サンゴ礁は世界の海から姿を消しつつあります。熱帯の海洋生息地の少なくとも4分の3が世界的に深刻な脅威にさらされており、2016年だけでもグレートバリアリーフではサンゴ被度の最大30％が失われました。しかし、現代の技術でサンゴ礁を新たにつくることはできるのでしょうか。夢物語のように聞こえるかもしれませんが、科学者たちは新たなサンゴ礁の生息地を3Dプリントし、失われた生息地を補う取り組みを進めています。失われた原因は気候変動、乱獲、汚染です。
サンゴ礁は熱帯の国々の人々にとって重要な生態系です。そこに生息する海洋生物は、食料と収入の主要な源となっています。また、サンゴ礁は海岸線を守り、浸食や嵐の被害を防いでいます。
残念ながら、乱獲、汚染、気候変動により、ほとんどのサンゴ礁の外観や機能は変化してきました。サンゴは海水温のわずかな上昇にも特に敏感で、地球温暖化の影響を非常に受けやすい生物です。1980年代以降、多くのサンゴ礁で高温の結果、大規模なサンゴの大量死が発生しています。
サンゴ礁の管理
サンゴが死んでも、サンゴ礁の硬い構造は残り、新たなサンゴが定着することがあります。しかし、環境問題への対策が効果的に講じられていない場合など、回復には長い時間がかかることがあります。つまり、既存のサンゴ礁の構造は実際には十分に残っていますが、その多くは今やサンゴを失っています。
サンゴは森の木々に少し似ています。多様な種の生息地となる複雑な構造の大部分をつくり出しているのです。
サンゴ礁の生態系への影響を管理する取り組みの多くは、海洋保護区（MPA）の設置に重点を置いてきました。海洋保護区とは、漁業などの活動が制限または禁止される海域です。サンゴ礁の少なくとも3分の1はすでにMPA内にあります。効果的に管理されれば、魚類やその他の脆弱な種の保護、汚染や直接的な損害を引き起こす活動の抑制など、大きな利点があります。
しかし、新たなサンゴの供給が乏しいため、適切に管理・保護されたサンゴ礁でも、ほとんど回復が見られない場合があります。新たなサンゴは、海流に運ばれる小さな幼生として到来し、サンゴ礁に定着して変態します。ダイナマイト漁や船舶の座礁が原因で、サンゴ礁の表面が瓦礫状になり、成長するサンゴを支えられるほど安定していないこともあります。保護区内のサンゴ礁も、地球規模の気候変動の影響から守られているわけではありません。
こうした問題に対処するため、研究者たちは劣化したサンゴ礁を回復させる方法を検討してきました。具体的には、直接サンゴ礁にサンゴを植え付ける方法や、よりまれな方法として、サンゴ礁の一部を修復または置き換えるために人工構造物を用いる方法があります。
野生生物の生息地としてのサンゴ礁の機能を回復させる取り組みは世界各地で行われていますが、成功は限られることが多く、規模も通常は数十から数百平方メートルとごく小さいものです。多くの場合、そもそもサンゴ礁の衰退を招いた要因が十分に管理されておらず、回復の取り組みは成果を上げられません。また、回復を目指す理由が十分に検討されていない場合もあり、プロジェクトの成否を判断しにくくなっています。
サンゴ礁を3Dプリントする
最近、モルディブのある場所に、最大級の3Dプリント製サンゴ礁の一つが設置されました。新しい技術を用いてサンゴ礁の生息地をつくる取り組みで、その技術はモジュール式人工サンゴ礁構造物（略称MARS）と呼ばれています。MARSはセラミック素材を3Dプリントした格子状の構造物で、小型船から投入し、ダイバーが組み立てるよう設計されています。サンゴの養殖と組み合わせて使うことが想定されています。サンゴの養殖とは、商業利用やサンゴ礁の回復を目的としてサンゴを育てることです。こうした構造物は、劣化した地域や、砂地の海底のようにそもそもサンゴがなかった地域に、新たなサンゴ礁の生息地をつくるために利用できます。
MARSのようなモジュール式構造物には、設置に大型機械を必要としない利点があります（大型のコンクリート構造物の設置には、たとえばクレーンや台船が必要です）。そのため、遠隔地でも低コストで人工サンゴ礁をつくることができます。もう一つの利点は、3Dプリント技術によって、実際のサンゴ礁に似た構造物をつくり、魚類やサンゴ、その他のサンゴ礁生物にさまざまな生息環境をもたらす複雑な構造を再現できることです。
このシステムは、場所ごとの具体的な回復目標に応じて調整できます。各ユニットは3Dプリントで成形され、耐久性を高めるため、中空部分に海洋用コンクリートと鉄筋が充填されています。
表面は、エポキシ樹脂などの接着剤を使ってサンゴを簡単に移植できる設計です。また、表面は化学的に不活性なため、新たに付着したサンゴや定着中のサンゴに害を及ぼさないと考えられています。
このような人工サンゴ礁構造物は、自然のダイビングスポットが劣化した際に、観光客に高い価値のあるダイビングスポットを提供することで、小規模ながら価値を生み出す可能性があります。また、観光客やボランティアがサンゴ礁の建設やサンゴの移植を手伝うボランティアとして参加すれば、保全活動に関わる機会にもなります。
助けにはなるが、解決策ではない
サンゴ礁の価値の多くは、生きたサンゴがあることから生まれます。たとえば、多くの観光客は死んだサンゴより生きたサンゴを見ることを好みます。生きたサンゴはサンゴ礁をつくり続けます。そのため、生きたサンゴが十分にいなければ、サンゴ礁の構造自体もやがて時間とともに浸食され、海面上昇に追いつくよう成長できなくなります。サンゴ礁が機能を保ち、海岸線を守り続けるには、成長する健全なサンゴが必要です。したがって、サンゴが成長できるサンゴ礁の構造を増やすだけでは、自然のサンゴ礁の衰退を解決できません。
人工構造物を回復手段として使うことへのもう一つの大きな懸念は、非常に費用がかかり、既存の実証済みの保全手法（たとえば海洋保護区内の取り締まり）から資金をそらすおそれがあることです。また、人工サンゴ礁は、自然のサンゴ礁と同じ水準や種類の生物多様性を必ずしも備えているとは限りません。しかし人工サンゴ礁の最大の問題は、現在進行しているサンゴ礁の劣化に対抗するために必要な規模まで、こうした手法を拡大できないことです。
これは、3Dプリント製サンゴ礁がサンゴ礁の管理に役立たないという意味ではありません。どのような回復活動も、サンゴ礁が直面する困難について人々が学ぶ機会となり得ます。しかし、長期的にサンゴ礁の衰退に対処する唯一の方法は、主な原因である気候変動、汚染、破壊的な漁業慣行に正面から取り組むことです。
