます。 魚に対するクラゲの他の負の影響には、寄生虫の伝達および食物の競争が含まれる。 魚の種が減少すると、クラゲは空のニッチを埋めるように見えました。 乱獲は、通常、異なる種に影響を与える連鎖反応を誘発する。 この側面については、クラゲの個体群に対する人間の影響のセクションでさらに議論されます。 彼らは無害で取るに足らないように見えますが、クラゲはほとんど破壊できず、非常に永続的です。 これは魚や漁業にとって危険です（Purcell、1990）。

クラゲの集合体

ますます大規模なクラゲの集合体は、世界の海洋の健康状態の低下の指標である（Gershwin、2013）。 クラゲの集合体の増加の理由を説明するのに十分な証拠はありませんが、集合体がどのように形成されるかについてはいくつかの説明があります。 「主に集合体におけるメデューサ間の頻繁な衝突による水泳の減少も、メデューサが集中する原因となった可能性がある」（Purcell、2000）。 パーセルは、集合体の密度は拍動頻度に影響しなかったと述べたが、クラゲが拍動ごとに移動できる距離に影響を与えた。 時には、これらの混雑した領域は、水よりも多くのクラゲが含まれています。 各メデューサの動きの方向は、凝集の密度に影響を与える可能性がある。 “垂直に泳ぐMedusaeは、混合配向におけるmedusaeよりも高い密度で発見された”（Purcell、2000）。 クラゲのこれらのピシャリのほとんどは、海岸近くのプランクトン生物が豊富であった地域にあった。

クラゲの集合体が大きな問題になっています。 着実な増加に気づかないことの結果は、さらに深刻な紛争をもたらす可能性があります。 原子力発電所や漁業は、すでに持っているよりもさらに多くのお金を失う可能性があります。 おそらく、人間はクラゲが繁栄するための有利な環境を引き起こしています。

人間の影響はクラゲの黙示録をサポートしていますか？

気候変動は海洋温度への影響とゼリーへの影響

気候変動は多くの新しい地球規模の問題を引き起こすと考えられている本当の問題です。 「過去50年間で、アラスカ全域の気温は平均3.4°F上昇しました」（Karl、2009）。 海面水温の上昇は、外来種の広がりに関連している。 生態系が暖かくなると、外の種が繁栄するのに適したものになります。 この温暖化は、水の早期の温暖化または冷却および種の絶滅の可能性のために強制的な移動につながる可能性があります。 科学者たちはまた、暖かい水が地球の温度を調節する主な原因である地球規模の流れのシステムである海洋コンベヤベルトを混乱させる可能性があることを懸念しています。 その崩壊は、気候変動を引き起こし、世界中の海流と渦の変化を引き起こす可能性があります（ナショナルジオグラフィック、2013）。

暖かい水は、クラゲの代謝が高くなる状況を作り出し、これはメデューサの成長とエフィラエの生産を加速します。 E.J.Purcellは、11のうち15の温帯クラゲ種が暖かい水の中で数が増加したことを発見した（Purcell、2007）。 GibbonsとRichardsonは、北大西洋で50年以上にわたってクラゲの豊富さを研究し、それらの種は温度に依存していることを発見しました。 より暖かい年に発見されたより多くのクラゲ（Gibbons、2008）。

海洋酸性化が生態系に及ぼす影響とクラゲ個体群の応答

海洋酸性化はカルシウムベースのプランクトンに悪影響を及ぼし、他の種の生態学的 条件がより酸性であったときにより多くのクラゲがあったことを示唆する最初の分析は北海で行われた（Attrill、2007）。 この研究は、1946年から2003年の間、連続プランクトンレコーダーからの記録と国際海洋探査評議会からのpHデータを用いて、北海および北東大西洋の他の地域で研究されたアメリカLimnology And Oceanographyの他の画期的な研究を引き起こした。 この研究では、調査された地域のいずれにおいても、クラゲの豊富さと酸性条件との間に有意な関係はなかった（Richardson、2009）。 クラゲの特定の種は、より高い酸性度のために彼らの領土を拡大することができないという兆候を示しています。 Griffithによる研究では、海水温が上昇すると、成体のIrukandji（box jellygeに関連するクラゲの一種）がオーストラリアのクイーンズランド州の海岸線に沿って範囲を拡大する機会が得られる一方で、海洋酸性化が増加すると幼体の発達が阻害される可能性があることが示された（Griffith、2013）。

