海中庭園でサンゴの多様性を高め、「生物多様性の崩壊」を食い止める

海中庭園でサンゴの多様性を高め、「生物多様性の崩壊」を食い止める生物学
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乱獲、汚染、海洋の温暖化などのストレスにより、サンゴは死滅し、サンゴが提供する重要な生態系サービスが低下しています。

サンゴは、他の多くの生物のために生活空間を作る構造を持っているため、科学者たちは、サンゴが失われると他のサンゴ礁の種が失われることを知っていました。

しかし、サンゴの種の多様性が、サンゴ自身にとってどのように重要なのかは、あまり知られていませんでした。

ジョージア工科大学の2人の研究者が発表した新しい研究は、ダメージを受けたサンゴ礁に希望を与えると同時に、厳しい未来をもたらす可能性もあります。

2021年10月13日にScience Advances誌に掲載された研究論文「Biodiversity has a positive but saturating effect on imperiled coral reefs」の中で、Cody Clements氏とMark Hay氏は、多様な種のサンゴを一緒に「移植」することでサンゴの成長と生存率が向上することを発見しました。

この発見は、大規模なサンゴの喪失後のサンゴ礁の回復の初期段階において、特に重要であると考えられます。

また、健全なサンゴ礁を維持することで、漁業、観光、高潮からの沿岸保護などが可能になると考えられます。

科学者たちはまた、サンゴ礁の保全を改善し、劣化したサンゴ礁をより迅速かつ効率的に回復させるために、このような積極的な種間相互作用を生み出すメカニズムをよりよく理解し、活用するための追加研究を求めています。

しかし、生態学的な振り子は逆に振れてもいます。

より多くのサンゴ種が失われれば、他の生物種が脅かされます。

Clements氏とHay氏は「生物多様性の崩壊」と呼んでいます。

生物科学部のTeasley博士研究員であるClements氏は、「サンゴはこれらの生態系の基礎となる種であり、他の多くのサンゴ礁の種に生息地と食料を提供しています。サンゴへの悪影響は、サンゴ礁を生息地とする他の種にも連鎖的に影響を及ぼすことが多いのです。サンゴのパフォーマンスと回復力に生物多様性が重要であるならば、『生物多様性の崩壊』は、私たちが世界中で観察しているサンゴ礁の生態系の衰退をさらに悪化させる可能性があります。」と述べています。

Clements氏とHay氏は、熱帯太平洋に位置するフランス領ポリネシアのモレア島に行き、サンゴの種の多様性が異なるサンゴ園を作り、サンゴの成長や時間経過に伴う相互作用と競争作用の相対的な重要性を評価しました。

バイオサイエンス学部のRegents教授兼Teasley ChairであるHay氏は、「私たちが行った操作では、サンゴは互いに競合しているはずですが、実際にはそれぞれが単独でいるよりも一緒にいる方がうまくいくのです。この驚くべき結果をもたらしたメカニズムについてはまだ調査中ですが、実験を行っているサンゴ礁の環境では、正の相互作用が負の相互作用を上回っていることが一貫して証明されています。つまり、生物種をシステムから排除すると、正の相互作用の一部を排除することになり、重要なものを排除すれば、大きな違いが生まれる可能性があるということです。」と語ります。

また、彼はジョージア工科大学の海洋科学・工学大学院の共同ディレクターでもあります。

海の中、サンゴが育つ庭、日陰の中

サンゴ礁は世界中で脅威にさらされています。

Hay氏は、環境保護庁によると、カリブ海ではサンゴの被度の80〜90%が失われていると指摘しています。

インド太平洋地域では、過去30年間で全サンゴの半分が失われています。

2015年から2016年にかけての白化現象だけでも、グレートバリアリーフ沿いに残っていたサンゴの半分近くが白化して死んでしまいました。

「サンゴが死滅するような大規模な白化現象や加熱現象の頻度は、過去20年から30年の間にかなり劇的に増加しています。サンゴ礁がまだ良好な状態にあるホットスポットはあちこちにありますが、全体的に小さく、孤立しています。」と言います。

フランス領ポリネシアのサンゴ園で、Hay氏とClements氏は、水中チェス盤のような台に植えたサンゴの種の多様性を操作し、種の豊かさと密度がサンゴの生産性と生存に影響するかどうかを調べました。

フランス領ポリネシアのサンゴ園

サンゴ園1©Georgia Tech

サンゴ園2

サンゴ園2©Georgia Tech

様々な種類のサンゴを一緒に育てている

様々な種類のサンゴを一緒に育てている©Georgia Tech

Hay氏は、以前に行われた同様の実験では、サンゴを実験室に持ち込んで「種同士を戦わせる」ものが多かったと指摘します。

しかし彼は、「私たちはすべての実験を現実の世界で行っています。起こるかどうかではなく、実際に起こるかどうかに興味があるのです。」

Clements氏が提案したコーラの瓶を使った実験方法は、科学者たちが庭をアレンジするのに役立ちました。

エンドテーブルの天板には、コカ・コーラのボトルキャップが埋め込まれている。とHay氏は言います。

「コーラ瓶の首を切って、逆さにした首にサンゴを接着し、それを区画にねじ込んで出し入れするのです。 これにより、どの種をどこに配置するかを決められるだけでなく、数ヶ月ごとにネジを外して重さを測り、正確な成長率を把握することができます。」

研究者たちは、サンゴが生物多様性の増加から恩恵を受けていることを発見しましたが、それはある一定の範囲内に限られています。

「ほとんどの場合、3種から6種の中間的な種数の庭に植えられたサンゴは、1種のように少ない種数の庭や、9種のように多い種数の庭よりも良好な結果を示しました。しかし、このような観察結果をもたらしたプロセスについては、まだ完全には理解できていません。」

Clements氏は、彼らの研究にはさらなる調査が必要だと言います。

なぜ、サンゴは単一種の生物群集よりも混合種の生物群集で優れた性能を発揮するのか?

また、サンゴの多様性が最も高いレベルになると、この生物多様性効果が減少するのではなく、増加し続けるのはなぜなのか?

「生物多様性の損失がサンゴにどのような影響を与えるのかを予測するためには、多様性がこれらのプロセスにどのような影響を与えるのか、また、生物多様性のポジティブな影響を利用してサンゴを保護するためにはどうすればよいのか、そのメカニズムをより深く理解する必要があります。」とClements氏は述べています。

Published by Georgia Institute of Technology. Cody S. Clements, Mark E. Hay., Biodiversity has a positive but saturating effect on imperiled coral reefs, Science Advances (2021). DOI: 10.1126/sciadv.abi8592.
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