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ここにあるのは、だれかが実際に調べ、考え、作ってきたことを集めたメモです。気になったら、ページの下の「参考にした情報源」から、もとの本や記事、それを生み出した人たちに、直接ふれてみてください。このメモには書ききれないおもしろさが、そこにあります。

ルアーの おとは、さかなに きこえるの?

ルアーの着水音は魚に聞こえるのか:水面で跳ね返る音と、水の中で生まれる音

ルアーの着水音は魚に届くか:空気中の音の反射、着水が水中につくる音と振動、魚の聴覚(内耳40〜600Hz・側線)から考える

分野:海・釣り

ルアーが 水に おちると、「ポチャン」と 音が します。ところが、空気の 中を 来た 音は、水の 面で ほとんど はねかえされます[1]。

でも、ルアーが 水に おちると、水の 中にも 音と ゆれが 生まれる ことが あります。では、ルアーの 音は さかなに とどくのでしょうか。この メモでは、さかなの 耳の ひみつと、ラトル入りの ルアーの ききめが どこまで いえるのかが わかります。

釣り人が投げたルアーの「ポチャン」という音は、空気の中では大きく聞こえます。ところが、空気の中を伝わる音は、水面でほとんど跳ね返されると説明されています[1]。一方で、ルアーが水に落ちると、水の中にも音と揺れが生まれることがあります。では、その音は魚に届いているのでしょうか。

この記事では、水に物が落ちたときに水中でできる音、魚の耳と体の側面の「側線」の役割、ラトル入りルアーの効き目について、分かっていることと言い切れないことが分かります。

空気中を伝わってきた音は、水と空気の境目でほとんど反射される。陸の上でどれだけ大きな音を出しても、そのままでは水の中の魚に届きにくい[1]。ならば、ルアーの着水音は魚にとって無関係なのか。そうとも言い切れないのが、この問題のおもしろいところである。

この記事では、水面での反射、落下物が水中に音をつくる仕組み、魚の内耳と側線の周波数特性、釣られた経験の学習を比べ、ルアーの音について分かることと、資料がまだ答えていないことが分かる。

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1. 空気の 中の 音は、なぜ 水の 面で はねかえるの?

1. 空気の中の音は、なぜ水面で跳ね返されるのか

1. 水面で音が反射されるのは、空気と水の性質が大きくちがうからか

おふろで 声を 出して、水に もぐって 聞いた ことは ありますか。外の 声が とおく 聞こえた はずです。

空気の 中と 水の 中では、音の つたわり方が とても ちがいます。そのため、空気の 中の 音は、水の 面に ぶつかると、ほとんどが はねかえります[1]。

ボールを かべに なげると はねかえる のと にて います。水の 面が かべで、音が ボールです。ただし、ほんとうの 音は ボールほど かんたんでは ありません。

では、ルアーが 水に おちた ときの 音は、どこで 生まれるのでしょうか。

お風呂で水に潜ると、外の声が遠く、こもって聞こえることがあります。空気と水では、音の伝わり方に大きな差があるからです。

水と空気は密度が大きくちがい、そのため空気の中の音が水面に当たると、ほとんどが反射されます。水面は、音にとってほぼ完全な反射面のように扱われることもあります[1]。超音波センサのメーカーの解説も、空気と水のように「音の伝わりやすさ(音響インピーダンス)」の差が大きい境目では、音波が反射されると説明しています[2]。

ここで一つ注意があります。水の中の浅いところで低い音を出す場合など、例外的に音が空気側へ抜けやすくなる条件も報告されています[1]。ただ、それは水の中の音源の話で、釣り人の頭の上から聞こえる着水音とは別の話です。

だとすると、魚に届く音は、空気の中を来た音ではなさそうです。ルアーが水に当たった衝撃は、水の中でどんな音になるのでしょうか。

水と空気は密度の差が大きく、その差が境目での反射を強くする。通常、水面は圧力を逃がす面(圧力解放境界)に近い反射面として扱われ、空気側から入る音のうち水中へ透過する分はごくわずかになる[1]。メーカーの超音波センサ解説も、音響インピーダンス(音の伝わりにくさの指標)の差が大きい境目では反射が強まり、差が小さければ透過しやすいと説明する[2]。

ただし、これには例外がある。水中の浅い位置にある低周波の音源では、水面の透過が増える条件が理論的に示されている[1]。この例外は水中側から空気側へ向かう音の話で、釣り人の頭上の着水音を水中の魚に当てはめる根拠にはならない。反射の割合の具体的な数値は、ここで使った資料からは示せないため、数字では書かない。

では、魚は着水の何を受け取るのか。空気側の音ではなく、着水そのものが水の中で作る音と振動を考える必要がある。

2. 水に おちた ものは、水の 中でも 音を 出すの?

