第44章生態学と生物圏

Coral Reefsサンゴ礁

Coral reefs are ocean ridges formed by marine invertebrates, comprising mostly cnidarians and mollusks, living in warm shallow waters within the photic zone of the ocean. They are found within 30˚ north and south of the equator. The Great Barrier Reef is perhaps the best-known and largest reef system in the world—visible from the International Space Station! This massive and ancient reef is located several miles off the northeastern coast of Australia. Other coral reef systems are fringing islands, which are directly adjacent to land, or atolls, which are circular reef systems surrounding a former landmass that is now underwater. The coral organisms (members of phylum Cnidaria) are colonies of saltwater polyps that secrete a calcium carbonate skeleton. These calcium-rich skeletons slowly accumulate, forming the underwater reef (Figure 44.23). Corals found in shallower waters (at a depth of approximately 60 m or about 200 ft) have a mutualistic relationship with photosynthetic unicellular algae. The relationship provides corals with the majority of the nutrition and the energy they require. The waters in which these corals live are nutritionally poor and, without this mutualism, it would not be possible for large corals to grow. Some corals living in deeper and colder water do not have a mutualistic relationship with algae; these corals attain energy and nutrients using stinging cells called cnidocytes on their tentacles to capture prey.

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サンゴ礁は、海の有光層の暖かく浅い水域に暮らす、主に刺胞動物と軟体動物からなる海産無脊椎動物が作る海中の隆起で、赤道の南北30度以内に見られる。グレートバリアリーフは、おそらく世界で最も有名で最大の礁群で、国際宇宙ステーションからも見える。巨大で古いこの礁は、オーストラリア北東岸から数マイル沖にある。ほかには、陸に直接接する島を縁取る礁や、かつての陸地が水没した場所を輪状に囲む環礁がある。サンゴは刺胞動物門に属し、海水中のポリプが群体を作り、炭酸カルシウムの骨格を分泌する。このカルシウムに富む骨格がゆっくり積み重なり、水中の礁を作る（図44.23）。比較的浅い水深約60 m（200フィート）にいるサンゴは、光合成をする単細胞藻類と相利共生する。この関係によって、必要な栄養とエネルギーの大部分を得る。生息する水は栄養に乏しいため、相利共生がなければ大型のサンゴは育てない。深く冷たい水にいる一部のサンゴは、藻類と相利共生しない。触手の刺胞細胞を使って獲物を捕らえ、エネルギーと栄養を得る。

It is estimated that more than 4,000 fish species inhabit coral reefs. These fishes can feed on coral, the cryptofauna (invertebrates found within the calcium carbonate substrate of the coral reefs), or the seaweed and algae that are associated with the coral. In addition, some fish species inhabit the boundaries of a coral reef; these species include predators, herbivores, and planktivores, which consume planktonic organisms such as bacteria, archaea, algae, and protists floating in the pelagic zone.

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サンゴ礁には4,000種を超える魚が生息すると推定される。これらの魚は、サンゴ、隠れ住む小動物（サンゴ礁の炭酸カルシウム基質内にいる無脊椎動物）、またはサンゴに伴って生える海藻や藻類を食べる。礁の周縁に暮らす魚種もいる。捕食者、植食者、プランクトン食者が含まれ、プランクトン食者は、漂泳域に浮遊する細菌、古細菌、藻類、原生生物などを食べる。

サンゴの間を数匹の魚が泳ぐ写真。手前のサンゴは青く、枝分かれした腕のような構造をもつ。奥には金床形のサンゴがある。 — Figure 44.23図 44.23
Coral reefs are formed by the calcium carbonate skeletons of coral organisms, which are marine invertebrates in the phylum Cnidaria. (credit: Terry Hughes)
サンゴ礁は、刺胞動物門の海産無脊椎動物であるサンゴの、炭酸カルシウムの骨格によって形成される。（出典：Terry Hughes）

Global Decline of Coral Reefs世界的なサンゴ礁の減少

It takes many thousands of years to build a coral reef. The animals that create coral reefs have evolved over millions of years, continuing to slowly deposit the calcium carbonate that forms their characteristic ocean homes. Bathed in warm tropical waters, the coral animals and their symbiotic algal partners evolved to survive at the upper limit of ocean water temperature.

