サンゴ礁とは何ですか?

サンゴ礁は海底のわずか 1% しかカバーしていませんが、海のすべての海洋生物の推定 25% を支えており、サンゴ礁は「海の熱帯雨林」と呼ばれています。彼らは沿岸地域社会にとっても重要な役割を果たしています。海岸侵食を防ぎ、ハリケーンの被害から海岸線を守り、世界中で年間 360 億ドルの収入を生み出しています。

NASAエイムズ研究センターの研究科学者でサンゴ礁の専門家でもあるフアン・トーレス・ペレス氏に、サンゴ礁の背後にある科学と、サンゴ礁が海洋生態系と人間社会の両方で果たす役割について聞いた。

サンゴ礁 自然または人工の尾根状の構造物です。 「サンゴ礁とは定義上、海底にいくらかの凹凸を与える構造物です」とトーレス・ペレス氏は語った。 「それは人工的なものかもしれません。車のタイヤをたくさん積み上げると、それらのタイヤにさまざまな生物が住み着いてしまいます。あるいは、それは自然のものかもしれません。主な枠組みが岩である、海底の上にある小さな丘です。」

サンゴは刺胞動物門に属する動物で、通常は熱帯の海岸線に沿って見られます。それらは、と呼ばれる数百から数千の生物で構成されています。 ポリープ、 それぞれの直径はわずか数ミリメートルです。それぞれのポリプは独自の体と、プランクトンや小魚などの餌を捕らえるための刺す触手を備えた口を持っています。ポリプは群体を形成するまで一緒に成長し、私たちがサンゴとして認識するのはこの群体です。サンゴにはハードコーラルとソフトコーラルの2種類があります。イシサンゴ、またはより正式にはスクラクティニアンとしても知られるハードコーラルは、炭酸カルシウムを分泌して硬い骨格を形成します。サンゴ礁を形成するのはこの種のサンゴです。 Alcyonacea としても知られるソフトコーラルは、肉厚で曲がりやすく、木や扇に似ていることがよくあります。

サンゴのカラフルな外観は、褐虫藻と呼ばれるサンゴの細胞内に生息する微細な藻類によってもたらされます。これらの藻類は光合成を行い、サンゴに重要な食物と栄養素をもたらします。 「光合成による生成物の大部分（約80～90％）がサンゴに渡され、サンゴはそれを自身の代謝に利用します」とトーレス・ペレス氏は語った。 「これが、サンゴが通常浅海で見られる理由です。これらの生物は光合成するために太陽光を必要とするからです。」

サンゴ礁は、サンゴ礁の生態系の形成に役立つハードコーラルの集合構造を表すために使用される用語です。 「サンゴ礁とは、主な構造が生きた生物、この場合はサンゴによって作られたサンゴ礁のことです」とトーレス・ペレス氏は言う。 「サンゴ礁はいつまでもサンゴ礁であり続けますが、すべてのサンゴ礁がサンゴ礁であるわけではありません。」世界最大のサンゴ礁はオーストラリアのグレートバリアリーフで、長さは1,000マイル以上、面積は約133,000平方マイルです。

健全なサンゴ礁は、海岸の保護、海洋生物の生息地、さらには潜在的な新薬の重要な成分を提供する上で重要な役割を果たしています。

「サンゴ礁の生態系は、細菌や一部の植物プランクトン群集などの単細胞生物から、サメ、ハタ、フエダイなどの大型生物、ウミガメなどの爬虫類に至るまで、何千もの種の生息地を提供しています」とトーレス・ペレス氏は述べた。

サンゴは、台風やハリケーンなどの大きな嵐の際に防護壁として機能し、自然環境や建築環境への被害を防ぐのに 97% 効果的であることが証明されています。ここ数十年でサンゴ礁が損傷するにつれて、沿岸の洪水と侵食が増加し、沿岸地域社会に重大な被害をもたらしています。

多くのコミュニティは、生計を維持するための資源としてサンゴ礁に依存しています。 「これらは、地球の生物多様性全体の観点からだけでなく、特に島嶼国において、何百万もの人々に食料を提供しているという点で、重要な生態系である」とトーレス・ペレス氏は述べた。サンゴ礁は、漁業（商業、娯楽、または自給自足の目的で捕獲される魚）、レクリエーション活動、教育目的も支えています。

科学者たちは、いくつかの医薬品の新しい原料源としてサンゴを研究してきました。彼らは、サンゴから化学物質を抽出して、他の種類の抗生物質に耐性のある細菌に対して効果的な抗生物質を作成できることを発見しました。これらの成分は研究室で再現されているため、サンゴを継続的に採取して傷つける必要がありません。

