南カリフォルニア沖の海底を調査していた古生物学者たちが、何千年もの間、ホタテガイや腕足動物と呼ばれる殻を持つ海洋生物の群集を育んできた失われた生態系を発見した。
こうした腕足動物やホタテガイは、サンディエゴからサンタバーバラまで約250マイルにわたる海岸沿いで、少なくとも4,000年間繁栄していた。しかし20世紀初頭までに姿を消し、今日この海底に生息する泥底に潜る二枚貝に取って代わられた。
証拠は、腕足動物とホタテガイの大量死が1世紀未満の間に起きたことを示している。この群集は生物学者が海底のサンプル採取を始める前に消滅したため、その存在は知られておらず、想像もされていなかった。残っているのは死んだ殻だけだ。
「この喪失は19世紀に起きたもので、都市化や気候温暖化よりずっと前のことです」と、シカゴ大学の地球物理学教授、スーザン・キッドウェルは述べる。「こうした豊富な濾過摂食動物の消失は、沿岸地域で家畜飼育と農耕が広がった時期と重なり、それによって大陸棚へのシルトの堆積が増えました。その影響が及ぶと考えられる湖や沿岸近くの環境をはるかに超えていたのです。」
大陸棚とは、大陸の海中に沈んだ縁辺部であり、世界中に見られる。急斜面によって、その先に広がるはるかに深く広大な海底とは隔てられた独自の環境を形成し、生物多様性や漁業にとって重要な生息地となっている。
いや、気候変動ではない
南カリフォルニア沖の海底は世界で最も綿密に研究されている海底の一つだが、キッドウェルと共著者であるスロバキア科学アカデミーのアダム・トマショヴィッチは、地質学的手法を現代の海底生物サンプルに適用し、予想外の結果に行き着いた。今日、この海底は軟らかい堆積物で覆われており、環形動物、甲殻類、軟体動物、カニ、ウニなどが有機物を食べている。
スロバキア科学アカデミーで古生態学・生物進化学部門を率いるトマショヴィッチは、これはそれほど遠くない過去に存在した生態系とは根本的に異なると述べる。
「ここで用いた手法は、通常は調べることのできない時間尺度において、生態系が自然および人間からの圧力にどう応答するかを知るための重要な情報をもたらします」と彼は言う。
キッドウェルと同僚による保全古生物学の研究は、現代の海底で生きた個体群と、そこに残された殻との食い違いは、保存状態の悪さを示すものではないことを明らかにしてきた。むしろその違いは、汚染や海底浚渫など、通常は人間活動によって引き起こされる近年の生態学的変化を示している。
トマショヴィッチとキッドウェルは、複数の情報源から集めたサンプルとデータの分析に基づいて今回の研究を行った。二人は南カリフォルニア沖の海底で独自の調査を行ったほか、1954年以降に他の科学者たちがこの地域で収集したサンプルやモニタリングデータも活用した。
冷たい海水と砂利の多い環境を好む腕足動物やホタテガイは、米国・メキシコ国境からアラスカ湾にかけて分布している。トマショヴィッチとキッドウェルは、この生態系崩壊の原因として気候温暖化を除外した。カタリナ島付近には腕足動物の大規模な個体群が残っており、同島の水温は南カリフォルニア本土沿岸の水温と同程度だからだ。
古生物学者たちはその代わりに、スペイン人宣教師がこの地域に牛、馬、羊を持ち込んだ後の1769年以降、南カリフォルニアの流域で起きた劇的な変化を指摘した。
放牧家畜
研究者たちは、アミノ酸ラセミ化と呼ばれる分子年代測定法を使って腕足動物の年代を特定した。分析した殻190個はすべて100年以上前のもので、その大半は200年以上前のものだった。このことは、個体群の減少が始まった時期が、近隣の本土で家畜飼育と農耕が広がった時期と重なることを示している。
腕足動物やホタテガイは浮遊堆積物が多い環境への耐性が低く、1769年から1860年代まで牛の生産を中心としていた地域経済の副作用にさらされやすかった。この時期、現在のロサンゼルス郡とオレンジ郡の大部分では、管理されていない放牧が行われていた。19世紀後半に経済は農業へと移行したが、土壌保全の方法がなかったため、沿岸海域への影響は弱まることなく20世紀初頭まで続いたと考えられる。
研究者たちは、この長期にわたる管理されていない土地利用に伴うシルトの堆積が、腕足動物とホタテガイの個体群崩壊を引き起こした可能性が高いと結論づけている。
「21世紀の都市化、温暖化、底引き網漁、科学調査が始まる頃までに、局地的な絶滅は完了していました」と、トマショヴィッチとキッドウェルは報告している。
さらに二人は、沿岸の土地利用に由来するシルトの堆積は、世界各地の大陸棚において十分に認識されていない生態学的要因だと結論づけている。