2. 水に落ちた物は、水の中でも音を出すのか

2. 落下物が水面に当たると、水中ではどんな音が生まれるのか

雨が いけに ふると、水の 中でも 音が する ことが あります。水の つぶが 水の 面に 当たると、水の 中に あわが できる ことが あり、その あわが 音を 出すのです[3]。

雨の 水の 中の 音では、この あわの 音が おもだと されて います。しかも、あわが できるのは、ある じょうけんの ときだけです[3]。

これは 雨つぶの 研究で、ルアーの 音を はかった ものでは ありません。でも、「ものが 水に 当たると 水の 中に 音が 出る」という ヒントには なります。では、その 音を、さかなは どこで 聞くのでしょう。

水の中の音の研究に、雨粒がよく使われます。水滴が水面に落ちると、水の中に音が出ることがあります。水面のくぼみから空気の泡がちぎれる瞬間に、音が生まれるのです。雨が降っているときの水中の音は、この泡の音が源だと説明されています。しかも泡は、ある条件のもとでしかできません[3]。

高速度カメラの実験では、直径が約3.8mmより大きい雨粒が静かな水面に落ちたとき、空気を巻き込んだドーナツ形の泡ができる様子が撮影されました[4]。落ちた物が水面を押しへこませ、空気を閉じ込める、というイメージです。

注意したいのは、これが雨粒の研究だという点です。ルアーの着水音を水中で測った資料は、今回確かめた範囲にはありません。ルアーは大きさも形も重さもちがうので、同じ音が出ると言うことはできません。言えるのは、物が水面に当たれば、空気中だけでなく水の中にも、音と水の動きが生まれうる、というところまでです。

その音と水の動きを、魚はどうやって受け取っているのでしょうか。

水滴が水面に落ちると、水面のくぼみの底から空気の泡がちぎれ、そのちぎれる瞬間に水中の音が生じることがある。降雨時の水中の音の源は、この泡のちぎれだという。ただし泡ができるのは、ある条件のもとに限られる[3]。

泡のでき方は高速度撮影で確かめられている。直径が約3.8mmを超える雨粒は、静かな水面に落ちたとき、ドーナツ形の空気の泡を繰り返し作った[4]。これは落下物が水面をへこませ、空気を巻き込むという例である。

この実験は雨粒を高い位置から落としたもので、条件はルアーとかけ離れている。そのため、ルアーの着水音が水中で何ヘルツの音になるかは、ここから読み取れない。わかるのは、空気の中の音が水面で跳ね返されるのと別に、着水が水の中で音と振動の発生源になりうるという、仕組みのうえの可能性までである。

では、その音と振動を受け取る側、つまり魚の体はどうなっているのか。

3. さかなは、どこで 音を 聞いて いるの?

3. 魚は体のどこで音を聞いているのか:耳と「側線」

3. 魚の内耳と側線は、聞き取る音の高さがどうちがうのか

さかなには 耳が 外から 見えません。でも、あたまの 中に 耳が あります。耳の 中には、小さな 石の ような ものが あり、水の ゆれで うごいて、音を つかまえます[6]。

もうひとつ、からだの よこに ある側線そくせんが あります。水の ゆれや 流れを かんじる ところです。

コイを しらべた実験じっけんでは、耳は 200から 600ヘルツ、側線そくせんは 40から 50ヘルツの 音に よく はんのうしました[5]。

ヘルツは 音の たかさの たんいで、数が 小さい ほど ひくい 音です。耳と側線そくせんで、とくいな 高さが ちがうのです。

ただし これは コイで わかった ことで、ぜんぶの さかなが 同じとは いえません。

魚の耳は外から見えませんが、頭の中に内耳があります。内耳には耳石という小さな石のような部分があり、水の粒子の動きを、加速度計のように感じ取ると説明されています。種類によっては、浮き袋が圧力を感じる器官のように働くこともあります[6]。

