環境DNA(eDNA)は、科学的発見と自然保護の取り組みをどう変革しうるか

A frog sits on a branch in the jungle.
eDNA era opens new possibilities for communities and non-experts to assist with biological conservation, and can sound the alarm on invasive species entering new regions.Image: Unsplash/ Geoffrey Baumbach
このページは、生成AIにより自動翻訳されています。
  • 環境DNA(「eDNA」)を通じて、環境中に生息する特定の動物を識別する能力は、自然保護や野生生物のモニタリングに変革をもたらしてきました。

  • 生物学者のJun Yang氏が主導した最近の評価では、「eDNAに基づく研究は、刺激的で急速に加速する時代に入りつつある」と述べられています。

  • このeDNA時代は、地域社会や専門家でない人々が生物多様性の保全に協力する新たな可能性を開き、外来種が新たな地域に侵入した際に警鐘を鳴らすこともできます。

珍しいカエルの種を探して、人里離れたジャングルを苦労して進んでいます。葉の一枚一枚、湿った窪地やぬかるんだ川床を隅々まで確かめても、痕跡ひとつ見つからずに戻ってきます。しかし研究室に戻り、少量の水のサンプルを調べれば、そのカエルが森のその一帯に生息していると、まったく疑いなく言えるのです。

これは、環境DNA、すなわち「eDNA」のおかげであり得るシナリオです。水生生物が水中で暮らすなか、遺伝物質を含む皮膚や鱗、粘液の断片が周囲の水中を漂うことになります。魚類、両生類、哺乳類、無脊椎動物、微生物に由来するこうしたDNAの漂流物は今、自然保護や野生生物のモニタリングに静かな革命をもたらそうとしています。

「『環境DNA』を含む論文タイトルは、2000年の3件から2010年には16件、2020年には223件へと大幅に増加した」と、ある科学者チームが生物学者のJun Yang氏が主導した最近の評価で指摘しました。「eDNAに基づく研究は、刺激的で急速に加速する時代に入りつつある」のです。

このeDNA時代は、地域社会や専門家でない人々が生物多様性の保全に協力する新たな可能性を開き、誰かが気づく前に外来種が新たな地域へ侵入したことを知らせる警鐘にもなります。想定されていた生息域の外で絶滅危惧種が見つかれば、保護区域の設定に役立てられます。また、気候変動に適応するために種が新たな地域へ移動している場所について、早期の情報を得ることもできます。

水圏および陸域生態系における環境DNAメタバーコーディングの応用。Image: Krista M. Ruppert、Richard J. Kline、Md Saydur Rahman

海洋の一部で科学者が新たなゲノムを解読しているペースでは、既知の種だけをモニタリングするためでさえ、eDNAの活用には数十年かかるでしょう。

しかし、eDNAの魅力には、この技術の限界に対する十分な現実認識が伴います。既知の種のeDNAを検出すれば、ある場所にその種が存在することを確認できますが、その逆は成り立ちません。水のサンプルからその種のeDNAが検出されなかったからといって、その地域にカエルがいないとは断定できないのです。降雨、水の流れ、汚染、種の移動パターンや個体数などは、環境中に残るDNAの検出を難しくする要因のほんの一部です。

さらに懸念されるのは、DNA配列が解読されている種がいかに少ないかということです。架空の珍しいジャングルのカエルを検出するには、研究者はまず、探している種の正確な遺伝子配列を知っていなければなりません。そして、その配列の組み合わせを検出できるよう調整された専用のツールで、水のサンプルを検査する必要があります。DNA配列がまだ解読されていない種、あるいは世界中の研究者が情報を見つけて利用できる形で共有されていない種は、何百万種にも上ります。海洋の一部で科学者が新たなゲノムを解読しているペースでは、数十年かかって初めて、既知の種だけをモニタリングするためにeDNAを活用できるでしょう。

ライセンスと再掲載について
世界経済フォーラムの寄稿文は、クリエイティブ・コモンズ表示-非営利-改変禁止 4.0 国際ライセンスおよび同フォーラムの利用規約に従い、再掲載が可能です。