サンゴの白化現象とは？それはどのように起こりますか？それは生態系に何をしますか？この記事では、サンゴの白化という海洋現象について議論しながら、これらの質問などに答えます。
サンゴの白化とは?
世界中のサンゴ礁は白くなり、病気にかかりやすくなり、構造的完全性を失い、年を追うごとに文字通り溶けていきます.この環境危機は「サンゴの白化」として知られています。
その影響が広範囲に及んでいるにもかかわらず、いまだに「サンゴの白化とは何なのか?」と疑問に思う人も少なくありません。詳細については、以下の概要を参照してください。
サンゴの白化と気候変動
気候変動は、陸地と水域の両方で、世界の生態系の無数の側面を劇的に変化させました。世界中の海のサンゴも影響を受けており、「サンゴの白化」として知られる現象の影響が最も顕著です。
サンゴの白化現象とは？これは、主に以下の変化による気候変動のストレス下で生きているサンゴの最も目に見える結果の 1 つです。
- 気温
- 光
- 水中の栄養素の利用可能性
これらの環境変動により、サンゴはサンゴの組織に生息する藻類を追い出し、生物の共生関係を維持する能力が損なわれます。この藻がなければ、サンゴは生き残る可能性が大幅に低くなり、白くなり、最終的には死んでしまいます.
サンゴに共生する藻類の重要性
藻類 (科学的には「褐虫藻」として知られています) は、サンゴの生存にとってあまり知られていませんが重要な側面です。上記のように、サンゴの組織内に存在する小さな光合成生物ですが、この配置から恩恵を受けるのはサンゴだけではありません.
藻類とサンゴは「相互主義的」または「共生的」な関係にあり、お互いの会社に住むことで両方が恩恵を受けることを意味します。藻類にとって、サンゴと一緒に住むことの利点は、環境からの保護です。さらに、光合成に必要な重要な化合物にアクセスできます。
一方、サンゴは、藻類の酸素の生成と廃棄物の除去を通じて褐虫藻と提携することで恩恵を受けています.この後押しはサンゴの健康状態を改善し、生存の可能性を大幅に向上させます。それでも、それだけではありません。藻類はまた、サンゴが光合成によって生成する化合物をサンゴに提供します。
- ブドウ糖
- グリセロール
- アミノ酸
次に、サンゴはこれらすべての製品を使用して、タンパク質、脂肪、炭水化物、そして最も重要な炭酸カルシウムなど、生命を維持するために不可欠な化学物質を合成します. (炭酸カルシウムはまさにサンゴの「骨格」を構成する物質です。)
この 2 つが一緒になって、驚くべき効率で海水中を栄養素を循環させます。それらは、藻類の有機物質の最大 90% をサンゴの組織に取り込むことができ、最終的に、今日の人間が知っていて愛する繁栄しているサンゴ礁を作り出します。
サンゴが微視的な生命のパートナーを失うと、これらすべての栄養上の利点へのアクセスを失い、健康を急落させ、絶滅に追いやる. 「漂白」効果は、藻類がサンゴの鮮やかな色の原因でもあることが多いため発生します。それらが存在しない場合、サンゴは白以外の色合いを完全に欠いています。
サンゴの白化の主な原因は?
サンゴの白化は多くの環境要因によって引き起こされますが、そのうちのいくつかを上記に示しました。研究者は、サンゴの白化の原因を次の 3 つの要素で構成される次のフレームワークに従って解釈する必要があると述べています。
- 外部トリガー: 上記のように、気温の上昇、光の変化、栄養素の利用可能性。
- 症状: 褐虫藻の排除とその生理学的反応の結果
- メカニズム: これは相利共生藻類の喪失に関連しており、具体的には、環境トリガーに対するサンゴの反応により、サンゴからそれらが追放される手段に関係しています.
3 番目の要素は、それらすべての中で最も理解されていません。しかし、科学者たちは、褐虫藻の遺伝子構造が、2 つの共生生物が気候変動の影響にどのように反応するかを示している可能性があると考えています。
これは、特に藻類の遺伝学がサンゴの白化に対する脆弱性を変える可能性があるためです。さらに、藻類の遺伝的プロファイルに応じて、サンゴは変化する環境に順応するためのより良い準備ができている可能性があります.
酸化ストレスと温度に対するサンゴの反応
すべての不確実性にもかかわらず、研究者は、サンゴの白化の背後にある原因となる力の中心的な要因が、酸化ストレスに対するサンゴの生理学的反応であることを知っています。酸化ストレスとは、次のような「還元酸素中間体」の生成と蓄積により、脂質、タンパク質、および DNA がすべて損傷を受けることです。
- スーパーオキシドラジカル : これらは、酸素代謝や外来生体物質の分解など、いくつかの生理学的プロセスから発生する可能性があります。酵素によっても生成され、有害な微生物と戦い、いくつかの細胞メカニズムを管理する上で不可欠な役割を果たします.特定の化学反応の後、有毒になることがあります。
- 一重項酸素 : これは、有機材料と否定的に反応する可能性のある高エネルギー型の酸素です。
- 過酸化水素: サンゴは「ソースとシンク」として機能することが研究で示されているため、これは少し注意が必要です (つまり、サンゴは と を生成します)。 過酸化水素を吸収します。それでも、水中でこれが過度に濃縮されると、時間の経過とともにサンゴが劣化する可能性があります.
