汚いチャートリューズの海 » イェール大学の気候とのつながり

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死んだ魚がいたるところにあり、町近くの海岸に点在し、周囲の海岸線にまで広がっていました。数百、おそらく数千匹のニシンが打ち上げられた2021年10月の大量死が、アラスカ州コッツェビューの住民の心に焼き付いている。キキクタグルシュミウト族の長老で漁師のボブ・シェーファー氏は、「文字通り、浜辺に魚がいた」と語る。

劇的な死にもかかわらず、明らかな犯人はいませんでした。コッツェビュー原住民村の環境プログラムディレクター、アレックス・ホワイティング氏は「何が原因だったのか全く分からない」と話す。彼は、この絶滅が過去 15 年間注目してきた問題の兆候ではないかと疑問に思っています。それは、このアラスカの人里離れた町周辺の海域でますます目立つようになっている、藍藻とも呼ばれる有毒なシアノバクテリアの大量発生です。

コッツェブは、北極圏の北約 40 キロメートル、アラスカの西海岸線に位置します。 1800 年代にロシアの探検家オットーフォンコッツェビューがこの場所に名前を付ける前は、この地域は「ほぼ島のような場所」を意味するキキクタクルクと呼ばれていました。長さ 2 キロメートルのこの集落の一方の側はチュクチ海の支流であるコッツェビュー海峡に接し、もう一方の側はラグーンに接しています。飛行機、船、四輪車が主な交通手段です。町から出る唯一の道は、ラグーンの周りをぐるっと一周してから町に戻るだけです。

アラスカ州コッツェブはキキクタグルク地方に位置し、キキクタクルシュミウト族の本拠地です。写真提供: Peace Portal Photo/Alamy Stock Photo

町の真ん中では、アラスカ商業会社がシリアルからリンゴ、ひとくちブラウニーまで、アメリカ南部 48 州で人気の食品を販売していますが、町の多くの人々にとって本当の食料品店は海です。コッツェビューの人口の約4分の3を占めるアラスカ先住民は、毎年数百キロの食料を海から引き上げている。

「私たちは海の民です」とシェーファーは私に言います。小雨が降る2022年9月の朝、ほんの明るい時間帯に、私たち2人はシェーファーの漁船の小さな船室に詰め込まれていた。私たちは夏の間コッツェビュー湾に係留されている水質監視装置に向かって車を走らせています。船首には、ニューヨーク州コロンビア大学の微生物海洋学者アジット・スブラマニアム氏、ホワイティング氏、そしてシェーファー氏の息子ビンス氏が、冷たい雨を防ぐために上向きの首輪に鼻を押し込んでいる。私たちはシェーファーや他の多くの人が依存している魚に毒を与えている可能性のあるシアノバクテリアについて、ひと夏分の情報を集めるために集まっています。

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藻類の巨大なコロニーは新しいものではなく、多くの場合有益です。たとえば、春には光と栄養のレベルが高まると植物プランクトンが繁殖し、魚や無脊椎動物の餌となる微生物のスープが生成されます。しかし、多くの形態の藻類とは異なり、シアノバクテリアは危険な場合があります。一部の種は、人間や他の動物に肝臓や神経障害、さらには癌を引き起こすシアノトキシンを生成することがあります。

多くの地域社会がシアノバクテリアに汚染されています。多くのシアノバクテリアは海洋環境で生存できますが、淡水ブルームはより注目を集める傾向があり、小川や河川がそれらを海に運ぶと、その影響が汽水域に広がる可能性があります。たとえば東アフリカでは、ビクトリア湖のブルームが魚の大量死の原因だとされている。人々も苦しむ可能性があります。極端な例では、1996 年にブラジルの血液透析センターで治療を受けた後に 26 人の患者が死亡し、調査の結果、診療所の水道水からシアノトキシンが検出されました。より多くの場合、暴露された人々は発熱、頭痛、または嘔吐を経験します。

植物プランクトンが分解すると、生態系全体が打撃を受ける可能性があります。腐ったシアノバクテリアは水中の酸素を奪い、魚やその他の海洋生物を窒息させます。バルト海の汽水域では、シアノバクテリアのブルームが深海の脱酸素に寄与し、タラ産業に悪影響を及ぼしています。

栄養素、光、温度の適切な組み合わせにより、シアノバクテリアは急速に繁殖し、「開花」することができます。写真提供：NASA

気候変動が北極の形を変える中、シアノトキシンがアラスカの人々や野生生物にどのような影響を与えるのか、あるいは影響を与えるのかは誰にもわかりません。アラスカ州全域の有害な藻類の調査、監視、意識啓発を行っているアラスカ有害藻類ネットワークのコーディネーターであるトーマス・ファルジア氏は、「私は警戒心を持たないよう努めている」と語る。「しかし、それは私たちが今のところ完全に準備ができていないことだと思います。」ホワイティング氏とサブラマニアム氏は、なぜコッツェビューがシアノバクテリアのブルーム発生源となっているのかを解明し、最終的に地元住民の健康が危険にさらされている場合に警告できる迅速な対応システムを構築することで、この状況を変えたいと考えている。

