化石記録は現代の海洋生態系に関する手がかりを保持している

地球が（私たちが認識している限りでは）大量絶滅の第 6 段階に突入する中、動植物が絶滅した生態系の保全と回復を目指す生物学者にとって、かなり困難な課題が待ち受けています。しかし、海の虫、軟体動物、カニなどの助けが差し迫っています。7 月 11 日にPeerJ誌に掲載された研究によると、これらのグループの化石は、その多様性に比例して化石記録に保存されており、過去の生態系に関する確かな情報源となっています。

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人間が到着する前の姿を示す信頼できる証拠を見つけるのは、特に沿岸生態系では難しい。こうした場所は、人間が彼らの健康状態を監視し始める何世紀も前から、乱獲や汚染によって荒廃していた。ここで、卑しい軟体動物が役に立つのだ。

「これは何十年も古生物学のテーマでした。人々は、化石記録がそこに生息するものをどれだけよく反映しているかを知るために、さまざまな生息地の現代の生態系を調べてきました」と、フロリダ自然史博物館の無脊椎動物古生物学部長で、研究の共著者であるミハル・コワレフスキ氏は声明で述べた。「しかし、これまでの研究のほとんどは、特定のグループ内で種がどのように記録されているかを調べていました。私たちは、グループがシステム全体の中でどのように記録されているかを知りたかったのです。」

主に軟組織でできていた古代の生物は、骨や殻など硬い体の部分を持つ生物に比べて化石記録に残る可能性が低い。これらの硬い部分は、主にどの生物に属していたか、どの発達段階にあったかによって、厚さや強度もさまざまである。

研究者たちは、軟体動物を生態系全体の健全性の指標として注目してきました。軟体動物は化石記録によく見られ、生態系の健全性を表すことができるからです。軟体動物の丈夫な殻は海底に散らばっており、種の多様性と分布のパターンを示しており、人間が入り込む前の海洋の過去の状態を知る手がかりとなります。

研究チームによると、過去と現在の軟体動物は、水生生態系のバックボーンとしての地位、つまりバイタルサインが患者の健康状態を知らせるために使用される方法などにより、生態系の健康状態を広く推測するために使用できるという。科学者は、その後、より徹底した検査を実施し、はるか昔に絶滅した種の残骸と現生種の残骸を比較することで、個体数の減少、生息地の範囲の変化、外来種が導入されたかどうかのパターンを見つけることができる。

2021年、ヨーロッパの科学者たちは、地球温暖化により地中海東部の在来軟体動物の生物多様性がほぼ完全に崩壊したことを実証し、他の生物も苦境に立たされている可能性があることを示唆している。

「化石記録の偏りに関して私たちが知っていることのほとんどは、軟体動物に基づいています」と、共同執筆者でネバダ大学ラスベガス校の海洋保全古生物学者キャリー・タイラー氏は声明で述べた。「私たちは、軟体動物だけでなく、多くの種類の生物を含めた場合に、それらの偏りが一貫しているかどうかを判断できるように研究を計画しました。海洋生態系にミミズやウニ、その他のすべてのグループが含まれるとどうなるでしょうか？」

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この研究で、研究チームが最初に行ったのは、過去と現在の生物群集の相違点を調べるために、生きた生物と化石の生物群集を比較するのに適した海洋生態系を見つけることだった。研究チームは、死んだ動物と生きた動物の骨の残骸がある、ノースカロライナ州沖の比較的変化のない環境を使用した。研究チームは、そこで、特殊な生物群集を支える陸上と沖合の生息地の広範囲にわたる 52 か所からサンプルを収集した。

2 年間にわたり、研究チームは数百種類の海洋無脊椎動物を代表する 6 万点以上の生きている標本と死んだ標本を数えました。軟体動物の厚い殻は、他の柔らかいグループと比較して、化石記録に過剰に含まれています。しかし、死んだサンゴ、サンゴ、管状動物、その他の軟体動物以外の生物の破片は、生きているものと同じレベルで、豊富さと多様性の両方でより広く存在しています。

この地域では、現在ほど多様性に富んでいない腕足動物やヒトデは、数が少ないこともあり、化石記録には見られない。過去と現在の生息地は、異なる種が優勢だった。例えば、現在では一般的なヤドカリの一種は化石記録には現れていないが、異なるグループに属する種の全体的な数は一定のままだった。

研究チームによると、ほとんどの海洋生態系にはそこに生息する種の完全な目録がなく、一部の種の減少や絶滅により、現存する種数は減少している。ノースカロライナ州のような他の海洋環境が今回の研究で記録されれば、研究者はそれらの生物群集の長期的な生存可能性を評価するための基準を得ることができる。

「動物によって保存状態は異なりますが、化石群集全体を特定の場所の過去を振り返る写真として活用することができます」とタイラー氏は言う。「現生の生物群と比較することで、生態系がどれだけ変化したかがわかり、その変化に基づいて最善の保全戦略を決定できます。」