世界サンゴ礁監視ネットワーク (GCRMN) が作成した 2020 年の報告書によると、2009 年以降、世界のサンゴ礁の 14% が失われています。2023 年から 2024 年の世界的なサンゴの白化現象を受けて、その数はさらに増加すると予想されています。

サンゴの白化は、海水温の上昇によって引き起こされます。水温が上昇すると、サンゴは褐虫藻を排出し、骨のように白い殻を残し、サンゴの主な食料源を失います。 「最終的には、サンゴが弱すぎて糸状藻などの他の生物と競争できなくなり、サンゴが増殖しすぎて、最終的にはコロニー全体が死滅する可能性がある」とトーレス・ペレス氏は語った。

サンゴ礁に対するその他の脅威は、汚染や物理的損傷など、人間の活動によってもたらされます。 「不適切な土地管理による堆積物の増加はサンゴ礁に堆積します」とトーレス・ペレス氏は述べ、堆積物の例として都市部の雨水流出と森林伐採を挙げた。サンゴの堆積とは、サンゴ礁上に細かい砂や泥などの堆積物が堆積して蓄積することです。これにより水が曇り、重要な太陽光が遮断され、褐虫藻の光合成能力が低下します。

サンゴに対するもう一つの人為的脅威は、 富栄養化、水中の栄養素の不自然な増加。 「富栄養化は、サンゴよりもはるかに速く成長する糸状藻類の発達の土壌を提供します」とトーレス・ペレス氏は述べた。水中のこれらの過剰栄養素の一部は、沿岸水域に放出された下水や、海洋に流出した農業肥料に由来します。藻類は過剰な栄養分を食べて巨大な花を咲かせ、サンゴの成長を抑制します。

さらにトーレス・ペレス氏は、人為的なサンゴ礁への物理的損傷は、船のアンカーがサンゴに投げ込まれるなどの機械的損傷から生じる可能性があると指摘した。深海トロール漁（漁網を海底に沿って引きずる漁）などの一部の漁業技術も、サンゴを根元から引き剥がしてサンゴ礁にダメージを与える可能性があります。より個別のスケールでは、サンゴの損傷は、人間が踏むことや、海水浴客が残したゴミの蓄積によっても発生する可能性があります。

世界中の多くのサンゴ礁はまだ分類されておらず、未調査で、あるいはまだ発見されていません。 NASA の NeMO-Net は、この状況を変えたいと考えています。 NeMO-Net の共同調査員である Torres-Pérez 氏は、市民科学プロジェクトがどのようにインタラクティブなモバイル ビデオ ゲームのように機能し、誰でもサンゴを識別できるようになると説明しました。 「ユーザーは 2D に基づいてサンゴ礁のさまざまな構成要素を特徴付けることができます。 [and 3D] サンゴ礁の画像です」とトーレス・ペレス氏は語った。 「これは機械学習コンポーネントに組み込まれます。」これらの分類からの情報は科学モデルに入力され、NASA が世界中のサンゴ礁の健全性を分類および評価するのに役立ちます。 NeMO-Net の詳細と参加方法については、Web サイトをご覧ください。

2022 年、トーレス ペレス氏は、プエルトリコの次世代のヒスパニック系/ラテン系学生に海洋学と STEM の機会をもたらすことを目的としたプログラムである OCEANOS (ヒスパニック系/ラテン系学生のための NASA 地球観測と科学を使用した海洋コミュニティへの参加と啓発) を設立しました。プログラム中、学生は独自の低コスト光センサーを構築してテストし、植物プランクトンの研究室でデータをテストし、サンゴ礁を再植林し、自分たちの研究のストーリーマップ プレゼンテーションを作成します。 「私たちは学生たちに、STEM 分野でのキャリアを追求する自信と能力を感じてもらいたいと思っています。そして、彼らが地域社会で変化を起こす主体となって、海洋保護の重要性を共有してほしいと思っています。」とトーレス・ペレス氏は述べました。

NASA 以外では、トーレス ペレス氏は米国サンゴ礁特別委員会 (USCRTF) の積極的なメンバーです。 1998 年に設立された省庁間機関 大統領令 13089: サンゴ礁の保護 サンゴ礁の生態系を保存、保護、回復することを目的としています。

サンゴ礁とその監視方法について詳しく知りたい場合は、米国海洋大気庁 (NOAA) のリソースを確認することをトーレス ペレス氏は推奨しています。NOAA の Web サイトには、サンゴに特化したセクションがあります。 NOAA の注目すべきサンゴ礁リソースの 1 つは、地球規模および地域規模で海面水温を監視している Coral Reef Watch の Web サイトです。この Web サイトは、世界中のサンゴ礁に対する気候の影響を監視および予測するために使用されるデータ製品を政府および非政府機関に提供しています。

執筆者: Katera Lee、NASA エイムズ研究センター