水中の音からサンゴ礁の状態がわかる

水中の音といえば、クジラの歌声やイルカのクリック音を思い浮かべることが多いでしょう。しかし、他にも音は存在します。実際、サンゴ礁は美しい旋律を絶え間なく奏でています。過去数十年にわたり、研究者たちは、これらの音を分析することで、水中の生態系の出来事や健全性に関する手がかりが得られる可能性があることを知りました。

「小さなスズメダイが一群隣り合っていると、彼らは縄張り意識が強いのです」とノースカロライナ州立大学の博士課程の学生、ケイリン・シモンズさんは言う。「彼らは小さなポンポンという音やさえずりのような音を出します。基本的に、これは他の生き物に私の家から立ち去るように伝えるための音なのです。」

シモンズ氏が主導し、2月24日にオープンアクセスジャーナルPLOS Oneに掲載された新しい研究では、フロリダキーズ国立海洋保護区のサンゴ礁生息地に対するハリケーン・イルマの聴覚的影響を調査している。ノースカロライナ州立大学の教授であるデビッド・エグルストン氏とデルウェイン・ボーネンシュティール氏も参加した研究チームは、サンゴ礁に生息する一部の生物の音にわずかな変化しか見られなかったことを発見し、嵐の後、生態系が通常通りの状態に戻った可能性があることを示唆している。

いわゆるサウンドスケープとは、モーターなどの人間が関係する騒音から、風や雨、動物の鳴き声まで、特定の場所に集まる音のタペストリーのことです。サウンドスケープ生態学は、特定の風景から発生する音を研究する科学の新しい分野であり、この最新の研究は、音がサンゴ礁の生態系について何を明らかにするかを調べる、増え続ける知識の一部です。

音響音を受動的に監視することは、対象生物の空間内を泳ぎ回って（または後で解剖して）対象生物を邪魔することなく、一度に複数の種のデータを収集するのに適した方法です。

「これは非侵襲性の優れたツールです。生物を傷つける必要がありません」とシモンズ氏は言う。「音を聞くことで、ある種の総合的な視点が得られるのです。この音を、多様性、豊かさ、生態系全体の健全性の指標として使うことができます」

昨今、乱獲や下水漏れ、流出水やその他の化学物質による汚染から、海洋酸性化や激しい嵐などの気候への影響まで、人間が引き起こすさまざまなストレス要因が世界中のサンゴ礁に打撃を与えています。

「わが国、特にフロリダ周辺では、サンゴを本当に死滅させているのは汚染です」とボストン大学の生物学者フィリップ・ローベル氏は言う。「心配なのは、汚染のせいで、大きな嵐のようなものが再びやって来て、サンゴを絶滅させるかもしれないという、ストレス要因の組み合わせです。」

2017 年夏に別の研究に取り組んでいたとき、ノースカロライナ州立大学のシモンズ氏と共著者らは、フロリダキーズ珊瑚礁地帯のさまざまな場所に 8 台の水中マイクを設置しました。その年の 9 月、カテゴリー 4 のハリケーン イルマがフロリダキーズ南部を襲いました。水中マイクのほとんどは嵐で消えてしまいましたが、科学者のみが立ち入ることができる珊瑚礁、東サンボの 1 台は無傷で残りました (珊瑚礁の構造自体は大きな被害を受けましたが)。生き残った水中マイクを回収した後、著者らは、嵐の前、最中、そして嵐の後に珊瑚礁で特定の音を調査する機会を得ました。

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水中マイクは毎日20分ごとに2分間データを収集し、研究は2017年7月から10月の間に収集されたデータに焦点を当てています。音圧レベルを音量の指標として使用し、特にサンゴ礁に生息する魚が出す低周波音と、エビが爪で出す高周波音に注目しました。シモンズ氏はエビの爪の音を「ベーコンが焼ける音、またはポップコーンが弾ける音」に例えています。

「ハリケーンの間、私たちはただ、ハリケーンの音以外に何か聞こえるか知りたかっただけなんです。でも、何も聞こえなかったんです」と彼女は笑った。

ハリケーンの前後で、サンゴ礁に生息する魚に関連する音圧レベルに大きな違いは見られなかったが、テッポウエビに関連する音圧レベルには若干の変化が見られた。少なくともこの短期間では、音響パターンは「比較的回復力があった」と研究者らは示唆した。

ルイジアナ大学海洋コンソーシアムの助教授ステファニー・アーチャー氏はポピュラーサイエンス誌への電子メールで、海洋の音響環境についてはまだほとんどわかっていないと述べ、海洋の音響環境が外乱に対してどのように反応するかを調べる研究は、海洋の音響環境をより深く理解するのに役立つだろうと語った。

「私にとって、この研究や同様の他の研究は、自然がこれらの壊滅的な出来事に対して、私たちが予想する以上に回復力があることを常に示しています」と彼女は付け加えた。「しかし、これらの生息地が回復するために必要な条件と時間を確実に与えられるようにするには、まだやるべきことがたくさんあります。単一の嵐に対しては回復力があるかもしれませんが、気候変動に伴って予測される嵐の頻度と強度の増加にどう反応するかはわかりません。」

シモンズ氏は今後、サンゴ礁が（釣りや水泳、その他の人間の活動などから）どの程度保護されているかと、サンゴ礁の音がどのようなものかとの関係を研究したいと考えている。

一方で、一歩下がって耳を傾けることは、この世界の奇妙で複雑な部分について学ぶ素晴らしい方法だということも明らかになりつつある。ハリケーン後の次の満月のとき、産卵行動が一般的になると、シモンズ氏は「魚たちは再び大声で合唱を始めた」と語る。