ジャイアントケルプは、生育する温帯の浅い沿岸水域の生態系に欠かせないが、高温のため栄養価が低下している。
ケルプは窒素などの栄養分を必要とするが、暖かい季節には窒素が不足しやすくなる。ジャイアントケルプの組織中の窒素含有量は、19年間で18％減少した。
栄養価の低いケルプは食物網に影響を及ぼす可能性がある。食物網の中で互いを食べる生物は、それぞれ摂取できる栄養分が減るためだ。
研究によると、水温の上昇によってジャイアントケルプの栄養価が低下する可能性がある。
基盤種であるジャイアントケルプ（Macrocystis pyrifera）は、生育する温帯の浅い沿岸水域の生態系に欠かせない。ケルプが豊かに育つと、食料や隠れ場所をこの成長の速い種に頼る生物群集も繁栄する。
ケルプの回復力は、生存をケルプに依存する膨大な数の魚類、無脊椎動物、哺乳類、鳥類を支える藻類の能力に関心を寄せる人々にとって、心強い進展だ。
「ケルプの組織に含まれる栄養素の量、つまり栄養の質が変化しているようです」と、研究の筆頭著者であるハイリ・ロウマン氏は語る。同氏はネバダ大学リノ校の生物地球化学者で、この研究はカリフォルニア大学サンタバーバラ校の生態学・進化学・海洋生物学部で博士課程に在籍していた際に実施した。
「そうした変化は、海水温の変化と関連、あるいは相関していることが分かりました。大局的に見ると、これは非常に重要です。ケルプを主な食料源とするものが数多くいるからです。」
「これは、いわば、海洋温暖化の比較的見えにくい影響の一つと言えるでしょう」と、共著者でカリフォルニア大学サンタバーバラ校の大学院生研究者、カイル・エメリー氏は語る。「大幅な気温上昇が起きた場所で、必ずしもケルプが失われたわけではありません。しかし、そうした場所のケルプは栄養分が減っています。つまり、そこに存在していても、水温が低いときと同じ機能を果たせなくなっているのです。」
ケルプには絶えず窒素が必要
海洋温暖化がケルプに及ぼす、こうした見えにくい影響の発見は、サンタバーバラ海峡に点在する複数のケルプの森を対象としたサンタバーバラ沿岸長期生態学研究（SBC-LTER）サイトで収集された長期データに基づいている。約20年にわたるデータにより、研究者たちは季節ごとに変動する栄養分の含有量のパターンを追跡し、顕著な傾向を特定することができた。
「サンタバーバラ海峡では、海水温と栄養分の利用可能性が非常に密接に連動していることが、以前から知られていました」とロウマン氏は言う。一般に、水温が低いと深海から栄養豊富な水が湧き上がるが、暖かい季節には浅海や表層の海水で、特に窒素などの栄養分が不足しやすくなる。
「生理的に、ケルプは窒素を数週間以上蓄えることができません。そのため、成長し、繁殖を続けるには窒素を絶えず供給される必要があり、周囲の海水で起きていることに非常に素早く反応します」と同氏は語る。
このパターンを踏まえ、研究者たちは海洋の水温が上昇するにつれて、栄養分の含有量が長期的にどう変化するかを調べた。そのために、SBC-LTERの海域で毎月実施された一次生産のサンプリングデータを分析した。
「サンプリングでは、各地点からケルプの葉状体を採取して研究室に持ち帰り、炭素と窒素の含有量を測定するための処理を行います」とエメリー氏は説明する。
食料を求めて
論文によると、SBC-LTERが対象とした19年間で、ジャイアントケルプの組織中の窒素含有量は18％減少し、それに比例して炭素含有量は増加した。
栄養価が低下したとみられることは、サンタバーバラ海峡の内外でケルプを食べる生物にとって好ましくない。そこには、海中のウニやアワビのほか、潮間帯に生息し、岸に打ち上げられたケルプの残骸を食べるハマトビムシなどの無脊椎動物が含まれる。
「その結果、例えばウニはより多くのケルプを探し回るようになり、場所によっては、サンゴ礁を食べ尽くすようにして餌を探すことで、ケルプの森がウニの磯焼け地帯に変わる可能性があります」とロウマン氏は語る。ケルプを食べる動物は、必要な栄養を満たすために十分な量を食べようとして、より多くのエネルギーを使うことにもなり得る。
ウニは餌を探しに行ける一方、岸辺の消費者は手に入るものに頼るしかない、とエメリー氏は付け加える。
「需要が増えても、流れ着くケルプが増えないなら、餌不足や個体数の減少につながり、彼らにとって非常に厳しい状況になります」と同氏は言う。
ジャイアントケルプと海産物の食物連鎖
研究者たちは、どちらの場合も影響が食物網の他の部分へ波及する可能性があると指摘する。例えば、栄養価の低いケルプは、ハマトビムシの小型化や個体数の減少、さらには健康状態の悪化につながり、それらを食べる海岸の鳥にとって餌が減ることになり得る。海中では、ウニやアワビの栄養が減れば、それらを食べる魚、ロブスター、ラッコ、人間にとっても食料が減る可能性がある。
「私たちの結果は、非常に興味深い未解決の問いを数多く提起し、広範囲に及ぶ影響を示唆しています」とエメリー氏は語る。
海水温と栄養価の潜在的な関係を調べた研究者たちは、今後、研究対象の空間的な範囲を広げることを検討している。
「次の段階では、栄養価を決める要因をすべて考え、それを将来にわたってどのように予測できるかを検討することになるでしょう」とロウマン氏は語る。
