海の温暖化により、海洋の気候帯が変化しています。その結果、多くの海洋生物は冷たい海水を追い、分布域を極地に向かってさらに移動させます。しかし、科学者たちが現在発見しているように、重要な違いがあります。これによると、動物プランクトンは植物プランクトンよりも大きく移動する可能性があり、小型の種は大型の種よりも多くの恩恵を受ける可能性があります。これは食物連鎖の不均衡を引き起こす可能性があります。
プランクトン（水中に浮遊する微小な生物）は、海洋食物連鎖の基礎を形成します。単細胞藻類は小さなプランクトン動物に餌を提供し、それが魚や海洋哺乳類の餌食となります。プランクトンは地球規模の炭素循環においても重要な役割を果たしています。プランクトン藻類は、光合成を通じて空気中の二酸化炭素を結合します。その後、それらは死ぬと海の底に沈み、それらに結合した炭素は長期間貯蔵され、循環から除去されます。
極に向かってシフトする
ほとんどのプランクトン種は特定の水温に適応しているため、その分布は海洋温暖化の影響を受けます。気候変動の結果、水温が低い地域は極地に向かってさらに移動しており、熱帯では海水温が以前は異常な値まで上昇している。研究では、この海洋気候帯の変化に伴い、プランクトンの分布も変化し、多くの種がその生息範囲を高緯度に拡大していることが長い間示唆されてきました。しかし、これまでのところ欠けていたのは、どのプランクトンのグループが気候変動にどれだけ強く反応するかについてのより正確なデータでした。
スイス連邦工科大学チューリッヒ校（ETH）のファビオ・ベネデッティ氏らは今回、これについてさらに詳しく調査した。これを行うために、彼らは 860 種の植物プランクトンと動物プランクトンの分布に関するデータを収集し、これに基づいて現在の海洋と、気候モデルの助けを借りて今世紀末の海洋の分布図を作成しました。このシミュレーションでは、プランクトン種の分布が実際に極に向かって移動することが最初に確認されました。 「平均して10年あたり35キロメートルの速度で種の分布が極方向に移動していることを我々は検出している」と研究者らは報告している。同時に、チームが説明するように、水温が高いほど多様性が高まるため、全体的なプランクトンの生物多様性は増加しています。
動物プランクトンは植物プランクトンとは異なる反応をします
しかし、すべてのプランクトン群が生息地の温暖化に対して同じ程度に反応するわけではないため、変化に伴い不均衡も拡大しています。水温が25度を超える地域では、植物プランクトンの多様性は増加し続けますが、動物プランクトンの種類は減少する傾向があります。 「これにより、熱帯では動物プランクトンの多様性がわずかに減少する可能性がありますが、温帯および亜寒帯の緯度では増加する可能性があります」とベネデッティらは報告している。 「これらの緯度では、植物プランクトンと動物プランクトンの群集のほぼ40パーセントが極地へ移動する種に取って代わられるだろう」と研究チームは報告している。
しかしこれは、特にさらに寒冷な海域では、もともと同じ生息地に存在しなかったプランクトン種がますます集まってきていることを意味します。その結果、それらの生態学的関係は互いに調整されません。 「極地への移動は、プランクトン群集の構成に大きな再構築をもたらします」と研究者らは説明する。 「表面的には、一部の海洋地域の種の数は前向きに発展するでしょう。しかし、多様性の増加は、高緯度で確立された海洋生態系とその機能を深刻に脅かす可能性があります」とベネデッティ氏は言う。
プランクトンのサイズが変化する
また、別の要因もあります。植物プランクトンと動物プランクトンの殻を持つ 2 つの代表である珪藻とカイアシ類を詳しく観察したところ、気候変動が小型種と大型種に異なる影響を与えることが明らかになりました。海洋が温暖化するにつれて、小型種の場合は状況が改善する傾向がありますが、大型種の場合は状況が悪化します。これは、ベネデッティ氏らの報告によれば、特に温帯および高緯度地域では、小型のプランクトン種がより一般的かつ多数になりつつある一方で、大型のプランクトン種が希少になっていることを意味している。プランクトンのサイズのこのような変化は、食物網や、たとえば、私たちの緯度での魚の生産量に影響を与えるだけでなく、炭素循環にも影響を与える可能性があります。
殻を持つ大型の浮遊性藻類や動物はより重く、死んだ後はより早く海底に沈みます。組織に蓄えられた炭素も一緒に沈みます。このような大きなプランクトン動物の排泄物も通常は大きくなり、より早く沈みます。このような大型のプランクトン生物はこれまで主に極緯度の冷たい海に生息しているため、深海への炭素の急速な移動に大きく貢献しています。しかし、気候変動の結果、それらがより小さな種に取って代わられると、この輸送が遅くなり、炭素循環に影響を及ぼします。科学者らの説明によれば、この影響が将来どれほど強くなるかはまだ不明だ。
出典: スイス連邦工科大学チューリッヒ校 (ETH Zurich)。技術記事: Nature Communications、 doi: 10.1038/s41467-021-25385-x
