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2019年11月22日

共同発表機関のロゴマーク
津波から8年、海岸生物は回復途上
~寄生虫から海岸生態系の回復を読み解く~

(筑波研究学園都市記者会、環境省記者クラブ、環境記者会、福島県政記者クラブ同時配付)

令和元年11月22日(金)
国立研究開発法人国立環境研究所
地域環境研究センター 海洋環境研究室
 主任研究員 金谷 弦
 特別研究員 伊藤 萌
高知大学 農林海洋科学部
 准教授:三浦 収
日本大学 生物資源科学部
 助教:中井 静子
東北大学 東北アジア研究センター
 教授:千葉 聡
 

   高知大学、国立環境研究所、日本大学、東北大学らの研究チームは、干潟の巻貝ホソウミニナに寄生(感染)する吸虫類への津波の影響を仙台湾の干潟で調べ、巨大津波が吸虫類寄生虫の感染率と種多様性を著しく減少させ、その状況が2019年まで続いていることを世界で初めて明らかにしました。吸虫類寄生虫は、一生のうちに鳥や魚、ゴカイや巻き貝などの宿主をめぐりながら成熟し、子孫を残していきます。感染率の減少や種組成の変化は、巨大津波による宿主動物の減少に起因したと考えられ、吸虫類寄生虫が巨大災害後における沿岸生態系の健全性、特に「生き物どうしのつながり」の回復状況を評価する指標となることを示唆しています。
   本研究成果は、エルゼビア社から刊行される国際科学雑誌International Journal for Parasitologyの電子版に2019年11月21日付で掲載され、同雑誌のWebサイトで「Highlighted Articles」としても取り上げられる予定です。

1.研究の背景

   東日本大震災にともなう大津波が東北地方を襲ってから、約8年の歳月が流れました。この間の研究の蓄積により、沿岸の生物も津波により大きな影響をうけたことが明らかにされてきました文献1~3。海岸地域では、震災後に生物の種数や個体数が大きく減少しました。一方、私たちの研究により、津波によって大きく減少した干潟の生き物も、数年の間に徐々に回復してきたことがわかっています文献3~4。しかし、海岸生態系の中にある「生き物どうしのつながり」がどのようなダメージを受け、そしてどの程度回復したのかを測ることは容易なことではありません。

2.研究の目的

研究対象とした二生吸虫の生活環を表した図の画像

   潮間帯に生息する二生吸虫(にせいきゅうちゅう)注1の仲間は、貝・カニ・ゴカイ・魚そして鳥などの宿主に感染する寄生虫です。二生吸虫が成熟するためには栄養段階の異なる複数の宿主に感染することが必要になります(図1)。そのため、例えば貝やカニなど宿主である海岸生物が減少すると、二生吸虫も減少してしまうことが知られています。つまり、海岸生態系(干潟や浅い海)の様々な生物の出現頻度とその変化を二生吸虫は反映すると考えられます。日本各地の干潟に多産する巻き貝のホソウミニナは、二生吸虫の第1中間宿主となっています。本研究では、干潟に暮らす巻き貝ホソウミニナを宿主として利用する二生吸虫の性質を利用して、その感染率や種組成の変動から、津波後の海岸生態系の回復過程を推定しました。

図1.研究対象とした二生吸虫注1の生活環。第一中間宿主として干潟や浅い海に暮らす巻き貝(本研究で対象としたホソウミニナを含む)を利用し、巻き貝体内で生育したレジア・スポロシスト幼生は毎日多数のセルカリア幼生を水中に遊出し続けます。セルカリア幼生は第2中間宿主であるカニ、魚、ゴカイなどに感染してメタセルカリアを形成し、これらは最終的に干潟を訪れる鳥(終宿主:シギ・チドリ類など)に食べられて成熟します。このように、吸虫類がその生活環を完結するためには、宿主となる生物が生態系の中で健全に個体群を維持していることが必須です。

