「法医学的」手法を使用した生物多様性研究: 熱帯のサンゴ礁に生息する魚が水中の遺伝的痕跡に反映されていることが研究で示されています。環境 DNA のいわゆるメタバーコーディングのプロセスは、ダイバーの目から隠れている種を検出するためにも使用できます。しかし、遺伝的参照データベースは魚種の多様性をまだカバーしていないため、視覚的観察が依然として重要であると研究者らは述べている。
彼らは地球の魅力的な水中庭園に生息しており、さまざまな熱帯海洋地域のサンゴ礁に数千種の魚が生息しています。しかし、実際にどれだけの種が存在するのか、そしてそれらが正確にどこで発生するのかはまだ不明です。さらに、地球温暖化やその他の人為的脅威の結果、生態学的サンゴ礁の生息地が驚くべき速度で消滅しつつあるという悲しい傾向を背景に、生物多様性についてのより良い洞察が重要であるように思われます。この発展を正確に捉えるには、世界のさまざまな熱帯サンゴ礁の元の種の組成に関する情報が重要です。長い間、洞察はダイバーによる目視観察または漁獲量にのみ基づいていました。しかし現在、環境 DNA を使用して種を検出するという新しい方法が生物多様性研究に取り入れられつつあります。
遺伝物質の明らかな痕跡
このプロセスは、生物が排泄物や皮膚片などの粒子を通じて生息地に遺伝物質の痕跡を残すという事実に基づいています。現代の遺伝学のますます微細な検出方法のおかげで、サンプルからそれらを検出できるようになりました。遺伝的参照データがある場合、識別された配列セクションを既知の種に割り当てることができます。場合によっては、これは生息地内の特定の種を検出するために使用されます。生物多様性を調査するために、国際研究チームは現在、生息地の多くの種を同時に記録できる環境 DNA メタバーコーディングのプロセスを使用しています。これを行うために、科学者たちは世界の 5 つの熱帯海洋地域の 26 か所で水サンプルを収集し、そこから分離された DNA を分析しました。次に、その結果をサンゴ礁に生息する魚の参照遺伝データと比較して、種と科を特定しました。
研究チームが報告しているように、熱帯サンゴ礁の生物多様性を研究するこの方法の可能性が確認された。研究者らは、平均して、潜水中の目視観察などの従来の調査方法よりも魚の多様性が16パーセント高いことを発見した。 「環境 DNA 法のおかげで、観察よりもはるかに早く多くの魚種や科を検出できるようになりました」と共著者であるチューリッヒ工科大学のロイック・ペリシエ氏は強調します。 DNA 分析はわずか 2 年で完了しましたが、比較に使用された目視観察は、多大な労力を費やした 13 年間にわたる在庫調査から得られたものです。
詳細には、魚は、水中景観の多数の洞窟や隙間に通常生息する隠れた種の中に含まれることが多いことが示されました。その結果、ダイバーがそれらを目にする機会が減り、これらの種の中には外観が非常に似ているものもあります。さらに、外海を泳ぐ多くの魚は明らかに視界から逃れていることが研究で示されている。科学者らが説明しているように、サバやマグロの代表的な種や特殊な種類のサメなど、いわゆる外洋性種の多くは人間を避けるか、サンゴ礁に永住していない。しかし、これらの魚はサンゴ礁の生態系における複雑な相互作用において重要な役割を果たす可能性があるため、これらの魚の検出も非常に重要であると研究者らは強調する。
コーラル・トライアングルで最大の生物多様性
彼らは今回の研究で、世界の異なる熱帯礁地域の間で種の組成が大きく異なることも確認した。魚の多様性は、ボルネオ、パプアニューギニア、フィリピンの間のいわゆるサンゴトライアングルで特に高い。ここにはカリブ海に比べて最大 5 倍の魚種とその家族が生息しています。研究者らが説明しているように、これはこの地域の生息地が非常に多様に構成されているという事実と関係がある。さらに、地球の歴史上、そこの気候は他の地域に比べて非常に安定しており、そのため特に高いレベルの多様性が発展し、定着することができました。
研究者らは、環境 DNA メタバーコーディングはサンゴ礁の生物多様性研究を大幅に充実させることができると結論付けています。しかし、彼らはまだ視覚観察を完全に置き換えることはできないと強調しています。参照データベースは一部の魚科のみをカバーしており、非常に不完全です。したがって、水サンプルで見つかった環境 DNA のかなりの部分はまだ特定できていません。したがって、チームは追加の魚種の DNA 配列を解析し、そのデータを参照データベースに入力することに取り組んでいます。研究のためのダイビングは、おそらく他の理由から常に重要であり続けるでしょう。研究者らによると、これは世界の水中庭園で魚の大きさやその数などの生体情報を記録する唯一の方法だという。
出典: スイス連邦工科大学チューリッヒ校、専門論文: Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences、doi: 10.1098/rspb.2022.0162