- 注: 別の研究では、サンゴが放出する過酸化水素が、濃度上昇による有害な影響を相殺し、白化を防ぐ可能性があることが発見されました。
- ヒドロキシルラジカル : これらは、世界で最も強力な酸化剤の一部と見なされています。近くにあるあらゆる化学物質と「非選択的かつ瞬時に」反応することができます。
これらの問題はすべて、周囲の環境における前例のない大規模な変化によって悪化しています。調査によると、海水温は過去 1 世紀で約 1°C (33.8°F) 上昇し、1 世紀ごとに約 1 ～ 2°C ずつ急速に上昇しています。
サンゴが温度しきい値を超えると、サンゴの生理機能はますます不均衡になり、褐虫藻との共生関係を維持する能力が損なわれ、最終的には命が失われます。
サンゴの白化が問題になったのはいつですか?
サンゴの白化は、数十年にわたって大きな問題となっています。一方では、サンゴの白化が始まったと信じるのは不正確です 特に気候変動によるものです。これは、白化が自然なストレス反応であり、海の状態が変動すると発生するためです。
一方、世界の海洋生態系への悪影響として、約 40 年前にサンゴの白化が問題になりました。これは、世界中で発生した多数の大量白化現象に科学者が気づき始めたときでした.
たとえば、2005 年に、米国は白化のためにカリブ海のサンゴ礁の半分を 1 年で失いました。専門家は、衛星データを使用してその年の熱ストレスを過去 20 年間と比較し、2005 年の環境だけでも、過去 20 年間を合わせたよりも極端であったことを確認しました。
しかし興味深いことに、研究者たちは、温暖化だけが大量白化現象の引き金ではないことも知っています。その後の 2010 年 1 月の大量のサンゴの損失は、冷たい水がどれほど致命的であるかを示しています。
海の温度は華氏 12 度 (-11 度) をわずかに超えて低下し、フロリダ キーズのサンゴの一部が死にました。損失は 2005 年のイベントほど広範囲ではありませんでした。それでも、サンゴの白化の原因は 1 つだけではないことを思い出させてくれました。
悲しいことに、この問題は 10 年ごとに悪化しています。毎年大量の白化現象の影響を受けるサンゴの世界的な割合は、1980 年代の 8% から 2016 年には 31% にまで増加しました。
サンゴの白化はどのくらいの頻度で発生しますか?
サンゴの白化は、残念ながら今日の世界ではよくあることです。上記のように、この現象の影響を受けるサンゴ礁生態系の範囲は、毎年急速に増加しています。しかし、これは頻繁に この問題が発生します。
サンゴの大規模な白化は、世界的に加速しています。 1980 年代に世界的に厄介な環境問題として最初に浮上したとき、それは 25 ～ 30 年に 1 回の平均頻度で発生していました。現在、大規模な白化現象は 6 年に 1 回発生しており、科学者はそれが減速する兆候を見ていません。
サンゴの白化は現在、サンゴ礁が追いつかないほどの速度で進行しています。その結果、サンゴ礁は回復する前に「死亡レベル」のしきい値を超えています。
理想的な状況では、サンゴ礁が白化の影響から回復するのに 10 ～ 15 年かかります。この間、藻類群集は再び適切な個体群に成長し、サンゴに十分な栄養を提供します.
残念ながら、6 年ごとに 1 回の大規模な白化現象が進行し、海洋の酸性化が進んでいるため (40 万年で最高の酸性度を生み出しています)、サンゴ礁は自然には回復しません。酸性化は炭酸カルシウムを保持するための水の容量を著しく低下させ、再成長に十分な材料を備えたサンゴ礁はわずか15%しか残らない.
サンゴの白化は元に戻せますか?
技術的には、サンゴは白化から回復することができます。海の状態が正常に戻ると、藻類が再成長してサンゴを再び補充し、サンゴ礁が成長して元の状態に戻ることができます。前述のように、藻類が自然治癒するには 10 ～ 15 年の適切な条件が必要です。残念ながら、今日の気候では、それを達成するのは難しいようです。
大量の白化現象を止めたり遅らせたりするために人間ができる主なことの 1 つは、気候変動の影響を緩和することです。つまり、温室効果ガス (GHG) を削減することで、世界中のサンゴの損失を大幅に減らすことができます。これは、サンゴ礁の成長を積極的に妨げる海洋酸性化と戦うのにも役立ちます。
GHG 排出の大部分を担っている企業を含む人々が、二酸化炭素排出量を削減するために自分たちの役割を果たせば、世界は雄大なサンゴ礁が再び繁栄するのを見る機会を確保できるかもしれません。
要点
では、サンゴの白化現象とは？それは、深刻な海洋環境の悪化により、サンゴが褐虫藻として知られる共生藻類を追い出すときです。藻類はサンゴの生存に不可欠な部分であるため、10 ～ 15 年にわたって適切な条件で回復する機会が与えられない場合、最終的には死んでしまいます。
大量白化現象の発生率は急速に増加しており、現在では 6 年に 1 回程度です。見通しは厳しい。しかし、気候変動を緩和するための一貫した行動、つまり温室効果ガス排出量の削減により、世界のサンゴ礁は今後何年も存続する可能性があります.
