変わる地球環境③ 温暖化で魚が小型化? 特別寄稿 成田修吾

 気候変動による海水温の上昇と海水に溶ける酸素の減少によって、数百種の魚がこれまで考えられていた以上のペースで小型化している。昨年8月21日付の科学誌「Global Change Biology」に掲載された論文で、そんな結論が導き出された。

 海水の温度が上昇すると、海の生きものの代謝が盛んになる。そのため、魚やイカをはじめ、生物は海水からより多くの酸素を取り込む必要が生じる。しかしその一方で、海水に溶ける酸素の量は水温が高くなるほど減る。この酸素の減少は、多くの海ですでに起きていることが指摘されている。また、エラの成長は体と比べて遅いため、海の生きものは体が大きくなるほど酸素を取り込む効率が下がる。したがって、海水温が高くなると、ある大きさ以上では酸素が足りなくなってしまい、これまでと同じペースでは成長できなくなるとカナダ、ブリティッシュ・コロンビア大学に在籍する2人の研究者は主張する。

 論文の著者の一人で、同大学が日本財団などと共同で進めているネレウス・プログラムのカナダ側の責任者であるウィリアム・チャン氏は、「私たちが発見したのは、水温が1℃上昇すると、魚は20%から30%小さくなるということです」と話す。また、論文の筆頭著者で、同大学海洋漁業研究所の教授と「Sea Around Us」という団体の研究責任者を兼ねているダニエル・ポーリー氏は、「実験から、最初に影響を受けるのは体が大きな種であることが分かっています。呼吸に関して言えば、小さな種の方が有利なのです」と語るが、「エラ酸素制約理論」の両氏の発見を誰もが認めているわけではない。

 両氏は「エラ酸素制約理論」に基づき、2013年に研究結果を発表。50年には、気候変動によって約600種類の海水魚の平均体重が14%から24%軽くなるとし、「私たちにとって、問題は酸素ではなく、食料を十分得られるかです。しかし、魚の状況はまったく異なります。人間で例えるなら、ストローを使って呼吸しようとするようなものなのです」と説明していた。

 しかし、17年の初めには、ヨーロッパの生理学者のグループが同じ「Global Change Biology」誌で、ポーリー氏の理論の根本的な部分に欠陥があると述べた。

 そこで両氏は、さらに洗練されたモデルをもとに、理論を再検証。新しい論文では、以前に取りあげたケースを再度吟味し、エラ理論の説明を進めるとともに、それが基本原理として通用するものであることを改めて主張した。さらに、元々の結論では、魚がまもなく直面するであろう問題の規模を過小評価していたことも明らかにしている。

 そうした中、魚の専門家の中にも、ポーリー氏とチャン氏のエラ理論や今回の新たな研究を支持する人々がいる。

 ノルウェーにあるベルゲン大学の生物学教授で、アフリカの魚を研究しているイェッペ・コリング氏は、ナイルティラピア、グッピーのほか、ザンビアやビクトリア湖に生息するイワシの一種などの小型化を説明できるのは、ポーリー氏のエラ理論をおいて他にないとし、「これは、私がアフリカで見てきた現象を確かに説明するものです」と話す。

 ドイツ、ブレーメン大学とアルフレッド・ウェゲナー極地海洋研究所の海洋動物生理学者であるハンス=オットー・ポートナー氏は、同研究からは魚が海の変化にどの程度順応できるかが示されていないという。しかし、魚の成長や水温の変化に対する敏感さが酸素と関係しているという点は「納得がいく議論」と話す。

 対して、批判的な意見もある。過去にもポーリー氏に反論したノルウェー、オスロ大学の生理学者シャニー・ルフェーブル氏は、17年初めに発表された批判的な論文の筆頭著者だ。同氏は依然としてポーリー氏のエラ理論に欠けている点を指摘し、「我々の議論への反論には、何も感じませんし、納得もしていません」と話す。さらに、「新しい結果の方が信頼できるとも考えていません」とも述べている。

 ルフェーブル氏は、魚にはエラを成長させる能力があり、「体と同じ速度でエラが成長するのを妨げる『幾何形態的な制約』など存在しません」と断言。生態学者やモデル提唱者は、このような統一理論を受け入れる前に、「偏見を持たず、注意深く見てほしい」と話している。

 一方で、ポートナー氏は、ポーリー氏とチャン氏の研究は、理論の証明に向けて正しい方向に向かっていると述べ、「広くあてはまる理論を様々な生物の観察に注意深く適用してみれば、他のやり方ではなし得ない発見につながる可能性がある」ことを示しているとつけ加えた。(つづく)

2018年6月9日付

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