彼らは、まさに元祖の世界旅行者です。人類の進出に便乗して 東南アジアへ広がったクモから、 ホヤ が 朝鮮戦争後に帰還する軍用船に乗り込んだ例まで、外来種は地球全体に広がっています。
これらの種は資源をめぐって在来種を凌駕し、在来種やその幼生を食べたり、寄生虫や病気を持ち込んだりするなど、環境に甚大な被害も与えます。
しかし、最大の影響は経済面にあります。英国とアイルランドにおける外来種の推定年間コストは 20億ポンドです。これには、観光、事業、人の健康、農業などの分野に対する、あらゆる外来動植物種による被害のコストが含まれます。
外来種の防除コストも莫大です。可能な場合でも、根絶には数百万ポンドかかることがあります。個体群が大きくなるにつれてコストは増加し、侵入を遅れて発見した場合、早期に発見した場合に比べて防除に 数千倍 の費用がかかることがあります。細かな技術的違いを除けば、このモデルはあらゆる外来種に適用できます。
環境面では、他の種と競合し、 生物多様性 を損ない、たとえば水路を塞いだり侵食を加速させたりして、 環境を変化させることで、世界の生物多様性に重大な脅威をもたらします。
外来種の可能性がある生物を見つけるためにレジャーボートの船底を点検して撮影するといった従来の監視手法では、この脅威に対処するには十分な確実性がありません。また、多くの外来種は在来種とよく似ており、発見を難しくすることもあります。幸い、外来種の管理に適した強力な手段があります。それはDNAの分析です。
遺伝情報の解読
1970年代、フレデリック・サンガーはDNAを自動的に読み取り、配列を決定する 方法を考案しました 。サンガー法による配列決定により、生物学者は外来種の遺伝子（世代を超えて受け継がれる特定の形質をコードするDNAの一続き）を調べ、そのゲノム（すべての遺伝子とDNAの完全なセット）や進化に関する多くの情報を組み立てることができるようになりました。
遺伝学的手法は、外来種の管理も強化します。十分な情報に基づく持続可能な政策決定に 不可欠です 。
たとえば、個体群内および個体群間の遺伝的変異を比較することで、生物学者は侵入種がどのように拡散し、交雑し、在来種と競合するのかを理解できます。これにより、研究者は ホヤ、 テントウムシ 、 無脊椎動物の害虫 などの外来動物が新たな地域に定着する際にたどった経路を、より深く理解できるようになりました。
生物学者は遺伝学的手法を使って、皮膚や尿などの脱落物に由来する動物のDNAを環境中から検出し、侵入をより早期に発見することもできます。この方法は、フランスの池で 外来種のウシガエル のDNAを検出することで実証されました。そうでなければ侵入に気づくより、はるかに早い段階で検出できたのです。
ゲノム研究の飛躍
過去10年間で、遺伝学はゲノミクス研究に徐々に取って代わられてきました。ゲノミクスでは一部の遺伝子だけでなくゲノム全体の配列を決定するため、DNAをはるかに包括的に捉えられます。ゲノムを研究することで、外来種の個体群間の変異を、より詳細かつ高感度に分析できます。
次世代シーケンシング技術が 大幅に引き下げた 2000年代半ばのDNA配列決定の価格低下を受け、科学者は遺伝学研究で使われていた数十か所ではなく、数十万か所のDNA領域を調べられるようになりました。ゲノミクスは、外来種研究を支援する新たなツールの開発にも役立っています。
生物のゲノム全体を調べることは、外来種の進化史を研究するための極めて 強力な手法 にもなります。生物学者は、生物がすべて経験するものの種内に広がらない中立的なDNA変化と、生物の生存・繁殖の可能性を高め、その結果、広がる有利な変化とを区別できます。
こうした有利な自然選択による進化が、外来種の急速な適応を促します。そのため、有利な進化の影響を理解すれば、種が将来どのように適応するかを予測できます。
侵入生物学におけるゲノミクスは、まだ その可能性 を十分に発揮していませんが、侵入遺伝学は徐々に侵入ゲノミクスへと発展しています。どちらの分野も、外来種の監視と管理に費用対効果の高い解決策をもたらします。たとえば米国では、五大湖における侵略的外来種アジアゴイを早期に検出する プログラムがあります 。脱落したDNAを調べるために水を採取するこの早期検出により、外来魚の管理にかかる費用を大幅に節約できます。
遺伝学的・ゲノム学的手法をより広く効果的に活用できれば、グローバル化がもたらす環境への副作用から、自然環境と公的財政の双方を守れる可能性があります。
この記事は、 The Conversationとの協力により掲載されています。 元の記事を読む。掲載は、世界経済フォーラムが見解を支持することを意味しません。
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著者：スティーブン・ボーンは、サウサンプトン大学の侵入ゲノミクス博士課程学生です。
画像：マダガスカル西部メナベ地域で、バッタが草の上にとまっている。REUTERS/Clarel Faniry Rasoanaivo