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サンゴ礁の形成には、何千年もの時間がかかる。礁を作る動物は何百万年もかけて進化し、その特徴的な海の住みかとなる炭酸カルシウムを、ゆっくり堆積させ続けてきた。暖かい熱帯の海水に浸るサンゴと、その共生相手の藻類は、海水温の上限付近で生存するよう進化した。

Together, climate change and human activity pose dual threats to the long-term survival of the world’s coral reefs. As global warming due to fossil fuel emissions raises ocean temperatures, coral reefs are suffering. The excessive warmth causes the reefs to lose their symbiotic, food-producing algae, resulting in a phenomenon known as bleaching. When bleaching occurs, the reefs lose much of their characteristic color as the algae and the coral animals die if loss of the symbiotic zooxanthellae is prolonged.

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気候変動と人間の活動は、世界のサンゴ礁の長期的な存続に二重の脅威を与える。化石燃料の排出に由来する地球温暖化が海水温を上げるにつれ、サンゴ礁は被害を受けている。過度の高温によって、餌を作る共生藻類が失われ、白化という現象が起こる。白化すると、礁は特徴的な色の多くを失う。共生する褐虫藻を失った状態が長く続けば、藻類とサンゴの動物体が死ぬ。

Rising levels of atmospheric carbon dioxide further threaten the corals in other ways; as CO₂ dissolves in ocean waters, it lowers the pH and increases ocean acidity. As acidity increases, it interferes with the calcification that normally occurs when coral animals build their calcium carbonate shelters.

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大気中の二酸化炭素の増加は、別の形でもサンゴを脅かす。CO₂が海水に溶けると、pHが下がり、海の酸性度が上がる。酸性度の上昇は、サンゴが炭酸カルシウムの住みかを作るときに通常起こる、石灰化を妨げる。

When a coral reef begins to die, species diversity plummets as animals lose food and shelter. Coral reefs are also economically important tourist destinations, so the decline of coral reefs poses a serious threat to coastal economies.

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サンゴ礁が死に始めると、動物が餌と隠れ場所を失うため、種多様性は急落する。サンゴ礁は経済的にも重要な観光地なので、その減少は沿岸経済にも深刻な脅威となる。

Human population growth has damaged corals in other ways, too. As human coastal populations increase, the runoff of sediment and agricultural chemicals has increased, as well, causing some of the once-clear tropical waters to become cloudy. At the same time, overfishing of popular fish species has allowed the predator species that eat corals to go unchecked.

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人口増加は、ほかの形でもサンゴを傷つけてきた。沿岸の人口が増えるにつれ、土砂や農業用化学物質の流出も増え、かつて透明だった熱帯の海の一部が濁るようになった。同時に、人気のある魚種の乱獲により、サンゴを食べる捕食種の増加に歯止めがかからなくなっている。

Although a rise in global temperatures of 1–2 ˚C (a conservative scientific projection) in the coming decades may not seem large, it is very significant to this biome. When change occurs rapidly, species can become extinct before evolution can offer new adaptations. Many scientists believe that global warming, with its rapid (in terms of evolutionary time) and inexorable increases in temperature, is tipping the balance beyond the point at which many of the world’s coral reefs can recover.

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今後数十年の地球の気温上昇が1～2℃という予測は、控えめな科学的見通しだが、大きな変化に思えないかもしれない。しかし、このバイオームにとっては非常に重大である。変化が急速に起こると、進化によって新しい適応が生じる前に、種が絶滅することがある。多くの科学者は、進化の時間尺度では急速で、容赦なく進む温度上昇を伴う地球温暖化が、世界の多くのサンゴ礁を、回復できる限界の向こうへ押しやっていると考えている。