サンゴ礁には非常に多くの種が生息しているため、しばしば「海の熱帯雨林」と呼ばれます。今日、サンゴ礁は多様な脅威に直面しており、その中には 海洋温暖化と酸性化、 乱獲 および 汚染。世界では、サンゴ全種の3分の1以上が絶滅の危機に瀕している。
私は、サンゴの生存と回復を助ける方法を見つけるため、サンゴを研究している多くの科学者の一人です。米国科学・工学・医学アカデミーによる最近の報告が示すように、研究者たちは多様な戦略を探っています。管理された繁殖によりサンゴのストレス耐性を高める手法など、一部はすでに小規模で開発が進められています。一方、サンゴを新たな地域に移植して定着させるなど、その他の手法はまだ検証されていません。
私自身の研究では、礁におけるサンゴ種の多様性が高いほど、サンゴが生き残り繁栄できるかどうかを検証しています。今年初めに発表された研究では、同僚のMark Hayと私は、その答えは「はい」であることを示す証拠を見いだしました。この知見は、変化する海洋においてサンゴ礁をより回復力のあるものにするための、より広範な戦略の策定に役立つ可能性があります。
自然界では、多いほど良い
生態系は、多くの種を含む場合のほうが、少数の種しか含まない場合よりも健全なのでしょうか。これは生態学における中心的な問いです。一般に科学者たちは、より多様な基盤種――つまり、システムを規定し、それと切り離すことのできない種（森林の樹木など）――は、より健全で、より良く機能する傾向があることが分かっています。
これまでこの検証がサンゴ礁に適用されたことはありませんでした。しかし、健全なサンゴ礁は多様で構造が複雑であり、サンゴが優占する生態系であることは分かっています。対照的に、次のようなストレスによって損傷を受けた礁は、サンゴの白化現象などの影響を受けると、単純化され、多様性の低い景観となり、しばしば海藻が優占する傾向があります。
今回の研究では、南太平洋にあるフィジー本島ビチレブ島の南西海岸の礁域を選びました。この海岸沿いの多くの礁は、乱獲やその他の人為的活動によって深刻に劣化しており、サンゴの被覆が減少して海藻が優占する状態になっています。
太平洋全域には数百種のサンゴが存在しますが、予備調査では、調査地点の劣化した礁において、より小さな範囲で確認できたのは5種以下でした。これらの条件は世界中の多くの礁で起きている事態と一致するため、将来の礁に予想される「新たな常態」にサンゴの多様性が重要かどうかを検証するのに理想的な場所だと考えました。
乱獲によってストレスを受けたサンゴ礁は、急速に海藻に優占されることがあります。一部の海藻は、サンゴや魚の幼生を遠ざける化学物質を産生し、それが劣化したサンゴ礁の回復を妨げている可能性があります。
水中の庭園
私たちのチームは、劣化した礁の海底に48個のコンクリート製の区画を設置し、実験用のサンゴ庭園の基盤としました。単一種の庭園を作り、それぞれに3種のサンゴのいずれか一種を植えました――Pocillopora damicornis（一般にカリフラワーサンゴとして知られる）；Porites cylindrica（イエローフィンガーサンゴとも呼ばれる）、およびAcropora millepora（シカツノサンゴ類として知られる多くの種の一種）。また、3種すべてを含む混合庭園も植えました。
これらのサンゴを選んだのは、太平洋全域の礁に広く見られ、さまざまな有害な撹乱に対してそれぞれ異なる反応を示してきたサンゴ科を代表するためです。全体として、各庭園には18個体のサンゴが含まれ、合計864個体となりました。
成長に伴う各サンゴの状態を評価するため、定期的に区画から取り出す必要がありました。そこで、数百本のソーダボトルの上部を切り取り、エポキシパテを使って、逆さにしたボトルの口部に一個体ずつサンゴを植えました。ボトルのキャップはコンクリート板に埋め込み、ボトルの口部を簡単に回して外し、中のサンゴを調べたのち、基部に戻せるようにしました。16か月にわたり、サンゴの重量を測定し、組織の壊死や有害な海藻による各庭園への定着など、その他の健康状態の指標も追跡しました。
一貫して、混合種の庭園で育ったサンゴは単一種の区画のものより良好な成績を示しました。4か月以内に、混合種庭園でのサンゴの成長は、最も成績の良かった単一種庭園をさらに上回りました。このことは、少なくとも群集の初期段階において、異なる種が未知の方法で互いに利益をもたらしている可能性を示唆しています。
なぜ多いほど良いのか？
次の問いは、観察された効果を生み出した要因は何かということです。今後の実験で、いくつかの手がかりを検証したいと考えています。例えば、農家は一般的に次のことを観察しています。多様な作物を混植すると、感染症の広がりを抑えるのに役立つ 個体間で。サンゴ礁にも同じことが当てはまるのでしょうか？
初期の知見は、サンゴ礁の将来に対する懸念と希望の両方を示しています。サンゴの健康にとって多様性が不可欠であるならば、種の喪失が続くことで、これらの生態系が劇的に変化し、さらなる礁の衰退につながる可能性があります。「生態系のエンジン」は、どこまで部品を取り除かれると機能不全に陥るのでしょうか？
とはいえ、多くの報告書に挙げられた戦略は、遺伝子レベルと種レベルの両方で生物多様性を活用し、サンゴ礁の回復力を高めることを伴います。例としては、集団間でサンゴを交配させること、サンゴの遺伝子を改変して高温耐性など新たな機能を持たせること、ストレス耐性のあるサンゴやサンゴの遺伝子を新たな場所へ移動させることなどが挙げられます。
有望な技術の進歩、例えば、上空からのサンゴ礁の地図作成は、研究者がサンゴの健康状態を評価し、どの種が生息しているかを判断するのにも役立つ可能性があります。この基礎的な情報は、管理および再生の取り組みをより適切に導くのに役立つかもしれません。
サンゴは危機に瀕していますが、まだ完全に終わったわけではありません。残された生物多様性の力を活用することで、サンゴに生き残る好機を与えることができるかもしれません。
