造礁サンゴの飼育実験

海底を覆う造礁サンゴ＝沖縄県名護市沖、©朝日新聞社

　サンゴは、イソギンチャクなどと同じ「刺胞動物」だ。このうち、サンゴ礁を作るタイプのものは「造礁サンゴ」と呼ばれている。

沖縄県・宮古島沖に広がるサンゴ礁群「八重干瀬（やびじ）」＝©朝日新聞社

　造礁サンゴはいま、環境の変化に伴い世界各地で危機に直面している。その原因は「ローカル要因」と「グローバル要因」に大別される。

　サンゴを脅かす「ローカル要因」は、限られた海域で引き起こされる海の汚染や赤土流入などだ。一方、「グローバル要因」は、地球温暖化による海水温の上昇、海の酸性化、降水量の増加に伴う低塩分への暴露などが挙げられる。

　近年は地球温暖化の影響で、海水温が極端に高い状態が持続する「海洋熱波」が頻発するようになり、沖縄を含む各地でサンゴの白化現象が深刻化している。大規模な白化現象は、サンゴが大量死する原因になっている。

高水温による白化が原因で死滅したテーブル状サンゴ＝沖縄県・宮古島沖、©朝日新聞社

　そして、「石灰化生物」（炭酸カルシウムの骨格を作る生物）であるサンゴは、海の酸性化の進行によって将来、大きな打撃を受ける恐れがあると懸念されている。

　産業技術総合研究所地質情報研究部門（茨城県つくば市）の井口亮・主任研究員（海洋生態学）は、琉球大学などと共同で、海の酸性化が造礁サンゴにどのような影響を及ぼすのか、飼育実験をベースにした研究を行っている。

　たとえば、塊状に成長する「ハマサンゴ」を水槽で飼育して成長の様子を調べた実験では、興味深い結果が出た。

　大気中の二酸化炭素（ＣＯ₂）濃度が現在の400ppm台よりも低い「昔の海水」（300ppm程度）を人工的に作って飼育したところ、ハマサンゴの成長率は現在と比べて1．2倍も高くなることが分かった。このことから井口さんは「海の酸性化の進行によって、サンゴの成長率はすでに低下している」と指摘する。

二酸化炭素の濃度とハマサンゴの成長率 （以下の論文の図を一部編集： Iguchi A, Kumagai NH, Nakamura T, Suzuki A, Sakai K, Nojiri Y. Responses of calcification of massive and encrusting corals to past, present, and future ocean carbon dioxide concentrations. Marine Pollution Bulletin 89:348-355. 2014.）

　井口さんによると、このまま大気中のＣＯ₂が増加して1000ppmに達した場合、ハマサンゴの成長率は現在のほぼ半分にまで減ってしまうという。海の酸性化が進んだ未来の海は、「サンゴが育たない海」になってしまうのだ。

　最近、井口さんが注目しているのは、サンゴの「種内変異」だ。これは、サンゴの群体ごとに異なる「個性」のようなものである。具体的には、高い海水温にさらされたとき、同じ場所に生えている同種のサンゴでも、白化して死んでしまう群体と、生き続ける群体とがあるのだ。

海中のハマサンゴ。高い海水温にさらされても、白化する群体（写真左）と白化しない群体（写真右）がある＝産業技術総合研究所の井口亮・主任研究員提供

　井口さんらは、海水の酸性化によるストレスに対しても、こうした個性による応答の違いがあるのではないかと考え、実験を行った。

　実験では、「エダコモンサンゴ」（Montipora digitata）と「ユビエダハマサンゴ」（Porites cylindrica）を材料として使い、群体から枝を切り取って水槽に入れた。ＣＯ₂濃度が1000ppm程度の海水で飼育したところ、成長率が下がるものもあれば、その一方で、ほとんど影響を受けないものもあることが明らかになった。

　こうした「種内変異」は、「エダコモンサンゴ」と「ユビエダハマサンゴ」のどちらにもみられたという。井口さんらは2017年に、この研究結果を論文にまとめて発表した。

　海の酸性化は確実に進みつつある。では、この研究で明らかになったような、酸性化に耐性のある「スーパー・コーラル」を選抜して増やせば、サンゴ礁を守ることになるのだろうか。

　こうした考えに対して、井口さんは「スーパー・コーラルを残せばいいという発想は、やめた方がいい。サンゴの遺伝的な多様性が減ってしまうと、酸性化とは別の種類のストレスに対しては、むしろ脆弱になってしまう恐れがある」と話す。

　サンゴに限らず生物は、遺伝的な多様性が高い集団ほど、さまざまなストレスに対して強いことがわかっている。もしも酸性化に強いサンゴばかりを選抜して増養殖すれば、結果としてサンゴの遺伝的多様性を減らすことになるため、そうした取り組みは避けるべきだという。

　サンゴの生活史では、海中で卵が受精し、幼生を経て稚サンゴへと育つ。井口さんらは、「コユビミドリイシ」（Acropora digitifera）というサンゴを材料に、群体に育つ前の「ポリプ」と呼ばれる段階で、酸性化がどのような影響を与えるかを実験で調べ、2022年に論文を発表した。

　この実験では、「コユビミドリイシ」を受精卵から育て、ポリプの骨格がどのように成長するか調べた。その結果、遠い未来の話ではなく、比較的近い将来に想定されるＣＯ₂濃度（600ppm）でも、ポリプの骨格の成長率が約11％減ってしまうことが分かった。サンゴの‘赤ちゃん’であるポリプがうまく育たなければ、サンゴの集団が維持できなくなる恐れがあるという。

サンゴの稚ポリプを使った実験結果 （棒グラフは以下の論文の図を一部編集： With permission from JCRS: Galaxea J. Coral Reef Stud. 24: 63-68, Bell et al. (2022) Fig. 1.。写真は産業技術総合研究所地質調査研究センターの井口亮・主任研究員提供）

　一連の研究をもとに、井口さんは「今後さまざまなＣＯ₂の排出削減対策を進めた場合でも、海の酸性化による造礁サンゴの減少は避けられないだろう」と語る。

（科学ジャーナリスト　山本智之）