3.研究手法

延べ10年にわたる継続調査を行った5つの干潟と干潟周辺で観測された津波の高さを表した図の画像

   私たちの研究チームでは、震災前の2005年と2006年および震災後の2012年から2019年の期間に、仙台湾沿岸と周辺海域の5つの干潟で生物調査を行い(図2)、各干潟から約150個体のホソウミニナ(図3注2を実験室に持ち帰りました。そして顕微鏡下での解剖により、ホソウミニナへの二生吸虫の感染率と種の多様性を調べました。本研究では、10年以上の期間に及ぶ調査で得られたデータを使って、特に津波の前後での二生吸虫の感染率と多様性の変化を詳しく解析しました。

図2.延べ10年にわたる継続調査を行った5つの干潟と干潟周辺で観測された津波の高さ。仙台湾周辺の松川浦(まつかわうら;福島県相馬市)、鳥の海(とりのうみ;宮城県亘理町)、潜ヶ浦(かつぎがうら;宮城県東松島市)、万石浦(まんごくうら:宮城県石巻市)、長面浦(ながつらうら;宮城県石巻市)。

調査を行った干潟の1つ、宮城県東松島市潜ヶ浦(かつぎがうら)の津波後の風景と、津波を生き抜いたホソウミニナの画像と震災前の松川浦で干潟上に群れるホソウミニナの画像

図3.調査を行った干潟の1つ、宮城県東松島市潜ヶ浦(かつぎがうら)の津波後の風景(左)と、津波を生き抜いたホソウミニナ(中)。2012年4月撮影。右は、震災前の松川浦で干潟上に群れるホソウミニナ。2010年5月撮影。

4.研究結果と考察

   10年以上に及ぶモニタリングの結果、5つの干潟で津波前には多く観察されていた二生吸虫が、津波後の一時期、ほとんどみられなくなったことが分かりました。ホソウミニナに寄生する二生吸虫は8種が知られており、調査を行った5つの干潟ではそのうちの6種が確認されました。二生吸虫の出現種数は津波後にそれぞれの干潟で大きく減少し、種多様性の減少は長面浦(ながつらうら)・潜ヶ浦(かつぎがうら)・鳥の海などの津波の影響が大きかった干潟(図4)で特に顕著でした。津波後に少しずつ二生吸虫の感染率や多様性は回復してきましたが、津波前の状態にはまだ戻っていません。群集構造解析の結果、ホソウミニナからみつかった二生吸虫の種構成は2013年以降大きく変化し、感染率や種数も震災後は多くの干潟で不安定に変化するなど、津波の影響が2019年まで続いていることが分かりました。

震災前後におけるホソウミニナへの二生吸虫の感染率と種組成、および寄生されたホソウミニナ一個体当たりの平均出現種数の図

図4. 震災前後におけるホソウミニナへの二生吸虫の感染率と種組成(上)、および寄生されたホソウミニナ一個体当たりの平均出現種数(下)。調査を行った5つの干潟のうち、長面浦、潜ヶ浦、鳥の海の結果について示しています。津波後に感染率・寄生していた種数は大きく低下し(青矢印)、二生吸虫の種組成も震災前とは変化しています。ホソウミニナ(第1中間宿主)だけではなく、魚やカニ、ゴカイ(第2中間宿主)や鳥(終宿主)が一時的にいなくなったり、種組成が変化したことを反映しているのかもしれません。

   二生吸虫の出現頻度や多様性は、海岸生態系の底生生物の出現頻度や多様性と深く関わっていることが指摘されています。したがって、津波後に見られた二生吸虫の減少や種構成の不安定性は、仙台湾周辺の干潟や浅海域の生態系が津波により大きなダメージを受け、そしてまだ回復の途中であることを物語っています。大津波が生じてから8年もの時間が流れ、海岸生態系は着実に回復へと向かっていますが、津波以前のような豊かな生態系に戻るにはさらなる時間が必要なようです。

5.今後の展望

   東日本大震災は、1000年に一度の大災害だと言われています。震災から8年を経て、干潟の生きものたちはかなり回復してきました文献3~4。しかし、本研究でおこなった寄生虫によるモニタリングの結果は、被災地の海岸生態系が未だに回復途上にあることを明確に示しています。このような巨大災害の後に、海岸生態系がどれくらいの時間をかけて元の状態に戻っていくのか、私たちはまだ明確な答えを持っていません。私たちは、巻き貝に寄生する二生吸虫を用いた新たな手法による生態系モニタリングのデータを蓄積していくことで、津波からの生物の回復過程を克明に記録していきたいと考えています。