海洋の乱獲

乱獲が一般的に発生している最近、クラゲは小さなフィーダー魚の搾取を利用し、未消費のプランクトンの過剰な利益を得ています。 イワシ、ニシン、アンチョビ、および他の多くの海洋捕食者は、動物プランクトンのためにクラゲと競合します。 これらのplanktivorous魚の余りにも多くがつかまえられる区域では、生態学的なニッチを解放する。 さらに、フィーダー魚の欠如は、クラゲの卵および幼虫の捕食を減少させる（図2、Science Daily、2013）。 他の天然クラゲの捕食者も消えています: 絶滅の危機に瀕しているクロマグロ、そして絶滅危惧種リストにあるウミガメ、特にleatherbacksとloggerheadsは、海に出没するすべてのビニール袋に窒息しています（Slow Food、2013）。 クラゲは現在、繁栄するために自由な統治をしています（Science Daily、2013）。

図2:乱獲の前後のシナリオ。

乱獲の影響を受けた地域ではフィードバックループが発生し、生態系から単一の種を取り出すと、すべての栄養レベルに影響を与えます。

“乱獲は、この複雑な関係をキルターから捨てることができます。 クラゲの人口増加の抑制を取り除くことによって、乱獲は”クラゲのための生態学的空間を開く”と、オーストラリアのクリーブランドのCSIRO Marine And Atmospheric Researchの生態学者アンソニー-リチャードソンは述べている。 そして、クラゲが繁栄するにつれて、彼は言う、魚の卵に対する彼らの捕食は、ボロボロの魚の在庫に重くて重い通行料を取る”（Stone、2011）。

乱獲されてゼリーに奪われた地域を効果的に回復させるためには、新しい魚の幼虫をうまく移植できるように、生態系からクラゲを除去する方法を見つ

クラゲを受け入れる：機会としての変化

クラゲの数の増加は産業上の機会になる可能性があります。 新しい研究は、タンパク質をエタノールアルコール、ならびに炭水化物および脂質に変換する方法を示唆している（Hsieh et al., 2001). これらのコンポーネントは、他の要素の追加の小さな割合で、ほとんどのセルの基本的な部分です。 この新しい技術で、クラゲの花を貴重な資源と経済的機会に変えることができました。

クラゲを収穫するために、エアホースを持ったスキューバダイバーはクラゲの傘の中に泡を吹くことができた。 これは表面にゼリーを浮かべる。 その後、クラゲが生きて保たれているストレージホールド、とボートは、ゼリーを収集することができます。 クラゲを少量で、運用コストを抑えて収穫するもう1つのより労働集約的な方法は、ディップネットで容器に入れるか、または容器に直接入れることである。 クラゲの収穫が容易であるため、乱獲を避けるためには、漁業の開発を慎重に管理し、監視する必要があります。 アラスカでは、この漁業は主に州の水域で行われるため、魚とゲームの部門によって管理されるべきです。 コディアックでは、クラゲ釣りは小規模な操作であり、多様な漁業事業の選択肢を増やす可能性が高い。

しかし、日本では現在、大規模な商業運転が可能である。 世界的には、漁業の混獲には多くのクラゲがあり、クラゲは漁師にとって災害です（Moffett、2007）。 クラゲを燃料に変えることは、経済的損失を経済的利益に変える可能性があります。 クラゲのエタノール生産を開始するには、クラゲを淡水で洗浄して塩の大部分を除去する必要があります。 タンパク質はエタノールに変換され（Huo、2011）、燃料車に変換したり、飲み物にすることができますが、塩はゼリー塩として販売することができます。 それが異なっているという理由だけで、多くの人々は通常の塩の価格よりも多くのためにクラゲの塩を購入するでしょう。 クラゲのアルコールも飲み物にすることができます。 それは作ることは安価であり、ユニークな製品として市場性があるでしょう。 エタノールはすばらしい燃料である;それはよく燃え、ほとんどの車のエンジンで働く。 クラゲは、燃料価格の上昇、クラゲの数の増加、人々が好むかもしれない新しい種類の飲み物の組み合わせを通じて経済的機会を提供する可能性があ 酵母や細菌を用いてクラゲタンパク質をアルコールに変えるプロセスの実験的状況のために、技術を完成させるためにはより多くの研究が必要であり、この計画は将来の概念とみなされなければならない。

ゼリーは長年にわたり中国で好まれている食品であった（Subasinghe、1992）。 現在、中国の食品市場は、高級クラゲ製品の飽和度が低い（Lei Guo、pers. 通信、UAF2013）。 コディアックの漁師が漁業を発展させることができれば、正しく加工されたクラゲの食品は、ポンド当たり10ドル以上をもたらす可能性がある（Subasinghe、1992）。 ゼリー漁業を開発することにより、収穫機会のいくつかは、クラゲによって閉鎖された漁業から回収される可能性がある（本論文）。

食品用コディアックゼリーの実験

食品用クラゲの調製を実験するために、地元のクラゲを釣り、加工しました。 使用した材料には、550マイクロメートルのメッシュサイズのリングネット、浴槽/容器、コースを追跡するためのGPSが含まれていました（図3）。 収穫のクラゲを機に乗り込み42’LeClercq seinerスタイル容器K-こんにちは-C11-9-13 1:00-3:00時までです。 私たちがクラゲを見たとき、私たちはそれらをキャッチするために船の右舷側からネットを落としました（図4）。 船内で運搬した後、海から採取した海水をバケツに入れた準備された容器に入れます。 私達がゼリーの十分な数を有したときに私達は戦闘状況表示板に捕獲物を移し、処理まで冷やされた海水で外で保った。

図3:セントポールの港コディアックの外クラゲサンプリング中のボートコースのGPSトラック,キャナリーロウと島の近くの間.

