Trophic interactions in the mesopelagic layer along the continental slope in the Norwegian Sea
本研究は、胃内容物と安定同位体比の分析を通じてノルウェー海の中層における栄養段階間の相互作用を特徴づけ、特定の低次種が果たす決定的な役割と、環境変化に対する回復力を制限する可能性のある特定の魚類の高い餌選択性を明らかにしている。
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太陽の光が降り注ぐ海面の下には、中層（メソペラジック・ゾーン）として知られる、広大で薄暗い世界が広がっています。この層は「トワイライト・ゾーン（薄明層）」とも呼ばれ、およそ水深200メートルから1,000メートルにわたって続いています。そこは光が衰え、水圧が高まる場所ですが、生命に満ち溢れています。ここでは、膨大な量の生物物質が水中を移動しており、表層の世界と、その下の暗い深海とを結びつけています。このゾーンにおける重要なプロセスは「生物ポンプ」です。これは、炭素や栄養素が海面から海底へと運ばれる自然のメカニズムです。これは、小さな動物や魚たちが夜に餌を求めて海面へと泳ぎ上がり、日中には再び暗闇へと沈み込みながら、エネルギーを運んでいくことによって一部が成り立っています。これらの生物がどのように食べ、誰が誰を食べるのかを理解することは不可欠です。なぜなら、もし食物連鎖のつながりが断たれれば、魚の個体数から海洋の炭素貯蔵能力に至るまで、システム全体が変化してしまう可能性があるからです。私たちはこのゾーンが生命に満ちていることを知っていますが、特に極域の冷たく遠い海においては、依然として最も理解が進んでいない部分の一つです。
これらのパズルの欠けているピースを埋めるために、ノルウェー自然研究所と北ノルウェー大学の研究者たちは、ノルウェー北岸のの大陸斜面に沿った食物網を研究するために調査に乗り出しました。この海域は温帯と極地の条件が交差する移行点に位置しており、海洋生物にとって豊かな環境となっています。研究チームは2019年の春、浅い沿岸棚から深い外洋に至る11の異なる観測地点を訪れ、科学クルーズを実施しました。彼らの目的は、微小なプランクトンからそれらを食べる魚に至るまで、そこに生息する動物たちの食性を明らかにすることでした。彼らは任務を遂行するために主に2つの道具を用いました。第一に、大型の網を引き揚げて魚やその他の動物を捕獲し、それらが最近何を食べていたのかを詳しく調べました。第二に、動物の組織の化学組成を分析しました。人が食べた食事が髪や骨に化学的な署名を残すように、動物が食べたものはその体に独特の痕跡を残します。これらの痕跡を測定することで、科学者たちはその生物が何を食べたかだけでなく、食物連鎖における位置や、その食性の柔軟性までも特定することができました。
研究によって、この亜寒帯のトワイライト・ゾーンにおいて「誰が誰を食べているのか」という明確な姿が明らかになりました。食物網の最下層には、藻類を食べるCalanusと呼ばれる微小なカイアシ類（小型の甲殻類）がいます。その上には、主に2つの種類を持つ小型のオキアミが存在します。一種のThysanoessaは、より浅い棚状のエリアに優占しており、主に植物を食べています。もう一種のMeganyctiphanesは、より急峻な大陸斜面に多く見られ、他の小さな動物を含む少し異なる食性を持っています。研究者たちは、これらの食性の違いが化学的な署名に反映されていることを見出し、見た目が似ている場合でもこれら2つのグループを区別できることを突き止めました。食物連鎖を上がっていくと、ニシンやブルーホワイティングのような小型の魚が、これらのオキアミの主要な消費者であることが分かりました。ニシンは驚くほど偏食で、ほぼ独占的に一種のオキアミのみを食べていましたが、ブルーホワイティングはより多様なメニューを食べていました。
食物連鎖のさらに上では、大型の魚たちが、変化に対する脆弱性を示唆する独特の摂餌習慣を見せました。タラに似た大型魚であるセイス（サイト）は、調査対象の中で最も適応力の高い食性を持っていました。その胃の内容物は、オキアミ、小型の魚、さらには他の種類のプランクトンまで、多種多様な獲物を食べていることを示していました。この柔軟性は、環境の変化に対して周囲の魚よりもうまく対処できる可能性を示唆しています。対照的に、ニシンやハダカイワシ（小型の深海魚の一種）は、はるかに専門化されていました。ニシンはほぼ一種のオキアミに依存しており、ハダカイワシは狭い食性を持つ特定のニッチ（生態的地位）を占めていることが分かりました。研究者たちは、これらのスペシャリスト（専門家）たちは、気候変動によって特定の餌資源が消失したり変化したりした場合、より大きなリスクにさらされる可能性があると指摘しました。また、データによれば、セイスのようにな一部の魚は、自身の体に対してかなり大きな獲物を食べることができ、捕食の労力に対して最もエネルギー効率の良い獲物のサイズを選択しているようです。
胃の内容物からの直接的な証拠と、組織分析による長期的な化学的記録を組み合わせることで、本研究は生態系の強固な全体像を提供しました。化学分析は胃の内容物に見られたパターンを裏付け、ニシンやブルーホワイティングが食物連鎖の低い段階を占め、セイスや北大西洋タラが高い位置に位置していることを示しました。この研究は、メソペラジック・ゾーンが活発なエネルギーの高速道路である一方で、その交通量は均一に分布していないことを浮き彫りにしました。ある種はジェネラリスト（汎食性）であり、状況の変化に応じて餌を切り替えることができますが、他の種はスペシャリスト（専門食性）であり、単一の餌資源に固執しています。この区別は、将来の漁業管理において極めて重要です。温暖化が進み、北極の氷が後退するにつれ、これらの食物網の繊細なバランスは試されることになるでしょう。どの種が柔軟で、どの種が脆弱であるかを知ることは、科学者や政策立案者が生態系の新たな圧力に対してどのように反応するかをより正確に予測し、ノルウェー海における豊かな漁場と重要な生物ポンプの健全性を維持することを可能にします。
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