体の側面には、「側線」という感覚の線があります。水のゆれや流れ、近くの振動を感じる器官です。

コイの電気生理の実験では、側線は40〜50Hz付近に感度のピークがあり、内耳は200〜600Hzが高感度の帯域でした[5]。Hz(ヘルツ)は1秒間に振動する回数で、数字が小さいほど低い音です。つまり、魚は低い音を側線で、少し高い音を内耳で、というように、得意な高さが違う2つの受け口を持っていることになります。

ただし、この値はコイの実験の結果で、すべての魚に同じ数字が当てはまるとは言えません。では、釣りの相手になる魚は、どのくらいの高さの音が聞こえるのでしょうか。

魚の内耳には耳石があり、水中の粒子の動きに対して加速度計のように働く。魚種によっては浮き袋が圧力を感じる器官として働き、浮き袋と内耳が骨でつながる魚もいる[6]。体の側面の側線は、近い範囲の水の動きを検出する器官で、側線と内耳では得意な周波数帯が分かれる。

コイの電気生理実験では、側線は40〜50Hzにピークをもつ単峰型の応答、内耳は200〜600Hzが高感度の帯域だった[5]。側線のピークと内耳の帯域の下端を比べると、約4〜5倍の差がある。音源の近くでは水の粒子の動きが強いため、側線も内耳もその動きを手がかりにできる、という説明も見られる。

ここで限界がある。この値はコイの実験で、すべての魚に当てはまるとはいえない。側線がはたらく距離についても、釣り雑誌の記事は数フィート(約1m前後)以内の近距離とするので[10]、「近距離で働く」程度に受け取るのがよい。では、釣りの対象になる魚は、どの高さの音が聞こえるのか。

4. ブラックバスや ニジマスには、どんな 音が 聞こえるの?

4. 釣りの相手の魚には、どんな高さの音が聞こえるのか

4. ブラックバス・ニジマス・マイワシの可聴帯域は、どこまで同じでどこからちがうのか

ニジマスは、50から 1000ヘルツの 音が 聞こえ、300ヘルツあたりが いちばん よく 聞こえました[7]。

ブラックバスは、10から 600ヘルツくらいが 聞こえ、100ヘルツ あたりが いちばん よいと される ことが あります[10]。

ニジマスも ブラックバスも、ひくい 音の はんいを 聞き取れます。ただし、ルアーの 着水の 音が その はんいに 入るかは、まだ わかっていません。

けれども、さかなに よって ちがいます。マイワシは 1000ヘルツほどの 高い 音も 聞こえました[8]。

音の 聞こえ方は、さかなの しゅるいで かわります。ルアーの 音が どう 聞こえるかも、あいてで ちがう はずです。

ニジマスの聴覚を調べた研究では、50〜1000Hzの音が聞こえ、300Hz付近でいちばん敏感でした。音の向きを見分ける力は、コイやタイの仲間より弱かったと報告されています[7]。

ブラックバスについては、釣り雑誌の記事に、約10〜600Hzの音が聞こえ、100Hz付近でとくに敏感になるという説明があります[10]。これは大学の室内実験を紹介した記事で、論文そのものではないため、「〜とされる」くらいに受け取るのが安全です。

一方、マイワシは約1kHz(1000Hz)という高めの音を聞くと分かり、研究者は、ふつうの海の魚が敏感な「数百Hz」より高いと述べています[8]。さらに、ニシンの仲間には180kHz以上の超音波を聞く種もあります[9]。魚の聞こえる音は、種類によってずいぶん幅があります。

ルアーの着水で出る音や水の動きが、これらの範囲のどこに入るのかを、今回の資料は示していません。では、音が出るルアーは、実際に魚を引きよせているのでしょうか。

ニジマスの聴覚試験では、可聴範囲は50〜1000Hz、最も敏感なのは300Hzで、audiogramはV字形の曲線を示した。音の方向の判別は、コイやタイの仲間より苦手だった[7]。ブラックバスは、釣り雑誌が紹介するケンタッキー大学の室内実験の結果として、約10〜600Hzが聞こえ、100Hz付近が最も敏感とされる[10]。ただし、これは二次的な紹介記事で、「〜とされる」の強さで読むのが妥当である。

