Escalating marine heatwaves drive taxonomic and functional trait loss in the world’s warmest coral reefs
ペルシャ湾／アラビア湾における16年間の調査データに基づき、本研究は、繰り返される海洋熱波が機能的多様性を50％減少させ、撹乱耐性は高いが構造的に単純なサンゴの形質へのシフトを引き起こしており、将来の気候温暖化に耐えうる生態系の能力を脅かしていることを明らかにしている。
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世界のサンゴ礁は、温暖化する海洋に直面しており、その現実はペルシャ湾／アラビア湾の水中景観をすでに変貌させつつある。この海域は極限環境であり、夏季の海水温は地球上の他のどのサンゴ礁システムよりも定期的に高くなる。こうした状況は、今世紀末までに他の多くの海洋が直面すると科学者が予測している状態である。そのため、この湾は天然の実験室として機能しており、激しい気候ストレス下にある将来のサンゴ生態系の姿を垣間見せてくれる。サンゴがどのように変化しているかを理解するために、研究者たちは単に存在する種の数を数えるだけでなく、これらのサンゴが持つ特定の役割や形状、すなわち「形質（トレイツ）」を調査している。森が適切に機能するために異なる高さや根系を持つ樹木を必要とするのと同様に、サンゴ礁は、その構造を維持し周囲の生命を支えるために、多様な成長形態と生物学的特性を持つサンゴを必要としている。海水温が上昇すると、それは単にサンゴを死滅させるだけでなく、特定の生物学的役割を持つ種類を選択的に排除し、その結果、サンゴ礁がかつて果たしていた不可欠な機能を遂行できなくなる可能性がある。
ある科学者チームは、最近16年間にわたり、南部の湾におけるこれらの変化を追跡し、繰り返される「海洋熱波」と呼ばれる極端な熱の波が、そこに生息するサンゴのコミュニティをどのように変えたかを観察した。彼らは2006年から2022年にかけて、17の異なる地点から収集されたデータを分析し、生きたサンゴの被度を測定し、サンゴ属の種類を分類した。彼らの研究は、劇的かつ急速な変貌を明らかにした。この期間中、サンゴ礁上の生きたサンゴの総量は約74パーセント減少した。最も劇的な損失は、かつて複雑な枝分かれ構造や平らなテーブル状の形状でよく見られたアクロポラ属（Acropora）で起こった。2018年までに、このサンゴは調査対象エリアから完全に消失し、その後一度も見られていない。ポライテス属（Porites）やサイファストラ属（Cyphastrea）といった他の主要なグループも深刻な減少に見舞われたが、これらはより少ない数で存続することに成功した。
研究者たちは、特定の種類のサンゴの喪失が、サンゴ礁が果たしうる役割の多様性の崩壊につながったことを発見した。彼らは「機能的豊富さ（ファンクショナル・リッチネス）」と呼ばれる指標を測定したが、これは生態系で利用可能な異なる生物学的役割の総範囲を表すものである。サンゴ属の数が減少するにつれて、これらの役割の多様性も約半分に減少した。サンゴ礁はもはや異なる形状やサイズが織りなす複雑なモザイクではなく、少数の残存する種類によって支配される単純化されたシステムへと変化した。コミュニティは、熱ストレスには強いが、魚類やその他の海洋生物が依存する複雑な三次元構造を構築する能力は低いサンゴへと移行している。小動物のための隙間を作り出していた複雑な枝分かれ構造やテーブル状の形態は、耐久性は高いものの生息地としてはるかに劣る、塊状や円柱状の形態へと置き換わった。
この変化は単なる外観の変化ではない。それは、サンゴ礁の回復力と機能の根本的な弱体化を意味している。研究によれば、残されたサンゴのコミュニティは、そのほとんどすべての生態学的作業をわずか数種類の属に依存するようになっている。2006年時点では、多くの異なるグループがサンゴ礁全体の健康に貢献していたため、単一のサンゴ種が失われても影響は限定的であった。しかし2022年までには、残された数少ない優占種のうち一つが失われるだけでも、他にその役割を埋めるサンゴが存在しないため、壊滅的な事態となる。研究は、かつてユニークな生物学的役割を担うことでセーフティネットを提供していた希少で目立たないサンゴが、大部分消失したことを強調している。この冗長性が失われたことで、サンゴ礁はさらなる温暖化に対してますます脆弱になっており、生態系を維持するための重要なプロセスを維持するための手段が少なくなっている。
研究結果は、この湾が、機能的に単純化され、均質化された状態に向かっていることを示唆している。残されたサンゴはよりタフで熱に強いものの、その生存の代償は、構造的な複雑さと生態学的な多様性の喪失である。枝分かれ構造やテーブル状の形態の消失は、サンゴ礁が生成する生息地の減少を意味し、それがシェルターや餌を必要とする魚類やその他の動物の減少につながる可能性がある。この単純化は、最終的に、サンゴ礁がもはやサンゴによって支配されるのではなく、複雑なサンゴ構造の不在の中で繁栄する藻類や他の生物によって支配される状態へと移行する引き金となる可能性がある。この研究は、海洋熱波が世界的に頻繁かつ激しくなるにつれ、他のサンゴ礁も同じ軌道を辿り、機能的な多様性とそれに伴う回復力を失っていく可能性があるという警告を発している。極限条件を備えたこの湾は、生物学的な役割を維持する能力が上昇する気温によって失われたとき、将来のサンゴ礁がどのような姿になるのかを世界に示しているのである。
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