二日後、私たちはコディアック海産海洋科学センター（UAF）でクラゲを処理するために行きました。 Alex Oliviera教授は、処理手順をチームに案内しました。 調製プロセスを開始するために、クラゲを最初に3％塩水溶液中で洗浄した。 その後、口腔腕および生殖腺を除去した。

図4：Kodiakチームはクラゲをキャッチします。

清掃の後、私たちはクラゲについてさまざまな準備を試みました。 私たちは、木の異なる塩を試してみました：細かい塩、粗塩、および1:1細かい塩と黒砂糖の混合物。 クラゲ全体を塩漬けした後、冷凍庫で乾燥させました。 二日後、クラゲは、塩から抽出されました。 私たちは、乾燥したゼリーから塩を水で洗うと、それらがスライムに似た物質に変わることを発見しました。 このように、残りの凍結乾燥クラゲは、余分な塩をブラッシングオフすることによって洗浄した。 次に、2つの小さなクラゲ、切断された口の腕、および2つの大きなクラゲをストリップに切断した凍結乾燥機に入れました（表1）。 凍結乾燥プロセスが完了した後に味試験を行った。 私たちはクラゲを乾燥させて再水和し、残りを真空パックしました。 一つのパッケージは、後のプレゼンテーションのために保存されました。 製品の味を改善するためには、より多くの実験が必要です。

A B

C D

図4:a.クラゲの洗浄、b.凍結乾燥前のクラゲ製品の洗浄、C.塩製品による乾燥、D.凍結乾燥製品。

表1:Aurelia sp.の実験処理の結果。 Kodiakから

クラゲのバイオマスが増加している可能性が最も高い。 乱獲などの人間の活動のために、クラゲは沿岸海洋の支配的な生物の一つになってきています。 乱獲は、クラゲがかつて他の種によって満たされたニッチを占有することを可能にする。 人間の影響は、本質的な生息地の喪失や生物多様性の低下など、海洋生態系に多くの問題を引き起こします。 多くの種が人間の影響を受けていますが、クラゲは繁栄し、非常に迅速に状況に適応します。 人間は新しい用途を開発することによってクラゲの増加に適応することができます。 食品やバイオ燃料は、クラゲの黙示録を機会に変える可能性のある製品です。 米国でのクラゲ漁業の成功は疑問ですが、アジアの国々はすでにクラゲ製品の市場を開発しています。 クラゲはアラスカで実現可能な漁業になるでしょうか？ 現時点では、クラゲ漁業は、故郷のコディアックやアラスカの他の海洋コミュニティで漁業を多様化する経済的機会を提供する可能性があると思

参考文献引用

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パーソナルコミュニケーション

1. ポスドク-リサーチ-サイエンティストの郭レイ博士。 マリンアドバイザリープログラム,コディアックシーフードと海洋科学センター,漁業と海洋科学の学校,アラスカ大学フェアバンクス,118トライデントウェイ,コディアックAK99615. [email protected]
2. ロバート-フォイ博士、ディレクター。 アラスカ漁業科学センターのコディアック研究所,国立海洋漁業サービス,NOAA. 301研究裁判所,コディアック,AK99615. [email protected]
3. 准教授のアレックス-オリビエラ博士。 Kodiakシーフードと海洋科学センター,アラスカ大学フェアバンクス,118トライデントウェイ,Kodiak AK99615. [email protected]

謝辞

クラゲの凍結と処理方法を優雅に教えてくれたAlex Oliviera博士、中国のクラゲ漁業についての洞察を提供してくれたLei Guo博士、中国のクラゲ漁 北極の気候変動についてのプレゼンテーションのためのロバート-フォイ、私たちに水中技術についてのプレゼンテーションを与えるためのミシェル-リッジウェイ、私たちはチニアック学校に滞在できるようにするためのアンドリューとステファニー Buchinger、彼女の寛大なサポートのためのジェーン-アイゼマンと彼女の時間をボランティアと私たちは私たちのチームをコーチングし、専門家の指導と洞察力を私たちに提供するために彼女の素晴らしい献身のためのデュエストロ-スイトガード。