海洋の温度が上昇し、酸性度が高まる中、科学者たちは「海の熱帯雨林」を救うための新しい戦略を開発しています。
サンゴ礁は地球上で最も美しい生態系の 1 つであり、海洋学者のシルビア アールの言葉を借りれば「地球の中心を取り囲む宝石で覆われた帯」です。 それらは非常に貴重なものでもあります。 サンゴ礁が占めるのは海底の 800% の 4,000 分の XNUMX 未満ですが、XNUMX 種以上のサンゴと XNUMX 種以上の魚が生息しています。 それらは産卵場であり、嵐に対する海岸の緩衝材であり、そして儲かる観光客を呼び寄せる場所でもあります。 によると いくつかの見積もり、彼らが提供するサービスは年間最大30億ドルの価値があります。
しかし、これらの利点を損なう形で、サンゴ礁は 1970 年代以来、人為的な影響の連鎖によって劣化し続けています。 乱獲は、大型の捕食者、小型の獲物、そしてサンゴから大きな藻類を取り除くブダイやウニなどの「草食動物」からなる複雑なコミュニティを破壊します。 沿岸開発のための浚渫は土砂で水を曇らせ、太陽光を遮断し、酸素を枯渇させます。 農場の排水や廃水に含まれる栄養素を栄養源として大量に発生した藻類がサンゴを窒息させます。 病原体はおそらく世界中の海運によって拡散し、サンゴやウニを死滅させます。
現在、大気中の二酸化炭素濃度の上昇により、海水の温度が上昇し、海水の酸性が高まっています。 温水は、サンゴのポリプが組織内に生息し栄養を与える微細な藻類を排出する白化現象を引き起こします。 藻類はサンゴの色を提供するため、サンゴ礁は白くなります。 サンゴは回復する可能性がありますが、その過程でストレスがかかり、サンゴが死んでしまう可能性があります。 海水が大気からCO2を吸収することで酸性化が起こり、サンゴが骨格を形成するために利用できる炭酸塩の量が減少するため、サンゴ礁の成長が遅くなり、弱くなってしまいます。
「私たちは、すべてのサンゴは滅びる運命にあるというメッセージに対抗しようとしているのです。」 — ルース・ゲイツ
しかしサンゴ礁の専門家たちは諦めていない。 特定のサンゴが温暖化や酸性化に耐えるのに役立つ特徴を特定している人もいます。 スポーツ選手が高地や厳しい天候で競技するためにトレーニングするのと同じように、変化した海でも繁栄できるようにサンゴを調整している人もいる。
「私たちは、すべてのサンゴは滅びる運命にあるというメッセージに対抗しようとしているのです」と、ハワイ大学海洋生物学研究所のルース・ゲイツ研究教授は言う。 「サンゴは何百万年もの間地球上で進化してきましたが、生き残ってきたのには正当な理由があります。」
回復力を高める
一部の専門家は、温暖化と酸性化が過度に注目されており、局所的なストレスの方が緊急であると述べている。
「気候変動はまだ話の半分にすぎません」とカリフォルニアのスクリップス海洋研究所海洋生物多様性・保全センターの元所長ジェレミー・ジャクソンは言う。 ジャクソンはレポートの主編集者だった 世界サンゴ礁モニタリングネットワークによりXNUMX月に発表 その結果、1970年代以降、カリブ海全域でサンゴ礁の衰退速度に大きなばらつきがあることが判明した。
サンゴは50年以降、地域全体で1970パーセント以上減少したが、バミューダなど漁業、海岸開発、観光を制限している国では、ジャマイカなど同様の規制を実施できなかった国に比べ、サンゴの損失ははるかに少なかった。 そして、健全なサンゴ礁は、乱獲や水質汚染によってすでに劣化したサンゴ礁よりも、ハリケーンや白化現象を容易に乗り越えることができました。
「皮肉なことに、米国はサンゴ礁の監視に多額の資金をつぎ込んでいますが、サンゴ礁の保護にはあまり取り組んでいません」とジャクソン氏は言う。 「私たちの戦略は彼らが死ぬまで見守ることのようです。」
XNUMX月下旬、米国海洋大気局はこの状況を変えるための第一歩を踏み出しました。 絶滅危惧種法に基づいて絶滅の危機に瀕しているサンゴ種20種をリストアップ。 このリストに掲載されたことは、他の連邦機関がエネルギープロジェクト、汚染排出許可、浚渫、船舶交通、軍事活動など、これらのサンゴに影響を与える行為に資金を提供したり認可したりする前に、NOAAと協議する必要があることを意味する。 また、NOAAは州や地域社会と協力し、陸上汚染の削減や、研究所で育てたサンゴを移植して劣化したサンゴ礁に再び生息させるなどの戦略を通じてサンゴを保護する予定だ。
生存者を優遇する
温暖化と酸性化に対抗するために、科学者たちは、なぜ一部のサンゴが他のサンゴよりもこれらのストレスからより簡単に回復できるのかを解明するために取り組んでいます。 その答えは、サンゴの遺伝学と、サンゴの組織内に生息してサンゴに餌を供給する微細藻類との関係の組み合わせにあります。
で 研究が出版された 地球の生物学 2030月、オハイオ州立大学の生物地球化学者アンドレア・グロットリ率いる研究者らは、メキシコのXNUMXつのサンゴ礁の健康なサンゴをXNUMX年おきにXNUMX回の白化現象にさらした。 このプロセスは、現在の予測によれば、早ければXNUMX年にカリブ海で発生する可能性のある状況をシミュレートしました。
