メスのカメは何匹いたら多すぎるのでしょうか？

あサンシオン島は大西洋にある火山陸地です。アフリカと南米の中間に位置し、端が砂浜で縫い合わされたこの場所は、アオウミガメの人気の営巣地であり、穴を掘って産卵するために毎年数万頭が引き上げられます。

ウミガメの卵を温める砂の温度が孵化した子の性別を決定するため、特定の卵が島のどこに行き着くかは、世代間影響を及ぼします。アセンションの白い砂浜に産まれた卵は、気温、降水量、その他の変数に応じて、雄または雌に成長する可能性があります。しかし、熱帯の太陽の熱を吸収して保持する島の真っ黒な砂浜に産まれた個体は、必ず雌を孵化させる。それらのメスは成長し、交尾し、巣を作るために同じ浜に戻ります。そして、その子孫もメスになります。オーストラリア、ジーロングにあるディーキン大学のウミガメ生物学者、グレアム・C・ヘイズ氏は、歴史的な気温の再現から、この黒い海岸では「過去150年間、雄のカメは一匹も産まれなかったであろう」ことが示唆されると語る。 「とにかく暑かったです。」

アセンションには非常に多くのビーチがあるため、そこではバランスが取れています。黒い砂の中で生まれたメスは、近くの海岸のオスと出会い、交尾することができます。しかし、他の地域では、性比の不均衡が他の脅威と相まって、カメの個体数を絶滅させる可能性があります。世界が温暖化するにつれて、この可能性がより多くの営巣場所に迫ってきます。最終的には種全体を脅かす可能性があります。そのような悲惨なシナリオがいつ、どこで起こるのか、そして人々がどのように介入しようとするのかを予測するのは難しい。しかし、より深く理解することで、1億年以上にわたって地球の水を泳ぎ続けてきたこれらの動物が地球上で生き残ることができるようになるかもしれない。急速に温暖化する時代。

K気温が低いと雄の子ガメが生まれ、気温が高いと雌が生まれると考えると、ウミガメの性比の予測が簡単になるように思えますが、実際はそうではありません。研究者らは1966年に爬虫類の温度依存性性決定を初めて発見し、その後すぐにカメでも調査を始めたが、その仕組みについてはまだ分かっていないことが多い。

たとえば、性決定は胚の発育の特定の期間中に起こりますが、その重要な段階がいつ始まるのか、またそれがどのくらい続くのかは科学者らも正確にはわかっていません。研究者らはそれを潜伏期間の「真ん中の3分の1のどこか」に絞り込んだとヘイズ氏は言う。しかし、それは彼や他の人が望んでいるほど具体的ではありません。

彼らは、雌の発育を引き起こすおよその抱卵温度、つまり約華氏 84 度、つまり摂氏 29 度を知っています。しかし研究者らは、スイッチが切り替わる正確な温度を特定していない。 「巣の温度が摂氏28度であれば、100パーセント雄が生産されていると言えるでしょう」とヘイズ氏は言う。 「同様に、巣の温度が摂氏 31 度であれば、100% メスが生産されていると言っても過言ではありません。」中間温度はさらに神秘的です。

研究者らはこれまで、実験室で卵を特定の温度で孵化させ、孵化した雄と雌の数をカタログ化することで範囲を狭めていた。しかし、若いカメには外部の性的特徴がないため、これらの検査の結果を理解する唯一の方法は、孵化したばかりの子ガメを殺し、その生殖腺を顕微鏡で調べることです。その結果、気温のピボットポイント、あるいはそのポイントが種間、さらには個体群内でどのように変化するかについてのより詳細な理解につながる可能性のある大規模な実験は、「現在は一般的に行われていない」とヘイズ氏は言う。現在、少量の血液サンプルを使用して現場で機能する孵化したばかりの子の性別を判別するツールの探索が行われています。 「それが夢です」とヘイズ氏は言う。

気温が低いと雄の子ガメが生まれ、気温が高いと雌が育ちます。

2000 年代初頭、この分野は別の一見シンプルなツールによって革命を起こしました。小型で信頼性の高い温度ロガーです。これらの装置は、欧州連合が冷蔵食品の輸送に関する法律を可決した後に普及し始め、現在では世界中のビーチに簡単に導入して、詳細かつ正確なタイミングで温度変動を収集できるようになりました。

科学者たちはまた、オスとメスの比率がカメにとってどのような問題を引き起こしているのかもまだわかっていない。ヘイズ氏によると、メスの偏りが強い個体群は、1匹のオスが多数のメスと交尾できるため、実際にうまくやっていくことができるという。 「80％が女性、85％、90％、おそらく全員がかなり優秀だと思います」と彼は言う。しかし、それは行き過ぎになる可能性があります。ある時点で、性比が非常に偏り、メスが配偶者を見つけることができなくなります。 「その時点がいつ起こるかは、現時点では不明です」とヘイズ氏は言う。 「98パーセントになったときですか？」 [females]?九十九？」

カメの寿命が長いため、すべてがさらに難しくなります。アオウミガメは性的に成熟するまでに少なくとも 20 年、場合によっては最大 50 年かかります。つまり、現在泳いでいる個体群の性比は、四半世紀、あるいは半世紀前に砂の中で作られたものだということになる。 「オスの姿が見えなくなった時には、もう手遅れです」とヘイズ氏は言う。 「その問題は25年前に起きた。」

