サンゴの上に魚がフンをすることは、海洋生態系において常に自然な営みでした。しかし、水温の上昇により、現在では問題を引き起こす可能性があります。
これは、水温が高いとフンに含まれる微生物が増え、それがサンゴに損傷を与える可能性があるためです。
いったんサンゴが損傷を受けると、高温によって組織の回復も遅くなります。
この問題は、気候変動によって生物同士の自然な相互作用が有害なものへと変わりつつあることを示す、より広範な現象の一例です。
魚は太古の昔からサンゴの上にフンをしてきました。それは生態系の正常な一部ですが、新たな研究によれば、環境条件の変化によってこの動的な均衡が崩れる可能性があるとされています。
今回の新たな知見は、気候変動が生態学的な関係性を変化させ得ることを裏付けるものです。
フランス領ポリネシアのムーレア島のラグーンで研究を行っていた科学者たちは、サンゴの上の魚のフンに気づきました。それはサンゴ礁では日常的に見られる現象であり、容易に見過ごされていた可能性がありますが、海水温の上昇と組み合わさった場合にどのような影響があるのかに関心が寄せられました。
「サンゴが健康で、ストレスを受けていなければ、そのフンは悪いものではありません」と、カリフォルニア大学サンタバーバラ校で生態学・進化学・海洋生物学を専門とする教授のデロン・バーケパイル氏は述べています。それは、サンゴ礁の住人に重要な栄養分を供給するという点で、むしろ有益な場合さえあります。
「しかし、海洋熱波の最中のように、サンゴがストレスにさらされると」と同氏は述べ、「この自然で比較的無害な相互作用は、非常に有害なものへと変わってしまうのです」と続けました。
水温の上昇と細菌の増加
研究者たちは、魚のフンには栄養分に加えて、潜在的に有害な細菌も含まれていることを把握していました。実際、これまでの研究では、サンゴの微生物叢への影響は限定的かつ一時的であることが示されていました。科学者たちは、環境条件の変化によってこの問題が悪化する可能性があるのではないかと考えました。
ポスドク研究員であり、「Frontiers in Microbiology」に掲載された論文の筆頭著者であるレイラ・エザット氏らの研究チームは、シマハギ属の魚個体とローブコーラルの断片を採取しました。その後、魚から採取したフンを、実験用の8つの水槽のうち4つにあるサンゴ断片の上に置き、残りの水槽のサンゴは対照群としてフンを置かずに清潔な状態に保ちました。
水温の影響を調べるため、各グループの水槽の半分を30度C（華氏86度）に設定し、残りを26度C（華氏78.8度）に保ちました。後者は、当該時期の実際のサンゴ礁における一般的な水温です。2日後、研究者らはサンゴからフンを取り除き、組織サンプルを採取しました。その後、5日後にも同様のサンプリングを繰り返しました。
水温にかかわらず、研究者らは、魚のフンにさらされたサンゴ上で細菌の種数が増加することを確認しました。ただし、水温の高い水で飼育されたサンゴの場合は、潜在的に病原性を持つ種がより多く見られました。
サンゴ礁の回復に充てられるエネルギーの減少
バーケパイル氏によれば、高温はサンゴが微生物叢を調節する能力を妨げます。魚のフンは、潜在的に有害な新たな微生物をサンゴの体内に持ち込むことで、この問題をさらに悪化させました。
実際、エザット氏らの研究チームは、水温にかかわらず、魚のフンがあった場所の周囲に小さな白化組織の斑点ができていることに気づきました。これらの白化斑の微生物叢を調べたところ、フンが多いほど、これらの領域の細菌も多いことがわかりました。
48時間後に残りの魚のフンを取り除いた後、研究チームは、水温がサンゴの回復に影響するかどうかを明らかにしようとしました。この目的のため、2つの温度条件下でのサンゴ断片の健康状態を追跡し、比較しました。
「高温は実際にサンゴの組織の回復を遅らせ、フンによってできた病変の治癒を遅くすることがわかりました」とエザット氏は述べています。
変温動物であるサンゴの代謝は、高温下では速く、かつ効率が低下した状態で進行します。また、サンゴはそれほど多くの餌を摂取していないため、治癒など他の活動に使えるエネルギーが少なくなる、とバーケパイル氏は説明します。
研究者らは現在、魚のフンがサンゴからサンゴへと広げる可能性のある、潜在的に有益な微生物が何であるかを明らかにすることに関心を持っています。また、フンに含まれるさまざまな栄養分、サンゴの栄養摂取における重要性の可能性、さらに海洋熱波のようなストレスの多い時期にサンゴが生き延びるのにどのように役立つかについても調査する予定です。
これらの知見は小さなものに見えるかもしれませんが、より大きな傾向の一部と言えます。「これは地球規模の変化がもたらす広範な影響の一つにすぎません」とバーケパイル氏は指摘します。「本来は通常の自然な生物間の相互作用であったものを、潜在的に有害な相互作用へと変えてしまうのです」。
