絶滅危惧種のサビヒメマルハナバチは生き残れるか？

ウィスコンシン州マディソンのうだるような夏の日、ジェイド・コチャンスキーは野生の花が咲き乱れる草原を歩いている。虫取り網を手に、彼女は色とりどりの花を注意深く観察する。彼女はそこに生息するマルハナバチを捕獲し、その種類を特定するという使命を帯びている。運が良ければ、珍しい発見をするだろう。絶滅危惧種のサビ斑マルハナバチだ。この種は、働きバチとオスの背中に赤茶色の汚れがあることから名付けられた。

ウィスコンシン大学マディソン校で統合生物学の博士課程に在籍するコチャンスキさんは、捕獲したマルハナバチを注意深く計測し、足の小さな部分を切り取る。これは、マルハナバチから遺伝物質を採取する一般的な非致死的な方法だ。コチャンスキさんがサビマルハナバチから採取したサンプルはすべて、ユタ州の研究室に送られ、研究者がハチの生存に不可欠な遺伝的秘密を解明するのに役立つ。DNA 分析は、科学者がコロニーの数を推定し、コロニー内の近親交配のパターンを特定し、サビマルハナバチの個体群の全体的な遺伝的多様性と健康を理解するのに役立つ。

かつては米国東部とカナダでよく見られたサビヒラタマルハナバチ（関連する爆弾米国魚類野生生物局によると、生息地の喪失、農薬の使用、病原菌、気候変動により、マルハナバチの個体数は過去20年間で90パーセント近く減少した。現在、マルハナバチは以前の生息域のごく一部でしか見られず、米国中西部北部と北東部に散在している。2017年、マルハナバチは米国で絶滅危惧種に指定された最初のマルハナバチとなった。

リストへの掲載を受けて、コチャンスキーは、生息域全体でサビハナバチの組織サンプルを収集し始めた科学者のネットワークに参加した。この取り組みは、米国魚類野生生物局のサビハナバチの主任生物学者であるタマラ・スミスがミネソタ州でマルハナバチの研究者との会合を企画した2020年に始まった。彼らの目標は、この種を救うのに役立つ保全ツールを特定することだった。「遺伝学は、その会合で出た一番の疑問でした。 [meeting]「保全に役立つ他のツールを導入するためには、この種に何が起きているのかを把握する必要がありました」とスミス氏は言う。

彼らの研究は今年の春に 昆虫科学ジャーナル この研究は、この種の生息域全体にわたる初めての遺伝子研究となる。この研究結果は、この種の保全に役立つ重要な知見を提供する一方で、この種の回復能力に関する疑問や懸念も引き起こしている。「遺伝学的には、彼らは私たちが期待していたほどうまくいっていない」とスミス氏は言う。

研究により、サビハナバチが広く生息していると思われる場所でも、サビハナバチのコロニーの数が驚くほど少ないことが明らかになった。コロラド州立大学の生態学者で研究主任著者のジョン・モラ氏は、「私たちは中西部北部をこの種の拠点と見てきましたが、遺伝子データから、この種の拠点内でも、コロニーの数は私たちが予想していたよりもはるかに少ないことがわかりました」と語る。

子孫を残すのは女王蜂だけなので、マルハナバチの個体数は個体ではなくコロニー数で測定されます。毎年春になると、マルハナバチの女王蜂は冬眠から目覚めて巣を作り、そこで繁殖能力のない働き蜂を産みます。働き蜂は餌を探し、幼虫を育て、巣を守ります。夏の終わりには、女王蜂は繁殖能力のある個体（オスと新しい女王蜂を含む）を産み始め、翌年には独自のコロニーを形成します。コロニー 1 つあたり 100 匹以上の個体が含まれることがあります。したがって、あるエリアで複数の働き蜂が見られる場合でも、それらはすべて 1 つか 2 つの大きなコロニーから来たものである可能性があります。

研究によると、コロニーの数が少ないと、生息地である草原の火災など、予測できない出来事によって地域的に絶滅する危険性など、大きなリスクが生じる。研究を踏まえると、土地管理者は、ミツバチの生息域内の草原を管理するために、計画的な焼却をより戦略的に活用する必要がある。これらの取り組みを支援するため、コチャンスキ氏は博士論文の一環として、草原の維持管理とマルハナバチの保護とのバランスをとる焼却勧告を作成している。

