シアノバクテリアのスカム、泡、または表面に浮かぶマット (図 1) によって明らかにされる、外洋でのシアノバクテリアのブルームは 130 年以上にわたって報告されていますが、その頻度と強度はここ数十年で劇的に増加しています。
多くの研究は、文化的富栄養化 (アンモニウム、N、およびリン、P の過剰濃度) だけでなく、気候変動も花の拡大の原因であることを示しました。さらに、シアノバクテリアは有機代謝物を合成および分泌する可能性があり、それらの毒性および作用機序は、肝臓、皮膚、および神経毒性を含むさまざまです。水生動物の体内でのシアノトキシンの生物蓄積も報告されています。シアノバクテリアのブルームは、環境と人間の健康に深刻な影響をもたらし、社会経済的および生態学的に大きな損失をもたらし、水質、食物網の回復力、および生息地に影響を与えます。
有毒なシアノバクテリアが優勢な地表水は、飲料水や農業用水の供給源として使用することはできず、レクリエーションの使用から除外する必要があります.したがって、体系的な監視と適切な処理を可能にする、時間の経過に伴うブルームの発生と伝播を研究するための適切なツールを用意することが最も重要です。
現在、シアノバクテリアのブルームを確認または監視するために、フィコシアニン蛍光の測定が適用されています。それらはポイント測定を使用して実行されますが、これは労働集約的で時間がかかり、特に広い領域でのブルームの空間ダイナミクスの研究には適していません。リモート センシング (衛星) は空間情報を提供しますが、解像度が低く、天候に左右され、水面と日光に制限されます。 小嚢胞 世界中のシアノ バクテリア ブルームの主要な構成要素の 1 つです。この種は、シアノバクテリアを浮力にし、最適な光と栄養条件を利用するために位置を調整できるようにするガスベシクルを持っています.通常、シアノバクテリアの細胞の大きさは0.5～1μmから40μmですが、高濃度になるとコロニーを形成し、数cmに達することもあります。このようなコロニーは、漁業研究に使用される周波数で音を反射するはずであると予想しました.
この研究の目的は、漁業用音響測深機を使用して、開水域におけるシアノ バクテリア ブルームのバイオマスと分布を研究し、魚とシアノ バクテリア ブルームの相互作用を調査することの可能性と信頼性を調査することでした。オンライン フィコシアニン検出 (Turner Design 10AU Field Fluorometer およびエコーサウンダ (Simrad EY60、200 kHz) による) を使用したシアノバクテリア ブルーム分布の同時測定は、Sulejów 貯水池の浅い低地で 2013 年から 2015 年まで行われました。遺伝子解析により、 小嚢胞 (16S rRNA 遺伝子の特定のフラグメントに基づく) (mcy の特定のフラグメントに基づく) ミクロシスチン産生の可能性のある毒素原性遺伝子型を含む 遺伝子）。結果は、音響法および蛍光法によって推定されたシアノバクテリアブルームのバイオマス値が高度に相関し（R =0.88、図2）、作成されたマップ（100 mの平均値に基づく）が実質的に同一であることを示しました（違いはpで有意ではありませんでした） =0.01).
結果はまた、魚の密度とシアノバクテリアの開花面積との間の空間的な不一致を明らかにしました (図 3)。
魚の肝臓と腎臓にミクロシスチンが蓄積されていないこと (HPLC 法で測定) は、ブルームの存在に対する魚の行動反応が、有毒なシアノ バクテリアへの暴露を効果的に減少させたことを確認しました。
したがって、我々の結果は、水音響学がMicrocystisの時空間構造を研究するための新しい遠隔（環境に影響を与えない）で効果的なツールを提供することを示しました 花、それらの開発、および繁殖。音響法の追加の利点は、同時に魚の分布が測定され、魚とシアノバクテリア ブルームの関係を調査できることです。その高い空間的および時間的解像度のおかげで、音響測定は、湖の復元に対するモデリングおよび生態水文学的アプローチに貴重なデータを提供する可能性があります。
