過去数百万年にわたり、世界の海洋は平均pH8.2のわずかにアルカリ性の状態にあった。pH8.2。現在は、炭素排出量が増加しており、世界の大気中にはCO₂がより多く存在している。これは海洋に溶解し、海水の化学組成を変化させてpHを低下させ、酸性を強めている。過去200年間で、その酸性度は最大30%増加した。この海洋酸性化の進行は、世界中で貝類の生産にとって深刻な問題となりつつある。酸性化は、世界中で貝類の生産にとって深刻な問題になりつつある。
貝類とは、ムラサキイガイ、カキ、サンゴなど、炭酸カルシウムの殻や骨格を形成する生物である。これらは生体鉱化作用という過程を通じて保護的な殻の構造を作り出し、炭酸カルシウムなどの硬い鉱物を、水中のカルシウムと炭酸塩をろ過して生成する。海洋で利用可能な炭酸塩が酸性化によって減少すると、これらの生物が殻を形成する能力が制限される。
しかし現在、沿岸の酸性化が陸地に近い地域で起きており、淡水の流出によって硫酸塩土壌や過剰な炭素が放出されている。これもpHと殻形成に利用可能な炭酸塩を低下させる。この状況は、気候変動によって引き起こされる洪水や海面上昇によってさらに悪化している。
世界的な問題
近年の研究では、これらの影響がオーストラリア・ニューサウスウェールズ州のシドニー・ロック・オイスターに及ぶことが報告された。従来、同地域のカキ生産では、大型の「食用グレード」のカキが減少し、小型のカキが増加している。これには、冬季の寒く乾燥した天候における高い冬季死亡率を避けるため、農家がカキを早期に収穫せざるを得ないといった圧力を含め、物理的、生物学的、経済的な要因が複数考えられる。
しかし、私たちの最近の研究によると、オーストラリアの沿岸の酸性化は、カキが適切に成長する能力をも損なっている。殻の成長メカニズムの変化は将来に影響を及ぼす可能性があり、例えば殻が薄くなって割れやすくなり、養殖や収穫の際に殻が損傷する危険性が高まる。
ニューサウスウェールズ州の状況は、孤立した事例ではない。アメリカのワシントン州では、CO2濃度の高い深層の冷たい海水が表層に上昇することで生じた酸性化が、カキの幼生に奇形を引き起こし、種苗生産の喪失を招いている。
報告書では、ある貝類種苗生産場が、こうした有害な条件下でのカキ幼生の殻形成への影響を詳述した。ワシントン州のカキ養殖場は、ますます酸性化する条件下で貝類漁業を維持するための対策を講じている。その対策には、孵化場の水を処理してpHを上げ、初期の幼生の殻形成に利用できる炭酸塩を増やすことや、将来の生産に備えて生存を確保するため、異なる場所でカキの種苗を育成することが含まれる。
高品質な貝類で知られるスコットランドでは、酸性化による差し迫った脅威は小さい。オーストラリアやアメリカに見られるような硫酸塩土壌や、CO2濃度の高い深層水が表層に上昇する状況は存在しない。しかし、気候変動によって沿岸の酸性化が悪化しており、特に降雨量の増加による淡水の流出や海面上昇が影響している。これは、スコットランドを含む世界中の商業的な貝類漁業に深刻な影響を及ぼす可能性がある。
淡水の流出に伴う海水化学の変化には、塩分とpHの低下、および炭酸塩の利用可能性の低下が含まれる。これに水温の上昇が重なることで、ムラサキイガイやカキを養殖する貝類農家への圧力が増している。
私は以前、報告したことがあるが、実験的に誘発された高濃度CO2による酸性化がムラサキイガイに及ぼす影響について、殻の成長が低下し、より脆くなることが示された。貝類は、収穫、輸送、あるいは他の動物が捕食しようとする際にも割れやすくなる、より薄い殻を形成すると予測されている。
繁殖と回復力
産業界は、このリスクを低減する方法を検討する必要がある。ワシントン州では、生産者がカキの孵化場における炭酸塩の化学組成を調整し、酸性化によって初期の殻形成が阻害される恐れのある養殖場へ放流する前に、幼生を育成している。
ニューサウスウェールズ州では、第一次産業省が、シドニー・ロック・オイスターを対象に、より酸性度の高い海水条件によりよく耐えられる強健な系統を育成するための選択的育種の可能性を検討する研究を行ってきた。研究者らは、病気への耐性や殻の成長の速さに対する選択的育種の可能性について報告しており、これがカキの酸性化への回復力を生み出す可能性がある。
オーストラリアの第一次産業省（DPI）と連携した次のステップとして、選択的に育種されたカキを調査し、酸性化問題への対抗策の可能性を把握する予定である。スコットランドの貝類産業にとって、オーストラリアやアメリカで既に表面化している気候変動によるリスクを理解することは重要である。将来の気候変動が英国の海域において淡水やCO2起因の海洋酸性化を脅かす中で、同国も同じ運命をたどる可能性がある。
