湾内で水遊びをしていると、水中にはたくさんの緑の生き物がいます。 水中の緑色はいったい何なのでしょうか。
バーネガット湾の水中植物(SAV)は、植物のアマモ(Zostera marina)と藻類の一種であるシーレタス(Ulva lactuca)の 2 種類が一般的な形態です。 一見すると似ているように見えるが、実はこの2種は大きく異なり、そのため水中の変化に対する行動や反応も異なる。
ウミレタス(Ulva lactuca、左)とアマモ(Zostera marina、右)はともに植物界に属しますが、分類学上の類似点はそれだけにとどまりません。 シーレタスは緑藻類、アマモは維管束植物であり、両者は異なる植物門に属している。 Image credit: Brianna Hoegler.
アマモとウミレタスは、どちらも植物界に属する植物である。 この王国には、陸上植物、水生植物、コケ、および緑藻類が含まれます。 アマモとシーレタスを含む植物界の多くの仲間は、クロロフィルを使って太陽エネルギーを物質に変換する能力を持っています。 この過程は光合成と呼ばれています。 7590>
光合成の化学プロセス。 Image credit: Brianna Hoegler.
しかし、厳密に「植物」として分類される生物と「藻類」として知られる生物には、根本的な違いがあります。
そこで、まずはこの疑問に答えてみましょう。 植物とは何か? 植物とは何かという定義は一つではありませんが、植物とみなされる生物には一般的に受け入れられている特徴があります。 何千年もの間、すべての生物は、静止している植物と、餌を求めて動き回る動物のどちらかに分類されてきました。 現在では、この2つの分類は広すぎることがわかっています。 かつて植物に分類されていた種の多くは、現在では菌類など、他の種類の生物に分類されています。 植物として認識されている生物には、一般的にいくつかの特徴があります。 まず、植物はすべて真核生物である。 真核生物は、細胞内に小器官と呼ばれる膜に覆われた構造物を持つ生物で、これらの小器官はすべて細胞内で特定の仕事を行い、核は細胞の「頭脳」として機能する小器官である。 植物は多細胞生物であることが多く、生物全体が多くの細胞から構成されていることを意味します。 また、植物細胞はセルロースでできた細胞壁を持っています。
私たちの地域でよく見られるSAVの一種であるアマモは、維管束植物の一種である。 根で土に付着しており、栄養分のほとんどを土から得ています。 Photo credit: Save Barnegat Bay.
次に、これに答えましょう。 藻類とは何でしょうか? この質問に対する答えは、ひとつではありません。 緑藻類は植物界に属し、したがって植物とみなされますが、他の種類の藻類は植物界に属さないかもしれません。 紅藻は植物界、原生生物界、あるいは独自の界に属するかどうか、また褐藻類は染色体界に属するかどうか、科学界では議論がある。 私たちが「藻類」と考えているものは多系統で、すべての種類の藻類が直接共通の祖先を持っているわけではありません。 藻類は非常に多様なグループであるが、一般に、水生であること、真核生物であること、光合成によりエネルギーを物質に変換すること、光合成の主要な色素としてクロロフィルを利用することなどの特徴がある。
シーレタスは、バーネガット湾でよく見られる緑藻類の一種である。 血管系を持たず、水柱から直接栄養分を得ている。 Photo credit: Save Barnegat Bay.