研究報告によると、コロニーの数が少ないということは、その地域から女王蜂を一匹でも取り除くと、局所的な絶滅につながる可能性があることも意味する。この発見は、将来の飼育下繁殖プログラムに明確な意味を持つ。絶滅危惧種を飼育下で繁殖させることで、その数を増やし、遺伝的多様性を高め、再導入を容易にすることができるが、野生のサビ斑マルハナバチの女王蜂を取り除くのは、数が信じられないほど少ないためリスクがある。それでも、プロトコルが確立されれば、この種の飼育下繁殖はまだ選択肢であるとスミス氏は強調する。「女王蜂を個体群から取り除くことにはリスクがあるかもしれませんが、それが種にとっての利益という点で何を意味するかを検討する必要があります」と彼女は言う。野生では生存率が低い可能性があるため、飼育下での生存率がわずかに上昇するだけでも繁殖は実行可能な選択肢になる可能性があると彼女は説明する。

この研究では、マルハナバチの近親交配の明らかな兆候も発見された。この近親交配により、マルハナバチは病気や環境の変化の影響を受けやすくなる可能性がある。遺伝子分析により、オスの15%が2組の染色体を持つ二倍体であることが明らかになった。オスのマルハナバチは通常、1組の染色体を持つ半数体で、メスは2組の二倍体であるとモラ氏は説明する。女王はメスのために受精卵を産み、オスのために未受精卵を産む。しかし、近親交配によって遺伝的多様性が不十分になると、メスになるはずの受精卵が二倍体のオスに成長してしまう可能性があると同氏は指摘する。

ミツバチに見られる近親交配のレベルは高いように思えるが、研究者らはこれが異常なことなのかどうかは不明だと強調している。「近親交配が起きていることを知るのは興味深いことです」と、米国農務省の研究昆虫学者で本研究の主任著者であるジョナサン・コッホ氏は言う。「しかし、これは警戒すべきことなのでしょうか？ 正直に言って、まだよくわかっていませんから」

モラ氏は、15％は大きな数字に思えるが、「他の種や他の個体群と比べてどうなのかはよく分からない。マルハナバチの近親交配を推定するのにこれが良い方法だと分かっているにもかかわらず、広く行われていないからだ」と語る。

この率が異常であるかどうかを調べるために、モラ氏、コッホ氏、および同僚らは、1990年代以前に収集された博物館の標本を使用して、ミツバチの数が多かったときの近親交配率を特定している。

遺伝子分析により、サビハナマルハナバチの3つの異なる個体群がミネソタ州、中西部中央部（ウィスコンシン州、イリノイ州、アイオワ州）、アパラチア山脈に存在していることも判明した。コッホ氏は、これは重要な発見であり、北米東部の他のマルハナバチ種の研究では個体群間での遺伝的差異はほとんど見られなかったため、やや意外だと述べている。絶滅危惧種の研究に携わるウィスコンシン州天然資源局の保全生物学者ジェイ・ワトソン氏は、この知見は種の管理方法に影響を与えるだろうと語る。「ウィスコンシン州でマルハナバチを飼育して、生息域の他の地域に輸送するわけにはいきません」とワトソン氏は説明する。

研究には関わっていない、無脊椎動物保全のためのゼクセス協会の上級絶滅危惧種保全生物学者リッチ・ハットフィールド氏は、得られた情報が、サビハナマルハナバチに危害を与える可能性のある将来の開発計画の承認に影響を与えることを期待している。ハットフィールド氏は、過去にはサビハナマルハナバチのコロニーに危害を与える可能性があるにもかかわらず承認された開発計画もあったと指摘し、今回の研究に基づくと、それがこの種の長期的な生存を脅かしていた可能性がある。現在では、この種のすべてのコロニーが遺伝的多様性の維持に重要であることがわかっている、とハットフィールド氏は言う。「この論文が出る前は、私たちは、これが事実かもしれないと、何となく手をこまねいて言っていました。」

この研究は政策や管理の決定に役立つ貴重な情報を生み出したが、それはまだ第一歩に過ぎないとコッホ氏は言う。同氏と同僚らは、サビハナバチの個体群をより細かく評価できる新しい遺伝子マーカーを使い始めており、この種の減少がどのくらいの期間続いているかを判断するのに役立つだろう。また、生息域全体の 9 か所でこの種の長期モニタリングも開始しており、これにより、時間の経過と共に種の個体数がどのように変化するかをより深く理解できるようになる。

サビオオマルハナバチは花粉媒介者保護の象徴となり、科学者や一般の人々から大きな関心を集めているが、スミス氏はこの種にはまだかなりの助けが必要だと指摘する。「現在私たちが目にしているのは、私たちが持っている情報からすると、 [their populations] 「安定しているか、下がっているかのどちらかです」と彼女は言う。「決して上がっていません。」

困難にもかかわらず、スミス氏は希望を失っていない。彼女は、より深刻な状況にある他の種が回復に向けて大きく前進するのを見てきた。「絶滅危惧種の保護活動では、楽観的でなければなりません」と彼女は言う。