クジラは海洋全体にDNAの「足跡」を残す。私たちはそれをどう追跡しているのか

(MENAFN- The Conversation) 地中海は、海洋の中で最も大きな動物のいくつかが生息しています。西岸沿いに一般的に見られる九種のクジラ類の中には、ヒゲクジラ（Balaenoptera physalus、世界で二番目に大きな海洋動物）や、マッコウクジラ（Physeter macrocephalus）が含まれています。これらの種はそれぞれ最大で23メートルおよび18メートルの長さに達し、その個体群は大西洋の仲間たちから遺伝的に隔離されています。

しかし、その大きさにもかかわらず、これらの巨大な動物は見つけるのが難しいことがあります。たとえば、マッコウクジラは主に公海に生息し、1500メートル以上の深さで見られるイカや深海魚を食べます。彼らの潜水は通常30分から60分続き、その後、数分間の呼吸と休息のために水面に浮上します。

その大きさと行動は、これらのクジラを船との衝突の高いリスクにさらします。また、航行交通、騒音汚染、生息地の劣化など、他の人間の活動にも影響を受けます。国際自然保護連合（IUCN）は、地中海のマッコウクジラとヒゲクジラの個体群を絶滅危惧種として分類しており、どちらもその赤リストに載っています。

これらのクジラを保護するために、科学者たちは彼らの生態や行動をよりよく理解し、確固たる証拠に基づいた効果的な保護計画を策定しようとしています。

海でのクジラ類の研究

科学界は、クジラ類を研究し監視するためにさまざまな技術を使用しています。視覚調査は、これまで最も広く使用されてきた方法です。これは、プラットフォーム（ボートや航空機）から動物を直接観察し、あらかじめ定義されたトランセクトに沿ってデータを記録することを含みます。これは、存在、分布、数、成長段階（子供、若獣、または大人）、行動などのデータを記録するために、地域に直線が引かれることを意味します。

音響記録は、クジラ類が発する声を検出することも可能にします。これは、マイクロフォンのように機能する水中マイク（ハイドロフォン）を使用して行います。これにより、水中の音を捕らえ、専門のソフトウェアを用いて分析することができます。これらの記録は、種を特定するために使用され、場合によっては特定の個体を特定することも可能です。

電子デバイスを使用してクジラ類にタグを付けることは、個体追跡に非常に効果的です。この技術は、動物の動きを追跡し、環境変数を記録するセンサーを使用します。得られた情報は、彼らの分布地域、行動パターン、生息地の使用を理解するための鍵であり、より正確な保護戦略を設計する上で基本的です。

さらに、クジラ類が死亡すると、しばしば近くの海岸に打ち上げられ、これらの出来事も貴重な情報を提供します。ビーチに打ち上げられた動物は、遺伝子および寄生虫に関するサンプル、食事パターンに関するデータを提供することができます。これにより、個体群の状態、彼らの生態的相互作用、脅威、起源、遺伝的構造を評価することが可能になります。

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環境DNA：革命的な研究ツール

すべての生物は、DNAを含む1つまたは複数の細胞で構成されています。このDNAは、種のアイデンティティに関する遺伝情報を保存する分子です。

これらの細胞は、皮膚の脱落、排泄、または配偶子の放出などのプロセスを通じて、自然環境に継続的に放出されます。人間の目には見えませんが、これらの粒子は土壌、水、空気、さらには雪の中に広く分布しています。ヒゲクジラやマッコウクジラのような海洋動物の場合、皮膚の断片を脱落させたり、排泄したりすることでDNAが水中に放出されます。

これは、クジラがある地域を通過する際に、残された細胞の破片がその存在を示す明確なサインとして機能することを意味します。単純な水のサンプルには、抽出、配列決定、分析できる環境DNAの断片が含まれている可能性があります。

21世紀初頭以来、メタバーコーディングと呼ばれる技術により、単一の環境サンプル内に存在する複数の種からDNAを分離し、増幅することが可能になりました。コンピュータ分析を通じて、得られた配列は種レベルまたは特定の分類群内で特定でき、サンプリングエリアにおいてサンプル採取前の特定の期間に存在した生物を特定することが可能になります。

これは、適切に分析されると、単一の水サンプルがマッコウクジラやヒゲクジラなどのクジラ類だけでなく、他の海洋脊椎動物の存在を明らかにできることを意味します。

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環境DNAを使用してクジラを研究する

2023年以降、バレンシア大学の海洋動物学ユニットは、バレンシア共同体の沿岸で環境DNA分析のために水サンプルを系統的に収集しています。その結果は重要であり、ヒゲクジラやマッコウクジラを含む最大5種のクジラ類の遺伝物質を検出することを可能にしました。また、さまざまな魚、サメ、エイ、ウミガメの種も含まれています。

これらの観察により、動物が頻繁に訪れる地域を特定し、彼らの空間的および季節的パターンを分析することが可能になります。この情報は、政府機関と共有され、海洋保護区の設計や特定の保護措置の実施に役立ちます。

さらに、フェリー、研究船、漁船など、すでに地中海を定期的に航行している船舶を使用して水サンプルを収集できます。LIFE CONCEPTU MARISのような、クジラ類や他の海洋脊椎動物の研究に特化したプロジェクトは、商業船を使用して、船上観察と環境DNA分析のためのサンプルを系統的に収集します。

このアプローチは、コストを削減し、サンプリングの環境への影響を最小限に抑え、一般市民にアクセス可能なよりオープンで協力的な科学アプローチを促進するのに役立ちます。

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