一般に水生植物と呼ばれるものと藻類は構造が異なる。 植物は藻類とは異なり、根、茎、葉、そして血管系を持っています。 これらの構造により、植物は土壌から窒素やリンなどの栄養分を取り込むことができます。
藻類は水中から直接栄養分を摂取するため、水中の栄養分が過剰になると、藻類が極端に繁殖します。
植物や藻類は、生きて成長するために特定の栄養素を必要とします。 これらの栄養素の中には、リンや窒素など、自然界に少量しか存在しないため、制限栄養素として知られ、利用できる量によって植物が成長できる量が制限されるものがあります。 健全な水域生態系では、水中にも土壌にも少量のリンと窒素が存在します。 これによって、浮遊藻類と根を張った植物の両方が栄養を得られるようになり、藻類の成長は、植物の光合成に必要な日光を妨げない量に制限されます。
人間の活動は、水中に入り込む制限栄養素の量を大幅に増やすことがあります。 芝生の肥料、犬の糞、草刈り、その他の非点源汚染には窒素が含まれており、それが陸地から流出水や地下水によって湾に運ばれることがあります。 水中の過剰な窒素は藻類を増殖させますが、アマモ場は土壌から窒素を最もよく吸収するため、この過剰な窒素をほとんど受けません。 このように、水中に過剰な栄養塩が加わることを富栄養化という。 その結果、藻の大発生が起こり、アマモ場はそのような藻の存在が多いために生き残るのが難しくなることがあります。
さらに、アオコの発生は、水生植物以外にも壊滅的な影響を及ぼしかねません。 光合成を行う藻類が増えると、最初は水に溶存酸素が加わりますが、すぐに酸素濃度が低下します。 これは、藻類が死ぬと、バクテリアによって消費されるからです。 藻類が死ねば死ぬほど、バクテリアが繁殖する。 バクテリアが藻類を消費すると、水柱の酸素も大量に消費されます。 水中の酸素が減少した状態になると、生存できる生物種が少なくなる。 この状態を「低酸素症」という。 極端な場合には、水中の酸素がほとんどなくなってしまい、蚊の幼虫だけが水中で生存できるようになります。 7590>
バーネガット湾の生態系は、アマモ場の健全性に大きく依存している。 穏やかな水と海草のために、バーネガット湾は、多くの河口域および海洋生物種にとって理想的な保育場所となっています。 多くの水生生物はアマモ場に卵を産み、幼生期を過ごし、またアマモ場に生息地と食料を頼って一生を過ごす生物もいます。 これらの種の多くは、ワタリガニ、ホタテ、アサリ、多くの魚の幼生など、地元の漁業にとって重要な存在です。 アマモの多くはアマモを食べるので、アマモは渡り鳥の個体数の維持にも役立ち、草むらに住む種を捕食する鳥の個体数の維持にも役立ちます。
アマモなどの海草は、高品質の水を維持し沿岸環境を保護するのに欠かせないものです。 アマモは、汚染物質をろ過し、土砂を捕捉することによって、質の高い水を支え、その結果、水はより澄んできれいになります。 また、アマモの群落は波のエネルギーを軽減し、海岸線を浸食から守る役割も果たしています。 アマモは、温室効果ガスとして知られる二酸化炭素やメタンを吸収・貯蔵するため、気候変動の影響を軽減する効果も期待されています。 1エーカーの海草が毎年740ポンドの炭素を吸収すると推定されていますが、これは自動車を3,860マイル走らせたときに放出される量に相当します。
地域の生態系と地球を守るためには、アマモ場の継続的な存続が不可欠です。 アマモのような海草の重要性についてもっと知りたい方は、Barnegat Bay Partnershipによる漫画はこちらをご覧ください。
バーネガット湾で活発に行われている研究のひとつに、海草の分布があります。 これは、海草藻場のモニタリング、湾内環境の復元、そしてなぜ一部の地域で草が生えなくなったのかを知るというものです。 ストックトン大学の海洋科学准教授であるエリザベス・レイシーは、この研究に積極的に参加し、学生に海草の重要性を伝える活動をしています。 レイシーさんは、草原の重要性と海草の再生について語るオンライン・フィールドトリップを学生や一般に提供しています。 視聴するには、こちらをクリックしてください。
バーネガット湾を守るためには、富栄養化を最小限に抑え、アマモ場を保護するために、私たち全員が自分の役割を果たす必要があります。 このプロセスは、私たちの家の庭から始まります。 ペットを飼っている人は、必ずペットの排泄物を拾って、適切に処理するようにしましょう。 芝生や庭の植物を選ぶときは、肥料を必要とせず、雨水の吸収やろ過に役立つ自生植物を選びましょう。 芝生に肥料を与えないことが湾にとって最善ですが、肥料を与える場合は、徐放性窒素を使用したものを選び、できるだけ使用量を少なくして、湾に流れ込む余分なものを少なくしましょう。
アマモの保護に役立つもう一つの方法は、湾内で過ごすときに気をつけることです。 ジェットスキーやボートのモーターはアマモの群落を傷つけることがあるので、こうした活動に参加するときは、生息環境を損なわないように注意することが大切です。 また、固定されていないボートのアンカーは、湾の底を引きずり、アマモを根こそぎ倒してしまうことがあります。 さらに、アマモの群生地でアサリを掘ると、アマモが根こそぎになる可能性があるので、こうした場所では掘らない方がよいでしょう。