彼らの発見の中には驚くべきものもありました。 ポライトスastreoidesカリブ海の一部の地域で増加している、盛り上がった黄色のサンゴは、最初の白化によって中程度の影響を受けましたが、XNUMX回目の白化以降は完全に回復しませんでした。 他のタイプは、繰り返し漂白した後でもより高い回復能力を示しました。
「保護する価値のあるサンゴ礁をどのように定義するかを再考してほしいです。」 — アンドレア・グロットリ「重要なのは、サンゴのエネルギー貯蔵量、特に貯蔵された脂質のサイズでした」とグロットリ氏は説明します。 「私たちが飢えると、私たちの体は脂肪を代謝し、他の生き物も同じことをします。」 豊富な脂肪の埋蔵量は、サンゴが新しい共生藻類を獲得できるまで生き残るのに役立ちました。 この研究では、複数種の藻類と協力できるサンゴは回復しやすいことも示された。
グロットーリ氏は、このような発見は、回復力のあるサンゴ種に有利な条件が整っているゾーンに海洋保護区を設置するために使用できる可能性があると述べています。 「保護する価値のあるサンゴ礁をどのように定義するかを再考してほしいと思います」と彼女は言います。 「サンゴ種が生き残れるかどうかを予測するには、サンゴ種がどのように行動し、ストレスに反応するかを知る必要があります。」
スーパーコーラル
ハワイ大学では、ゲイツ氏は気候ストレスに耐えられるサンゴの特定にも取り組んでいる。 2013 年 XNUMX 月、彼女とオーストラリア海洋科学研究所の上級研究員であるマデリン・ヴァン・オッペンは、 ポール・G・アレン・ファミリー財団主催のコンテストで優勝 海洋酸性化に対処する戦略を模索しました。 ゲイツ氏とファン・オッペン氏は、気候ストレスに対する耐性が高いサンゴを開発し、それを利用してハワイの死んだサンゴ礁やコンクリート製の人工サンゴ礁など、いくつかの場所に再定着させる計画を立てている。
このスーパーコーラルを開発するために、彼らは XNUMX つのツールを使用しています。 XNUMX つ目はエピジェネティクスです。これは、環境の合図に応じて生物の遺伝暗号の特定の部分がオンまたはオフになるときに発生する遺伝子機能の変化です。 「私たちは、丈夫であることがすでにわかっているサンゴを研究室に持ち込み、変化した海洋で遭遇する可能性が高い条件にサンゴをさらしています。水温を上げたり、pHを下げたりして、スタート地点に戻します。場合によっては、組み合わせです」とゲイツ氏は言います。 「運動により、急速に適応するエピジェネティック経路が活性化され、ハイパフォーマーがベストを尽くすよう促すことができます。」
第二に、研究者らはサンゴと微細藻類の共生関係を修正している。 「一部の共生生物は常に非常に丈夫なサンゴに関連付けられているため、共生生物が似ているサンゴにそれらを導入できるかどうかを検討しています。 共生生物はサンゴの食料源であり、丈夫な共生物は非常に優れた食品工場となるのです」とゲイツ氏は言う。 XNUMX 番目のツールは、丈夫なサンゴを選択的に繁殖させ、その精子を凍結し、バイオバンクによって耐性を高めることです。
ゲイツ氏とファン・オッペン氏が「デザイナー・リーフ」を作っているという説もあるが、ゲイツ氏はこれに同意していない。
「サンゴ礁は、サンゴがお互いを見つけて自然に適応するよりも早く変化しています。 それは時間の問題です。 したがって、私たちは個人が出会い、繁殖する能力を加速させています」と彼女は言います。 「良性の条件下ではおそらく自然に起こるでしょうが、サンゴが死滅するとつながりが壊れ、精子と卵子が出会うのが難しくなります。 私たちは問題が悪化するのを見守ることも、変化をもたらす何かを提案することもできます。」
このアイデアはいくつかの点で似ています 陸上の動植物の移動支援。 どちらの場合も、気候変動は生物の進化を超える速さで生態系を変えています。 究極の解決策は温室効果ガスの排出量を削減することですが、短期的には種の適応を助けることで被害を軽減できる可能性があります。
この記事はもともとに登場しました Ensia
著者について
ジェニファー・ウィークスはマサチューセッツ州のフリージャーナリストで、環境、科学、健康について執筆しています。 彼女の話は以下に掲載されています ディスカバー、スレート、ボストン・グローブ・マガジン、デイリー・クライメート など多数の出版物。 以前は議会スタッフ、ロビイスト、公共政策アナリストとして働いていました。
お勧め本：
世界は青です：私たちの運命と海のあり方
シルビア・アールによります。
この本のタイのナショナルジオグラフィックの野心的な5年の海洋イニシアティブ焦点に上ナショナルジオグラフィックエクスプローラー・イン・レジデンスシルビアアールアクセスはまだ痛烈な声で書かれた魚の乱獲が-されます。 説得力のある個人的な物語を通して、彼女は海の現在および将来の危険を置き、人生はそれは広い聴衆のための視点でサポートしています。
