ユカタン半島の隠されたマングローブ林から古代の海面レベルがわかる

ユカタン半島の隠されたマングローブ林から古代の海面レベルがわかる地球
メキシコのタバスコ州にあるサンペドロ・マーティル川の水生生物は、赤いマングローブ林の水中の根に避難しています。©Octavio Aburto

研究者たちは、最も近い海から200キロ以上離れた場所にある古代の沿岸生態系を調査し、最終間氷期の海面レベルの影響を明らかにしました。

ユカタン半島の奥地には、海から200キロ以上離れた場所に古代のマングローブ生態系が広がっています。

マングローブは、耐塩性の樹木、低木、ヤシなどで、一般的には熱帯や亜熱帯の海岸線に生息しているのですが、これは珍しいことです。

今回、米国カリフォルニア大学とメキシコの研究者が共同で行った研究では、この豊かな赤いマングローブの森に注目しました。

この「失われた世界」は、グアテマラのエル・ペテン熱帯雨林からメキシコのタバスコ州バランカン地方に流れるサンペドロ・マルティール川のほとりの、海岸から遠く離れた場所にあります。

このユニークな生態系に生息する赤いマングローブ(Rhizophora mangle)やその他の種は、塩水またはやや塩分を含んだ水にしか生育しないことが知られているため、2カ国の研究チームは、海岸沿いのマングローブが、海から完全に隔離された真水の内陸部にどのようにして生育したのかを解明しようとしました。

この研究成果は、2021年10月4日、米国科学アカデミー紀要(PNAS)に掲載されました。

画像:サンペドロ川の2つの地域、5つの沿岸部のマングローブ林(Términos, Celestún, Ría Lagartos, Mahahual, and Chetumal)、2つの内陸部の陥没穴(Union and Kaan Luum)、マングローブが見られない1つの内陸部の湖(Chichankanab)が、今回の遠征でのサンプリング対象となりました。

この研究では、遺伝子、地質、植生のデータと海面モデルを統合し、古代の沿岸生態系の様子を初めて明らかにしました。

 

研究者らは、サンペドロのマングローブ林が、約12万5,000年前の最終間氷期に現在の場所に到達し、最後の氷河期に海が後退する中、孤立した状態で存続してきたことを発見しました。

この研究は、地球が非常に暖かくなり、極地の氷が完全に溶けて、世界の海面が現在よりもはるかに高くなった最終間氷期の地球環境のスナップショットを提供しています。

カリフォルニア大学サンディエゴ校スクリップス海洋研究所の海洋生態学者で、PEWマリンフェローでもある共著者のOctavio Aburto-Oropeza氏は、「今回の研究で最も驚いたのは、10万年以上も時間が止まっていたマングローブの生態系を調べることができたことです。この生態系に生息する多くの種が、過去10万年間のさまざまな環境条件にどのように適応してきたかについては、まだまだ解明すべきことがあると思います。このような過去の適応を研究することは、変化する気候の中で将来の状況をよりよく理解するために非常に重要です。」と述べています。

本研究では、複数の証拠を組み合わせることで、サンペドロ川の希少なマングローブ生態系が、過去の温暖な世界の遺物、つまり、相対的な海面が現在よりも6~9メートル(20~30フィート)高く、メキシコのタバスコ低地を浸水させ、現在のサンペドロ川岸の熱帯雨林に達するほどの高さだった時代から生き残った生物であることを証明しました。

メキシコ・タバスコ州のサンペドロ・マーティル川の上空からの眺め。

メキシコ・タバスコ州のサンペドロ・マーティル川の上空からの眺め。©Octavio Aburto

この研究は、過去の気候変動が世界の海岸線に与えた広範な景観への影響を明らかにし、最終間氷期にはメキシコ湾沿岸の低地の大部分が水没していたことを示しています。

氷河期にメキシコの熱帯地方が受けた変化を明らかにし、過去を垣間見ることができただけでなく、今回の発見は、人類が支配する世界で気候変動が進行する中、相対的な海面上昇の将来シナリオをよりよく理解するための機会を提供するものです。

タバスコ州フアレス自治大学の植物学者で、この地域の出身者であるCarlos Burelo氏は、2016年にこの残された生態系の存在に注目しました。

「私は子供の頃、ここで釣りをしたり、マングローブの上で遊んだりしていましたが、それらがどのようにしてできたのか、正確にはわかりませんでした。それが、チームをまとめる原動力となりました。」とBurelo氏は言います。