ホワイティング氏のシアノバクテリアの話は 2008 年に始まりました。ある日、仕事から自転車で帰宅中、彼は驚くような現場に遭遇しました。それは、コッツェビュー湾が自然界に存在すると考えていたどの色とも異なる色、シャルトルーズ色に変わっていたということでした。彼が最初に考えたのは、「この塗料はどこから来たのか？」ということでした。

しかし、この地球上のシアノバクテリアの歴史は約 19 億年前に遡ります。光合成を進化させた最初の生物として、彼らは地球の大気中に酸素をもたらし、私たちのような複雑な生命体のための道を切り開いたとしばしば信じられています。

シアノバクテリアは長い歴史の中で、栄養レベルや塩分などの条件が変化したときに他の微生物を死滅させることで激しく増殖できる仕組みを進化させてきました。「それらは一種の雑草種と考えることができます」とカリフォルニア大学サンタクルーズ校の植物プランクトン生態学者ラファエル・クデラ氏は言う。たとえば、ほとんどの微生物は、成長や繁殖のために時には限られた量しか利用できない複雑な形の窒素を必要としますが、コッツェビュー湾で主に見られるシアノバクテリアは、空気中に事実上無限に存在する単純な形の窒素を利用できます。

シアノトキシンはシアノバクテリアの増殖を助ける別のツールである可能性がありますが、研究者らは毒素がこれらの微生物にどのように利益をもたらすのか正確にはわかっていません。科学者の中には、より大きなプランクトンや魚など、シアノバクテリアを食べる生物を阻止すると考えている人もいます。ノースカロライナ大学チャペルヒル校の水生生態学者ハンス・パール氏は、別の仮説を支持している。それは、毒素が光合成の潜在的に有害な収斂副産物からシアノバクテリアを守っているというものだ。

コッツェブエが最初の開花を見た頃、科学者たちは、気候変動によってシアノバクテリアのブルーム発生頻度が増加する可能性が高く、さらに、ブルームが淡水（長年研究の焦点となっていた）から隣接する汽水域に広がる可能性があることに気づいていた。コッツェビューサウンドの花は、おそらく海に流れ込む前に近くの湖で形成されます。

しかし、シアノバクテリアに関する最新の科学は、2008 年時点ではまだコッツェビューには届いていませんでした。代わりに、アラスカ州魚類狩猟局の職員が、チャートリュース水を石油とその副産物について検査しました。検査結果は陰性で、ホワイティング氏は困惑した。「全く知りませんでした」と彼は言う。シアノバクテリアについて考察するよう提案したのは、ホワイティング氏が以前に共同研究していた当時イーストカロライナ大学出身で現在は国立科学財団に所属する生物学者のリサ・クラフ氏だった。翌年、水サンプルの分析により、彼女の指摘が正しかったことが確認されました。

2017年、スブラマニアム氏は海氷の動態を研究する研究チームの一員としてコッツェブエを訪れた。スブラマニアム氏がシアノバクテリアに長年の関心を持っていることをホワイティング氏が知ったとき、「すぐにピンと来た」とスブラマニアム氏は言う。

コッツェビュー先住民村の環境プログラムディレクターであるアレックス・ホワイティング氏（左）と、ニューヨーク州コロンビア大学の微生物海洋学者アジット・スブラマニアム氏（右）が、水質監視装置の配備を準備している。写真提供者: Saima Sidik

2021 年の魚の死滅により、コッツェビュー湾の微生物生態系が町にどのような影響を与えるかを理解したいというホワイティング氏とサブラマニアム氏の熱意がさらに高まった。病理学者は、死んだ魚のえらに損傷があることを発見した。これは珪藻（藻類の一種）の硬くてとがった殻によって引き起こされた可能性があるが、魚が死んだ原因はまだ不明である。町の住民の多くが食料源の 1 つとして魚に依存しているため、スブラマニアムさんは不安を感じています。「何が魚を死なせたのかが分からなければ、食べても安全なのかという問題に対処するのは非常に困難です。」彼は言います。

私は二人のコラボレーションの最新章を、急に揺れるシェーファーの漁船の甲板にしゃがんで見ました。ホワイティングは、私が水に落ちてしまった場合、私が着ている一体型の浮力スーツが私の命を救うだろうと私を安心させてくれましたが、私はその理論を検証することに熱心ではありません。代わりに、私は片手でボートを持ち、もう片方の手でビデオを録画するために使用している携帯電話を持ち、ホワイティング、サブラマニアム、ビンス・シェイファーが海に係留していた白と黄色の機械を引き上げ、ボートを揺らしている。プロセス。最後に、フラフープほどの直径の金属球が現れます。そこから、シアノバクテリアセンサーが入った長さ1メートルのチューブが突き出ています。

