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2024-09-26 23:45:07
サンゴ礁の構造の複雑さが、さまざまなキャラクターが住む活気に満ちた水中都市を生み出します。皮肉なことに、これと同じ複雑さが、撹乱後のサンゴの回復を妨げる可能性があります。
フランス領ポリネシアのモーレア島のサンゴ礁で研究していた研究者らは、白化現象によって残された死んだサンゴの骨格のネットワークが重要なプロセスの崩壊を引き起こし、最終的にサンゴ礁の回復を妨げていることを発見した。複雑な地形は海藻を草食動物から守り、海藻がサンゴ礁に急速に定着し、若いサンゴを追い越すことを可能にしています。結果は雑誌に掲載されます 地球変動生物学。
動的なエコシステム
サンゴ礁は、絶えず変化する忙しい生態系です。嵐、サンゴ捕食者の流入、白化現象など、より大きな混乱がサンゴ礁を揺るがすことがあります。これらはすべて生態系に打撃を与える可能性がありますが、小さなニュアンスがサンゴ礁の回復に大きな影響を与える可能性があります。
歴史的に、熱帯低気圧とサイクロンはモーレア島のサンゴ礁に最大の混乱をもたらしてきました。 「彼らはサンゴ礁からすべてのサンゴを削り取り、平らな表面を残す傾向があります」と筆頭著者で、UCSB生態学、進化、海洋生物学科の元博士課程の学生であるカイ・コペッキー氏は言う。しかし、白化と捕食が増加しており、これらの現象によりサンゴは死滅しますが、サンゴ礁の構造は無傷のままです。
白化は、ストレス（通常は熱）によってサンゴが餌となる共生藻類を追い出すことで起こります。サンゴは、環境がすぐに好みの状態に戻ればこの状況から回復できますが、特に汚染などの他のストレス要因が存在する場合には、コロニーが単純に死んでしまうこともよくあります。
2010年にサイクロンがモーレア島のサンゴ礁を襲った。「前部のサンゴ礁から基本的にすべてのサンゴのコロニーが除去された」とコペッキー氏は語った。 「しかし、約5年以内に、嵐が襲う前のサンゴの量にまで回復しました。」
このサンゴ礁は、コペッキーが島で活動を始めてから1年後の2019年に大規模な白化現象を経験した。 「要するに、サンゴ礁のサンゴの約半分が調理されて死んだだけだ」と彼は思い出した。しかし、嵐とは異なり、この混乱では死んだサンゴの構造がすべてそのままの状態に残されました。
NSF が資金提供するモーレア サンゴ礁の長期生態調査 (LTER) サイトのコペッキー氏と彼の同僚は、サンゴ礁がその後数年間、同様の顕著な回復を経験していないことに気づきました。その代わりに、サンゴは死滅し続け、一般に海藻として知られる大型藻類が増殖し始めました。コペッキー氏は、2 つの出来事の違いがサンゴ礁の回復プロセスにどのような影響を与えるかに興味を持っていました。 2023 年に、彼と共著者らはシステムの数学的モデルを発表しました。この新しい実地研究は、動作しているメカニズムの説明に焦点を当てています。
「生態系の長期的な反応に関する時系列データ、数学的モデリング、野外実験を組み合わせることで、私たちの科学的理解と実用的な解決策を考案する能力が大幅に強化されます」と共著者でモーレア島サンゴ礁LTERサイトの主任研究員であるラス・シュミット教授は述べた。 。
「数十年にわたるサイトベースの研究の焦点により、LTERネットワークはユニークであり、急速に変化する世界において計り知れない価値をもたらします」と、LTER共同主任研究員であり、研究著者の一人でもあるサリー・ホルブルック教授は述べた。
「現在のプロジェクトは、当時博士課程の学生だったカイが主導し、上級生態学者に加えて重要な貢献をしたUCSBの学部研究者も参加しました。これは、モーレア島のサンゴ礁プロジェクトがどのようにしてサンゴ礁を育み、次世代の環境科学者を訓練します」とシュミット氏は付け加えた。
サンゴ礁の調査
研究チームは、実験用の白紙の状態を作成するために、サンゴ礁の小さなパッチを準備しました。次に、各パッチに制御された数の死んだサンゴの骨格を固定し、健康な若いサンゴをサンゴ礁に差し込み、それぞれを定期的に取り外して成長に応じて測定できるようにしました。彼らはまた、漂白された骨格内の草食と野外での摂取を比較するために、大型藻類のトレイを追加しました。
「死んだサンゴの骨格があると、草食動物が大型藻類を除去して成長することができなくなり、新しいサンゴがサンゴ礁に定着して生き残ることができなくなることがわかりました」とコペッキー氏は述べた。
白化現象の直後に新参者がサンゴ礁に定着すれば、死んだサンゴの骨格による保護は理論的には若いサンゴを助ける可能性がある。残念なことに、サンゴは年に 1 回しか産卵しない傾向にありますが、多くの藻類は継続的に繁殖するため、海藻は新たに利用できる基質に定着するという利点を与えています。
大型藻類は、空間、光、資源をめぐってサンゴと競合します。藻類はサンゴよりも早く成長するため、草食のバランス効果がなければ、簡単にサンゴ礁を覆い尽くし、新しいサンゴが定着するのを妨げ、定着するコロニーを覆い隠してしまう可能性があります。研究チームが以前の研究で示したように、若いサンゴの新兵はこの競争に対して特に脆弱であり、サンゴ礁がサンゴで覆われた状態から藻類に覆われた状態に一度変化すると、その変化を元に戻すのは困難になる可能性がある。
長期的なシフトを検討中
著者らは小規模実験の結果を現場からの長期データと比較し、さまざまな種類の撹乱の後で劇的に異なる軌跡を確認した。 「サイクロンの後、サンゴ礁の覆いが急増したが、大型藻類の覆いは減少した」とコペッキー氏は語った。 「漂白事件の後は、まったく逆の状況になりました。」
この結果は、過去の出来事が生態系の軌跡にどのような影響を与えるかを考慮した生態学的記憶の概念に文脈を見出します。こうした変化により、エコシステムが慣れ親しんだものと現在経験しているものの間に不整合が生じる可能性があります。 「こうした撹乱体制が変化するにつれて、生態学的記憶も変化している」とコペッキー氏は説明した。残念なことに、生態系は新しい体制に対処するのにそれほど適応していない可能性があり、混乱の後に膨大な数の死んだサンゴの骨格が残されています。これは、草食動物、藻類、サンゴの間のような長年にわたる関係を変える可能性があります。
コペッキー氏は、死んだ骸骨をサンゴ礁から取り除くことでサンゴの回復を促すことができるのか、少なくとも白化の影響を軽減できるのかを知りたいと考えている。 「サンゴ礁において、これは斬新なアイデアと戦略だ」と同氏は語った。 「しかし、他の生態系に目を向けてみると、枯れ木を除去するために森林で規定された火入れを行うなど、人々は管理目的で生態系内の枯れたものを操作することをますます考えています。」
#死んだサンゴの骨格が海藻を保護してサンゴ礁の再生を妨げる