Pそのような悲惨なシナリオがいつ、どこで起こるかを予測することは困難です。 『Global Change Biology』誌に掲載された研究で、ヘイズと2人の同僚、同じくディーキン大学のジャック・オリヴィエ・ラロエ氏とロンドンのクイーン・メアリー大学の故ゲイル・スコフィールド氏は、数十人の男女の過去、現在、将来の男女の内訳を推定した。世界中の営巣地の様子。彼らは、残された多くのウミガメの性別の謎に光を当て、大惨事に近づいている可能性のある場所や、人々が介入しようとしている可能性のある場所を正確に特定したいと考えています。

研究者らは科学文献を精査し、1960年から2022年までの7種すべてのウミガメが生息する世界中の64の営巣地の気温と性比のデータを収集した。彼らは、営巣地の気温が平均0.45度上昇したことを発見した。その数十年にわたる摂氏。一部の場所では他の場所よりも温暖化が進んでいたが、雌に大きく偏った性比は極端な温度変化と必ずしも相関しているわけではなく、最近の温暖化が起こる前から一部の場所ではほとんど雌が孵化していたことが示唆された。

現在泳いでいる個体群の性比は、四半世紀前に砂で作られたものです。

これは、ウミガメの性別に関するもう一つの謎を引き起こします。それは、より高い温度でメスに偏ることが、進化上の偶然ではなく、実際に有益な適応であるかどうかです。 2020年に バイオエッセイ この論文によると、生物学者のピラール・サンティドリアン・トミロ氏とジェームス・R・スポティラ氏は、ウミガメは特に危険なほど暖かい条件下では、オスよりもメスのほうが多く孵化するように進化した可能性があると提案している。

「私たちは性比 50% が必要だと考えるように訓練されてきました」とサンティドリアン・トミロ氏は言います。 「それはすべての人に当てはまるわけではありません。」ウミガメのメスは営巣と産卵に多くの時間を費やすため、交尾プールから外れることが多いと彼女は言う。実際には女性の偏りによってバランスがとれ、利用可能な女性と男性の比率がより均等になります。

しかし、なぜこれは性染色体や別の環境誘因ではなく、温度依存性の性決定によって達成されるのでしょうか?サンティドリアン・トミーロとスポティラは、これは一種のフィードバックメカニズムであり、高温による別の結果である孵化したばかりの雛の死亡率の増加に対する反応を提供するものであると提案している。暖かい気温はメスを生み出しますが、熱すぎる砂は実際に巣の中の卵を殺し、次世代の全体的な生存率を低下させます。

「高温では死亡率が上昇するため、このような温度で雌を生産するのは良い考えだと思われます」とサンティドリアン・トミロ氏は言う。 「状況が悪いときにメスを増やせば、最終的にはカメの数も増える」ため、個体数の減少を補うことができる。これを念頭に置くと、気温依存性の性決定は「集団を女性化する不完全なシステムではなく、むしろ気候関連の脅威を克服する素晴らしい解決策である可能性がある」と彼女とスポティラは書いている。

Bただし、これもある程度までしか機能しません。ヘイズ氏と彼のチームは、彼が「時限爆弾」と特徴づける営巣地の最終候補リストを作成した。その営巣地は、すでに雌の割合が高く、急速な温暖化が進んでいる場所だ。このカテゴリには、オランダ領カリブ海のセント ユースタティウス島 (ウミガメの 91.5% がメスであると推定されている)、台湾のワンアン島 (93%)、オーストラリアのレイン島 (以上) など、さまざまな場所が含まれています。 99パーセント）。

これらの場所のカメの個体数は、性比の転換点に達するだけでなく、気温の上昇により完全に子孫を失う危険にさらされています。ウミガメは、一年の早い時期に産卵したり、涼しい営巣地を見つけたりするなど、環境の変化に応じて行動を変えることができますが、これらの場所の温暖化は彼らが追いつけないほどの速さで起こっています。一方、世界中のカメの個体数は、無差別な漁具や営巣地の喪失など、さらに差し迫った脅威にさらされています。こうした複合的なストレス要因に直面している企業には「管理者の介入が必要になるだろう」とヘイズ氏は言う。

ここで、温度依存性の決定が特に役立つ可能性があります。あなたが温度を決定するのであれば、性比も決定することになります。ヘイズ氏によると、適切な時期に「1～2日の大雨」が降ると、暑い海岸が雄を産み出す気温まで下がる可能性があるという。人間が運営するスプリンクラー システムでも同じことができるでしょう。

「世界中で人々が、いつ、どのように介入するのかを考え始めている段階に来ています。」とヘイズ氏は言う。ポータブルロガーや子ガメの血液検査から、過去を振り返り、将来を予測することで収集した、気温の転換点と理想的な比率に関するより詳細な知識があれば、これを判断するのが容易になる可能性があります。 「今後は人々が推測する必要はなくなるはずです」と彼は言う。 「彼らは確かなデータを持っているはずです。」

リード画像: David Carbo / Shutterstock

• カーラ・ジャイモ

  投稿日 2024 年 11 月 11 日

  Cara Giaimo は、マサチューセッツ州サマービルに拠点を置くフリーランスのサイエンス ライターであり、次の本の共著者です。 アトラス オブスキュラ: ワイルド ライフ。

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