6.注釈

注1:二生吸虫(にせいきゅうちゅう)
   風土病として知られる日本住血吸虫症、肝蛭症、肺吸虫症・肝吸虫症などは二生吸虫の感染によって引きおこされます。しかし、海辺や河川の中には、人間と関わり合いをもたない人畜無害な二生吸虫もたくさん生息しています。彼(彼女)らは、扁形動物門吸虫綱二生亜綱に属する生物の総称であり、寄生生活を送る後生動物の中で最大のグループです。その生活史はとても特殊であり、交尾に至るまでに最大で3種の宿主を渡り歩きます。このような複雑なサイクルを繰り返しながら、二生吸虫は次世代に命を繋いでいます。近年の研究により、彼らが生態系の中で果たしている役割について、多くの興味深い知見が得られています文献5

注2:ホソウミニナBatillaria attramentaria(=B. cumingi)
   北海道から九州までの干潟にしばしば非常に高密度で分布するウミニナ科の巻き貝です。干潟上に高密度で生息する普通種ですが、震災による津波、地盤沈下、復旧工事による地形改変などにより多くの干潟で密度が著しく低下しました。

7.研究助成

本研究は、以下の研究プロジェクトの一環として実施されました。
・文部科学省 東北マリンサイエンス拠点形成事業(TEAMS)
・文部科学省 若手研究者の自立的研究環境整備促進事業
・国立環境研究所 災害環境マネジメント研究プログラム
・JSPS科学研究費助成事業
(番号21770013、25840160、16K18606、17K07580)
・稲盛財団 研究助成
・住友財団 環境研究助成
・伊藤科学振興会 伊藤科学研究助成金

8.発表論文

【タイトル】
Prevalence and species richness of trematode parasites only partially recovers after the 2011 Tohoku, Japan, earthquake tsunami.
【著者】
Miura O, Kanaya G, Nakai S, Itoh H, Chiba S
【雑誌】
International Journal for Parasitology 電子版
【DOI】
https://doi.org/10.1016/j.ijpara.2019.07.006【外部サイトに接続します】
【URL】
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0020751919302577【外部サイトに接続します】

9.問い合わせ先

研究に関する問い合わせ

国立大学法人 高知大学 農林海洋科学部
   准教授 三浦 収(みうら おさむ)
   TEL/FAX:088-864-6765
   Email: miurao (末尾に@ kochi-u.ac.jpをつけてください)
国立研究開発法人 国立環境研究所 地域環境研究センター 海洋環境研究室
   主任研究員 金谷 弦(かなや げん)
   E-mail:gen(末尾に@nies.go.jpをつけてください)
   TEL:029-850-2590

報道に関する問い合わせ

国立研究開発法人国立環境研究所 企画部広報室
   E-mail:kouhou0 (末尾に@nies.go.jpをつけてください)
   TEL:029-850-2308

10.関連する文献(本論文の著者に下線を付した)

1. Miura O, Kanaya G (2017) Impact of the 2011 Tohoku Earthquake Tsunami on marine and coastal organisms. Biology International SI36: 81–92
2. Kanaya G, Suzuki T, Kikuchi E (2015) Impacts of the 2011 tsunami on sediment characteristics and macrozoobenthic assemblages in a shallow eutrophic lagoon, Sendai Bay, Japan. PLOS ONE 10: e0135125
3. Miura O, Kanaya G, Nakai S, Itoh H, Chiba S, Makino W, Nishimura T, Kojima S, Urabe J (2017) Ecological and genetic impact of the 2011 Tohoku Earthquake Tsunami on intertidal mud snails. Scientific Reports 7: 44375 DOI: 10.1038/srep44375
4. 金谷弦、多留聖典、柚原剛、海上智央、三浦収中井静子伊藤萌、鈴木孝男(2019)福島県いわき市鮫川干潟における大型底生動物の多様性-東日本大震災後の状況と復旧工事による影響-.日本ベントス学会誌73:84–101
5. 三浦収(2013)二生吸虫:宿主を操る黒幕の正体.日本生態学会誌63:287–297.