ニジマスの最敏感帯域(300Hz)とバスの最敏感帯域(約100Hz)の差は約3倍あり、同じ「釣りの対象魚」でも聞こえやすい高さは同じではない。マイワシは約1kHzの音も聞き、研究者はこれを、海の魚の多くが敏感な数百Hzより高いと述べている[8]。さらに、ニシンの仲間には180kHz以上の超音波を検出する種が報告されている。ただし「ほとんどの魚は約1〜3kHz以下」という全体像は、要約を経由して得た値のため、上限として断定しない[9]。

結局、ルアーの着水音や、ラトルの鳴る音の周波数が、これらの帯域に重なるかどうかは、今回の資料では示されていない。では、音と振動の強いルアーは、実際に魚を引きよせるのか、それとも遠ざけるのか。

5. 音の 大きい ルアーは、さかなを よぶの? にげさせるの?

5. 音と振動の強いルアーは、魚を呼ぶのか、遠ざけるのか

5. ラトル入りルアーの効果は、魚の学習で変わるのか

アメリカの 大学で、池の ブラックバスを 4しゅうかん ほど しらべた 話が あります。しるしを つけた およそ 260ひきが 対しょうです[11]。

つられた ことの ある バスは、その ルアーを さけるように なったと、ニュースで いわれて います。ルアーの しゅるいに よって、つれる わりあいの へり方も ちがったそうです[11]。

ただし これは ニュースで 知られた 話です。どの ルアーが さけられやすかったかは、ニュースからは わかりません。音の せいだとも いえません。

べつの 研究でも、バスは つられた けいけんを つかって、にた 新しい ルアーを さけられると、しらべた 人が はっぴょうして います[12]。音は よぶ こともあれば、おぼえられて さけられる こともあるのかも しれません。

フロリダ大学の研究チームは、池にブラックバスを放し、約4週間ようすを調べました。印をつけた約260匹が対象です。釣られた経験のあるバスは、そのルアーを避けるようになり、ルアーの種類によって、釣れる割合の変わり方にも差が出たと報道されています[11]。

ここで気をつけたいのは、報道からは、どのルアーがどれだけ避けられたのかまでは分からないことです。ラトル音が差を生んだとも言えません。研究の細部は、元の発表で確かめる必要があります。

別の研究では、イリノイ大学のチームが2020年の学会で、ブラックバスは過去の釣られた経験を使って、似た新しいルアーを避けられるという報告をしています[12]。

ラトル音の効果は、魚の種類や経験などの条件によって変わりうるため、釣果を一律には予測できません。魚が音を聞けることと、音で釣果が上がることの間には、まだ答えが分かれている部分があります。では、その差を、自分の目で確かめるには何ができるでしょうか。

音と釣果の関係では、フロリダ大学の池での実験が報道されている。約4週間、印をつけた約260匹のブラックバスを追うと、釣られたルアーを避けるようになり、ルアーの種類によって釣獲率の変わり方に差があった[11]。報道は、どのルアーがどれだけ避けられたかまでは書いていないため、ラトル音の効果として読むことはできない。この情報は報道経由であり、一次の論文を読んで確かめる必要がある。

イリノイ大学のLouisonらは、2020年の学会発表で、ブラックバスが過去にルアーで釣られた経験を使い、似た新しいルアーを避けると報告している[12]。つまり、魚の経験の有無が、ラトル音の評価を左右する可能性がある。ラトル音の効き目は、魚種・濁り・学習の有無といった条件で変わりうると読むのが、資料の範囲では妥当である。

ラトル音の効果を、査読論文で示す資料は今回の調査では見つかっていない。したがって、「音が魚を呼ぶ」「音が魚を逃がす」のどちらも、言い切るだけの根拠はまだない。では、読者が手元で確かめられる範囲は、どこまでか。

6. 水の 中の 音を、おうちで かんがえて みよう

6. コップの水で、着水の泡を探してみる

6. 着水の泡を観察し、原典で確かめる

すき通った コップに 水を 入れて、よこから 見て みましょう。ビーだまを 水の 面の 近くから そっと おとすと、あわが 見えない ことも あります。そのときは、少し 高い ところから おとして みましょう。水が こぼれても よい ところで やります。