Burelo氏は、この地域でのフィールドワークと生物多様性の調査により、研究の確固たる基盤を築きました。

Burelo氏が発見した古代の生態系は、スクリップスの卒業生であるBen Fiscella Meissner氏(MAS MBC ’17)が制作した短編映画「Memories of the Future: the Modern Discovery of a Relict ecosystem」で記録されています。

UCLAのFelipe Zapata氏とClaudia Henriquez氏は、遺存する森林の起源と年代を推定するための遺伝子研究を主導しました。

マングローブのゲノムを解析した結果、この生態系は10万年以上前にメキシコ湾岸からサンペドロ川に移動し、海が後退して気温が下がった後も孤立してそこに留まっていたことが判明しました。

この森ではマングローブが最も注目すべき種であるが、他にも100種近くの小さな種が発見され、それらも海からの系譜を持つことがわかりました。

「この発見は非常に素晴らしいものです。マングローブのDNAにその起源が刻まれているだけでなく、最終間氷期の沿岸ラグーンの生態系全体がここに避難しているのです。」

赤いマングローブの木

穏やかでカルシウム豊富なサンペドロ・マーティル川の淡水には、赤いマングローブの木が立っている。©Ben Meissner.

水生生物はマングローブ林の沈み込んだ根に避難している

水生生物はマングローブ林の沈み込んだ根に避難している。©Octavio Aburto.

 

海面のモデリングを担当したClimate Science AllianceのサイエンスプログラムマネージャーであるPaula Ezcurra氏は、メキシコ湾南部の沿岸平原は非常に低い位置にあるため、海面の比較的小さな変化が内陸部に劇的な影響を与えることを指摘しています。

この研究の魅力は、異なる分野の科学者が協力して研究することのメリットを強調していることだと彼女は言います。

「それぞれの要素だけでは十分ではありませんが、遺伝学、地質学、植物学、野外観察を総合すると、驚くべきストーリーが浮かび上がってきます。参加した各研究者がそれぞれの専門知識を提供してくれたおかげで、10万年以上前の森林の謎を解明することができました。」と、スクリップス海洋研究所の卒業生(MAS CSP ’17)であるEzcurra氏は語ります。

フィールドワークを主導したのは、チームの生態学者であるカリフォルニア大学リバーサイドのOctavio Aburto-Oropeza氏、Paula Ezcurra氏、 Exequiel Ezcurra氏、Pronatura NoroesteのSula Vanderplank氏です。2016年から数回にわたって調査地を訪れ、岩石、堆積物、化石を採取して研究室で分析し、海洋環境と一致する過去の証拠を突き止めるのに役立てました。

著者らは、調査地周辺の地域は1970年代に誤った開発計画によって組織的に森林伐採が行われ、サンペドロ川の土手はブルドーザーが届かなかったために助かっただけだと指摘しています。

この地域は現在も人間活動の脅威にさらされており、研究者たちは、生物学的に重要なこの地域を将来にわたって保護する必要性を強調しています。

画像:研究者のPaula Ezcurra氏(Climate Science Alliance)とExequiel Ezcurra氏(UC Riverside)は、サンペドロ・マーティル川周辺の土地で露出した石切り場を探索している。©Octavio Aburto.

 

「今回の結果が、タバスコ州政府やメキシコの環境管理局に、この生態系を保護する必要性を納得させてくれることを期待しています。」と、研究者たちは語っています。

更新世1更新世は地質時代の区分の一つで、約258万年前から約1万年前までの期間。の氷河サイクルの物語が植物のDNAに書き込まれ、科学者たちが解読するのを待っています。

「しかし、もっと重要なことは、サンペドロのマングローブは気候変動がメキシコ湾の沿岸平野に与える劇的な影響について警告しているということです。私たちは温室効果ガスの排出を止めるために緊急に行動を起こさなければなりません。」

背の高い赤いマングローブがサボテンやランの仲間に生息地を提供し、世界でも類を見ない生態系を形成している。

背の高い赤いマングローブがサボテンやランの仲間に生息地を提供し、世界でも類を見ない生態系を形成している。©Octavio Aburto.

サンペドロ・マーティル川の航空写真

サンペドロ・マーティル川の航空写真。©Ben Meissner.

 

 

Published by University of California – San Diego. Relict inland mangrove ecosystem reveals Last Interglacial sea levels, Proceedings of the National Academy of Sciences (2021). DOI: 10.1073/pnas.2024518118
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