累積筋力の過小評価された影響：ある研究によると、魚は明らかにこれまで考えられていた以上に水層の混合に寄与しているという。スペインの海岸での調査中に、研究者らは、産卵中のカタクチイワシの群れが嵐に似た水の乱流を引き起こすことを発見しました。このようにして、魚は栄養素と酸素を分配し、したがって海洋生態系の形成におそらく大きく貢献していると科学者たちは説明しています。
暖かくて軽い水が上層を形成し、冷たくて密度の高い水が下層を形成します。この基本原理に従って、海洋に構造が形成されます。しかし、これらの層系が少なくともある程度まで分解されていることは生命にとって重要です。海洋での混合により、異なる層の間で熱、酸素、栄養素が確実に輸送されます。この交換は、さまざまな海洋生態系における多くの生き物の生命の基盤を形成します。物理的プロセスが最も重要な役割を果たします。潮汐、流れシステム、風や天候が水の動きや乱流を引き起こし、混合を引き起こします。
生き物はどんな影響を与えているのでしょうか？
しかし、魚などの生物の運動エネルギーもどの程度寄与するのかはこれまで不明でした。その影響はかなり小さいと想定されており、対応するプロセスを証明することは困難であると考えられていました。したがって、いわゆるバイオミキシングは当初、サウサンプトン大学のフェルナンデス・カストロ率いる研究チームの焦点ではありませんでした。 「測定中に私たちの発見は驚きでした。私たちは実際、乱流が海洋生物にどのような影響を与えるかを調査したかったのです。 「しかし最終的には、生き物が水の動きを引き起こし、それが海洋生物に影響を与える可能性があることを記録することができました」とカストロ氏は言う。
科学者たちはイベリア半島の北西海岸にある湾で研究を実施しました。彼らはボートから測定器を水中に下ろし、流速と温度の変動を30分ごとに高感度で2週間にわたって記録した。研究者らは、湾の地層系が風や天候などによる乱流の影響によってどの程度影響を受けるかを調査したいと考えていました。
「嵐」のような乱気流の軌跡を辿って
彼らは、嵐の時に起こるのと同じような、湾内の層系の乱流と混合が毎晩起こっていることに驚きました。これらの水の動きは、完全に穏やかな天候でも明らかでした。その後、船の音響測深機から提供された情報を調べることによって、原因の証拠が得られました。音響データには、調査海域に毎晩現れる魚の群れが示されていました。その後の調査で、これらはヨーロッパカタクチイワシ (Engraulis encrascicolus) の群れであることが判明した。研究者らの研究は、偶然、小型の群れをなす魚の産卵期、つまり群れに集まって子孫を残す時期と一致した。研究者らによると、湾内の大きな乱流の説明は、産卵中のカタクチイワシの多忙な行動によって引き起こされたということです。
外洋では、通常、水のさまざまな層が非常に厚いため、このような生物混合は混合にほとんど影響を及ぼさないと科学者らは述べています。しかし研究結果は、生態学的に非常に重要な一部の沿岸地域ではこれが異なる可能性があることを示唆している。 「私たちは、はるかに短い距離で層が変化する沿岸地域の魚がそれらを混合できることを示しました」とカストロ氏は言います。
したがって、魚の群れによって引き起こされる垂直方向の変化は、温度、栄養分、酸素レベルなどの他の重要な水のパラメータの再分布に重大な影響を与える可能性があります。これらの要素は生態系の機能にとって基本的に重要であり、魚自体もそれらの要素に依存していると研究者らは説明する。彼らによると、その結果は、生物がその物理的環境に影響を与え、変化させる能力を記録しているという。最後に、カストロと彼の同僚は次のように書いている。「我々の研究結果は、生物学的に引き起こされた乱流が非常に効果的な混合要因となり得ることを示しており、海洋の生産的な地域に対する乱流の影響を再検討する必要があることを示している。」
出典: サウサンプトン大学、専門記事: Nature Geoscience、doi: 10.1038/s41561-022-00916-3