水の 中に、あわが できるか 見て みます。高さを かえたり、ものを かえたり してみても おもしろいです。

ここでは 音を 水の 中で 聞く ことは しません。水に 耳を つけたり、深い 水に もぐって ためしたりするのは、あぶないからです。

あわが できる とき、できない ときが あれば、「水の 中でも 音が 出るかも」と かんがえる ヒントに なります。おうちの 人と いっしょに やりましょう。

透明なコップに水を入れ、横から見ながら、ビー玉やスプーンを水面のすぐ上から静かに落としてみましょう。低い位置からだと泡が見えないこともあるので、そのときは少し高くします。水の中に泡ができるかどうか、落とす高さや物を変えるとどうなるかを見ます。

泡ができるのは一部の衝突だけ、という説明([3])と見比べると、「できるとき」と「できないとき」の違いが見えてくるかもしれません。水の入れ物は、こぼしてもよい場所で使い、水中の音を耳で聞こうとして、水に頭や耳をつけることはしないでください。

もっと知りたいときは、[1]の水面の反射に関する解説、[5]のコイの聴覚の実験、[12]のバスの学習の研究が手がかりになります。

家庭では、すき通ったコップに水を入れ、ビー玉やスプーンを水面の少し上から落とし、横から泡ができるかを観察できる。低い位置からだと泡が見えないこともあるので、高さを上げる場合はこぼしてよい場所で行う。泡は一部の衝突でしかできないという説明[3]と比べ、落とす高さや物を変えたときの違いを記録するとよい。水中の音そのものは、安全面から耳をつけて確かめない。

この記事の資料を、順に確かめる読み方もある。水面での音の反射は[1]、雨粒が作る泡の音は[3]と[4]、魚の耳と側線の周波数は[5]、ニジマスの可聴範囲は[7]が出発点になる。残る問いは、ルアーの着水音が水中でどんな音になるのか、またラトル音の効果が魚の学習とどう関係するのか、ということだ。

しらべた もとの じょうほう

参考にした情報源

参考にした情報源と、その使い方

本文の[ ]の番号と対応します。論文・報告書は要旨や該当部分を確かめて使っています。

  1. Godin, Anomalous transparency of water-air interface for low-frequency sound (NOAA/CIRES) https://arxiv.org/pdf/physics/0609019 (水面での音の反射と、例外の条件)
  2. 村田製作所 超音波センサの基礎(音の性質) https://www.murata.com/ja-jp/products/sensor/ultrasonic/overview/basic/nature (音響インピーダンスと反射)
  3. KAUST セミナー要旨:Underwater sound of drop impact on a liquid pool https://pse.kaust.edu.sa/events/detail/2022/09/26/default-calendar/underwater-sound-of-drop-impact-on-a-liquid-pool (水滴が水面に落ちたときの水中の音)
  4. Buckley et al., Donut-shaped Bubbles Formed by Raindrops https://arxiv.org/abs/1010.3526 (雨粒が作る泡の高速度撮影)
  5. 安樂和彦 学位論文要旨(北海道大学, 1998) https://www.lib.hokudai.ac.jp/gakui/1998/5420_anraku.pdf (コイの側線と内耳の周波数応答)
  6. Ocean Conservation Research: How Fish Hear https://ocr.org/learn/how-fish-hear/ (耳石と浮き袋の働き)
  7. 山川ほか ニジマスの聴覚特性(東京水試調査研究報告210, 1998) https://www.ifarc.metro.tokyo.lg.jp/archive/resources/content/2398/20130913-130953.pdf (ニジマスの可聴範囲)
  8. 水産総合研究センター 研究の栞2006-34 マイワシは救急車の音が聞こえる https://fra.repo.nii.ac.jp/record/2009474/files/kamisu_s_2006_34.pdf (マイワシの聴覚)
  9. Popper 2000, Phil. Trans. R. Soc. B https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC1692857 (魚の聴覚の幅)
  10. In-Fisherman: Bass senses, hearing and lateral line https://www.in-fisherman.com/editorial/bass-senses-hearing-lateral-line/379421 (ブラックバスの聴覚の紹介記事)
  11. Orlando Weekly の報道(フロリダ大学の池の実験) https://www.orlandoweekly.com/?p=330177 (ルアーを避けるようになる実験の報道)
  12. Louison, Stein, Suski 2020 Midwest Fish & Wildlife Conference(イリノイ大学) https://experts.illinois.edu/en/publications/the-role-of-individual-learning-experience-and-capability-in-dete/ (釣られた経験とルアーの回避)

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