Density-dependence of comparative functional responses in two globally invasive fish species

生態系がどのように機能するかを研究する際、科学者は捕食者と被食者の関係に注目することがよくあります。この関係の鍵となるのは「機能的応答（functional response）」であり、これは利用可能な獲物の数に応じて、捕食者がどれだけの餌を食べるかを測定する方法です。この概念は、外来種が新しい環境に侵入した際に、どれほどの被害をもたらすかを予測するのに役立ちます。もし魚が大量の餌を食べるようになれば、それは地元のバランスを乱し、在来種を駆逐して食物網を変化させる可能性があります。しかし、こうした予測は多くの場合、周囲の環境に関わらず、ある種がどこでも同じように振る舞うという仮定に基づいています。実際には、生き物は柔軟です。人がストレスを感じたり混雑したりしている時に食欲が落ちるのと同じように、動物も環境に基づいて行動や生理状態を変化させることができます。外来種の食欲が、その種自身の個体群密度によって変化するかどうかを理解することは、その影響を正確に予測するために極めて重要です。

研究者たちは最近、世界で最も広く分布している2つの外来淡水魚、すなわち金魚とコイに注目しました。これらの魚が野生下でどのように振る舞うかを理解するために、科学者たちは両種の野生個体群を採取し、制御された環境下に10週間置きました。彼らは2つの異なる条件を設定しました。一方のグループは、スペースが十分にあり、隣接する個体も少ない低密度な環境で生活し、もう一方は、同種が密集した高密度で混雑した環境で生活しました。この順応期間により、魚たちは環境による社会的圧迫に慣れることができました。その後、研究者たちは、大量の獲物が提示された際に各個体がどれだけの餌を食べることができるかをテストし、各個体が消費できる最大量を測定しました。

結果は、魚が生活していた環境が極めて重要であることを示しました。高密度で混雑した条件に順応した金魚とコイは、どちらも、低密度で広々とした条件で生活していた個体よりも、有意に少ない量の餌を食べました。これは、混雑に伴うストレスや生理学的変化が、個々の魚の摂食率を低下させる可能性があることを示唆しています。この混雑に対する共通の反応が見られた一方で、両種の間には明確な違いが残りました。高密度に順応した後でも、金魚は一貫してコイよりも多く食べていました。金魚はあらゆる試行において、コイよりも高い最大摂食率を維持しており、混雑の影響は両種に及ぶものの、彼らの基礎的な摂食能力は依然として明確に異なっていることを示しています。

これらの知見は、外来種のインパクトは固定された数値ではなく、個体群の状態によって変化する変数であることを示唆しています。種が最初に導入された直後は個体数が少ないかもしれませんが、成長して過密状態になると、個々の個体あたりの摂食率は低下する可能性があります。この変動は、生態系への被害に関する予測を行う際、外来種の密度を考慮する必要があることを意味します。本研究は、侵入者の密度を無視することが、その影響に関する不正確な予測につながる可能性があることを示しています。混雑が魚の摂食量を変えることを示すことで、この研究は外来種の理解と管理に新たな複雑層を加え、個体群の行動は、その構成員が日々経験する条件と深く結びついているという事実を改めて示しています。