このセンサーのおかげで、ホワイティング氏とサブラマニアム氏は、多くの研究者が直面している限界を克服できるようになった。つまり、シアノバクテリアのブルームは激しいが一瞬であるため、「適切なタイミングでここにいなければ、それを見ることはできない」とサブラマニアム氏は説明する。」研究者がよく信頼する個別の測定とは対照的に、センサーは6月に配備されてから9月のこの寒い朝まで10分ごとに測定値を取得していました。研究者らは、シアノバクテリアのみに存在するフィコシアニンと呼ばれる蛍光化合物のレベルを測定することで、これらの種の豊富さと、塩分、温度、他の形態のプランクトンの存在などの水質の変化とを相関させたいと考えている。

ホワイティング氏、スブラマニアム氏、そしてボートの船長ボブ・シェーファー氏の息子ビンス・シェーファー氏は、水質監視装置を配備する。装置から収集された情報は、シアノバクテリアが発生しやすい条件を判断するのに役立ちます。写真提供者: Saima Sidik

研究者たちは、アラスカ人の健康を守る可能性があり、世界中でブルームが発生する理由を理解するのに役立つ可能性があるため、この研究に熱心に取り組んでいます。「このような高解像度は本当に貴重です」と、バルト海のシアノバクテリアを研究しているスウェーデン農業科学大学の水生生物学者マリン・オロフソン氏は言う。科学者らは、フィコシアニンの測定と毒素の測定を組み合わせることで、コッツェビューが直面している危険性のより完全な全体像を提供したいと考えているが、現時点でサブラマニアムの優先事項は、どの種のシアノバクテリアが最も一般的で、何がそれらを増殖させるのかを理解することだ。

アラスカ有害藻類ブルームネットワークのファルージア氏は、アラスカの他の地域でも同様の手法を使用して、シアノバクテリアがいつどこで増殖しているのか全体像を把握できる可能性に興奮している。センサーが 1 つの場所で機能することを示すことが「間違いなく最初のステップです」と彼は言います。

シアノバクテリアのブルームの発生場所と潜在的な発生源を理解することは、戦いの半分にすぎません。残りの問題は、それらにどう対処するかです。工業的農業からの肥料流出がブルーム病を悪化させているバルト海では、近隣諸国がその流出を抑制するために多大な努力を払っており、そして成功している、とオロフソン氏は言う。しかし、コッツェブは農業地域ではなく、一部の科学者は、永久凍土が解けると開花を促進する栄養素が放出されるのではないかと仮説を立てている。気候危機を逆転させる以外に、これを防ぐためにできることはあまりありません。過酸化水素などの一部の化学物質は、生態系に広範な影響を与えることなくシアノバクテリアを殺し、ブルームを一時的に軽減する方法として有望であるが、これまでのところ化学処理は恒久的な解決策を提供していない。

その代わり、ホワイティング氏は、ブルームが水や食品に有毒になった場合に町に通知できるよう、迅速な対応システムを構築したいと考えている。しかし、これにはコッツェビューの研究インフラを構築する必要がある。現在、スブラマニアム氏はセラウィク国立野生生物保護区の事務所のキッチンでサンプルを準備し、それを全国の研究者に送り、分析には数日、場合によっては数か月かかる場合もある。作業をより安全かつ迅速にするために、ホワイティング氏とサブラマニアム氏はコッツェビューに研究室を設立し、社内でサンプルを処理できる技術者を雇用するための資金を申請している。研究室を手に入れることは、「おそらくここで起こり得る最善のことだ」とシェーファー氏は言う。スブラマニアム氏は、彼らの努力が来年中に報われることを期待している。

その一方で、アラスカの他の地域でもシアノバクテリアのブルームへの関心が高まっている。ノートンサウンドヘルスコーポレーションのトレーニングコーディネーター兼環境プランナーであるエマペイトは、地元の部族のメンバーが川や小川で藻類の数が増加していることに気づき、モニタリングプログラムを開始しました。ファルージア氏によると、アラスカ北海岸のウトチャビクでも、地元住民がシアノバクテリアのサンプリングを始めているという。

ホワイティング氏は、この研究がアラスカ人の水質に対する理解の重大な穴を埋めるものであると考えている。規制当局はシアノバクテリアによる潜在的な脅威からアラスカ住民を守るシステムをまだ考案していないため、「誰かが何かをする必要がある」と彼は言う。「私たちは皆、暗闇の中でただ歩き回り、大勢の人が死ぬのを待っているわけにはいきません。」おそらく、北極圏の人々が何千年もの間、凍ったツンドラで繁栄することを可能にしてきたこの自給自足の感覚が、再び仕事を成し遂げることになるでしょう。

この記事はもともと Hakai Magazine によって投稿されたもので、気候問題の報道を強化する世界的なジャーナリズムのコラボレーションである Covering Climate Now の一環です。

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