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魚が遡上する秘密：なぜアメリカのサメのわずか 3% しか故郷に帰れないのか？
魚が繁殖のために川を遡るのは自然な現象ですが、その道のりは容易ではありません。いくつかの研究によれば、米国のサメのうち、人工のさまざまな障壁を乗り越えて産卵場に戻ることができるのはわずか3％です。このようなデータを見ると、次のような疑問が湧いてきます。これらの魚が長距離の旅でこのような困難な課題に直面する要因は何なのでしょうか。
「水の速度、障害物のデザイン、そして魚自身の遊泳能力が、魚がスムーズに通過できるかどうかに影響します。」
産業革命の進展とともに、ダムや各種水利施設の建設が雨後の筍のように急増し、魚類の自然回遊に少なからぬ影響を与えてきました。特に、生計を遠距離漁業に頼っている魚の場合、無事に帰還できるかどうかは、泳ぎの能力だけでなく、水利施設の設計にも大きく関係します。
魚道開発の歴史
魚道の起源は 17 世紀のフランスにまで遡ります。当時、人々は魚が水上の障害物を渡れるように、枝やその他の自然素材を使って簡単な魚道を作り始めました。それ以来、技術の進歩に伴い、プールやダム構造、閉塞された魚道、魚エレベーター、新しいタイプの魚門など、さまざまな形態の魚道が登場しました。
「魚道の有効性は、魚の疲労や妨害を軽減する設計に大きく左右される。」
魚の疲労の原因
魚道を設計しても、水の流れが速すぎると魚が効率よく通過できず、下流に流されてしまうこともあります。このため、専門家は魚道の設計を再考し、さまざまな魚種の遊泳能力をより考慮する必要に迫られている。例えば、アメリカザメが川を遡って泳ぐには、かなりの水速とエネルギー消費が必要であり、これが水路内での苦戦を引き起こす問題となっている。
魚道の種類
魚道にはさまざまなデザインがあり、その中には次のようなものがあります。
プールとダム魚道
これは最も古い魚道の 1 つで、通常は一連の小さなダムと池で構成され、魚が上流へ泳ぐのに便利な通路を提供します。魚は上流へ進むために箱の間を飛び越える必要があります。
魚道を塞ぐ
このデザインでは、一連の密閉されたバッフルを使用して水の流れを方向転換し、魚が障害物を回避できるようにします。
魚エレベーター
魚エレベーターは、障害物、特に高い障害物を越えて魚を直接輸送する方法を提供します。
ロック ランプ フィッシュ パス
この魚道は自然の水の流れの構造を模倣しており、大きな岩や木材を使って小さな滝を作り、魚にとって良い繁殖環境を提供しています。
垂直スロットフィッシュチャンネル
この設計により、魚はジャンプすることなく狭いスロットを通過できるため、魚の疲労を軽減できます。
フィッシュキャノン
このシステムは、空気圧を利用して魚を目標の水域に優しく送り込むもので、もともとリンゴを安全に輸送するために使用されていた技術にヒントを得ています。
有効性の問題
魚道の数は増加しているものの、その効果はまちまちである。ある研究によると、米国のサメのうち、魚道をすべて通過して繁殖地に戻るのはわずか3％だという。このため、科学者たちは魚道の設計を改善し、魚の帰還率を高める方法について考えるようになりました。
「効果的な魚道を計画するには、遊泳パフォーマンスデータと水力学的測定値を一致させることが不可欠です。」
魚道を設計する際、生態学者やエンジニアは、遊泳パフォーマンスデータと流体力学の測定値を関連付けるなど、いくつかの課題に直面します。魚の遊泳能力は種によって異なり、最終目的地までのルートを決めるプロセスをさらに複雑にします。実際には、この違いにより、一部の種には優しい魚道の設計が、他の種にとっては障害となる可能性があります。
最後に
魚道研究の深まりとともに、より多くの設計計画が実施されるようになりました。しかし、こうした努力によって魚の移動がよりスムーズになるのでしょうか?そして実際に目的地にたどり着く魚は何匹いるでしょうか?
