Can interspecific competition explain the absence of saline species in freshwaters? A test using water beetles
本研究は、塩分適応型の潜水甲虫である*Nebrioporus baeticus*が淡水生息地で見られないことは、種間競争のみでは説明できないことを示しており、なぜなら当該種は淡水種の*N. clarkii*に対して競争上の不利を被っていなかったためであり、このことは捕食や寄生といった他の要因がこの分布パターンに責任を負っている可能性が高いことを示唆している。
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池、小川、そして川という隠された世界において、水そのものが厳格な門番として機能している。一部の生物は淡水でしか生きられず、また他の生物は塩分や汽水の環境に閉じ込められている。何十年もの間、生態学者はなぜこのようなことが起こるのかと考えてきた。標準的な説明は、「耐性」という単純な概念に基づいている。例えば、塩分を好む昆虫が淡水で生きられないのは、人間が酸素なしでは生きられないのと同様に、その体が単に化学的な状態に対処できないからであるという考えだ。しかし、増え続ける証拠は、物語がより複雑であることを示唆している。塩水に生息する多くの昆虫は、他の生物がいない実験室の環境であれば、実は淡水でも生存できる。これは一つの謎を生み出す。もし彼らがその水の中で生き延ейできるのであれば、なぜ野生ではそこに生息しないのだろうか。その答えは、水の中ではなく、隣人たちにあるのかもしれない。自然界において、種は空間、食物、そして安全を共有しなければならない。塩分を好む昆虫が淡水にいない理由は、水が彼らを傷つけるからではなく、そこに既に住んでいる生物たちが資源をめぐる争いにあまりにも長けているからである可能性がある。
スペインのムルシア大学の研究チームは、2種類の水生甲虫を用いてこの仮説を検証することに乗り出した。これらの甲虫は、水中の他の小さな動物を狩る捕食者である。Nebrioporus baeticusとして知られる一種は、中程度の塩分または高い塩分を持つ水域に見られる塩分好みの種である。もう一方は、淡水に特化したNebrioporus clarkiiである。両種は近縁であり、同じ種類の餌を食べるため、もし同じ住処を強制的に共有させられた場合に、資源をめぐって争うかどうかを確認するための完璧な候補となる。研究者たちは、塩分を好む甲虫が、淡水の甲虫よりも優れた競争相手であったために淡水から追い出されてしまうのではないかと考えた。これを知るために、彼らは制御された環境へと甲虫を連れて行き、食物が不足している状況下で彼らがどのように振る舞うかを観察した。
実験は、新鮮な水を満たした小さなガラス製の水槽で行われた。研究者たちはスペイン南東部の流れから成虫の甲虫を集めた。塩分を好む種は塩分濃度7g/Lの川から、淡水の種は塩分濃度0.8g/Lの川から採取した。研究所に入ると、甲虫たちは2つの異なる条件下で水槽に入れられた。ある水槽には一方のタイプの甲虫のみが存在し、別の水槽には両方のタイプが混ぜ合わされていた。甲虫たちに競争をさせることを確実にするため、研究者たちは非常に少ない餌を与えた。すなわち、10匹の甲虫に対して、ユスリカの凍結した幼虫をわずか2匹分だけ毎日与えたのである。この量は彼らを生かし続けるには十分だが、全員を満足させるには不十分であり、利用可能なものを奪い合うことを強いる量であった。チームは30日間水槽を観察し、毎日、甲事の死滅がないかを確認した。また、餌が投入された際、彼らが具体的にどのように行動したかを見るために、初日と7日目にビデオ録画を行った。
結果は、塩分を好む甲虫が淡水において弱いという考えを覆した。30日間の経過後、どちらの種も、単独でいた場合でも、もう一方の種と混ざっていた場合でも、生存率は高かった。塩分を好む甲虫は、淡水の従兄弟たちと一緒に置かれたとしても死滅することはなかった。実際、明確な違いが現れたのは、餌が最初に導入された時の彼らの行動においてのみであった。初日、淡水の甲虫は、塩分を好む甲虫と水槽を共有しているとき、餌を食べる時間が短くなり、餌に触れる回数も少なかった。しかし、塩分を好む甲虫は、単独でいる時と同じくらい多く食べていた。このことは、塩分を好む種が戦いに負けていたわけではないことを示唆している。むしろ、初期段階において、淡水の甲虫の方が少し怯えているか、あるいは出し抜かれているように見えたのである。7日目までには、これらの行動の違いは消失し、1ヶ月後には、どちらの種も相手の存在によって命を落とすことはなかった。
研究者たちは、食物をめぐる競争だけでは、なぜ塩分を好む甲虫が野生の淡水に存在しないのかを説明できないと結論付けた。もし淡水の甲虫が単により優れた戦士であったなら、実験中に塩分を好む甲虫は追い出されるか、あるいは死滅していたはずである。それにもかかわらず、塩分を好む甲虫は淡水の甲虫と同じくらいしっかりと持ちこたえた。この発見は、これらの甲虫が塩水に留まっている理由は、おそらく他の要因によるものであることを示唆している。例えば、淡水の環境には、塩分を好む甲虫が対処できない他の捕食者や寄生虫といった危険が存在するのかもしれない。あるいは、たとえ生存は可能であっても、淡水の中で身体を維持するために必要なエネルギーが高すぎるのかもしれない。この研究は、動物がどこに住むかを理解するには、単にその水の中で生き延びられる能力や、食事のために戦う能力を見るだけでは不十分であることを浮き彫りにしている。それは、ある種の不在が、捕食者や病気、あるいは、たとえ水自体が毒性を持っていなくとも、その場所が「正しくない」と感じる場所で暮らすための微妙なコストによって引き起こされている可能性もあるという、複雑な相互作用のネットワークを理解することを求めているのである。
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