宇宙から見たペンギンの糞が気候の変遷を物語る

衛星は地球を周回しながら、カリブ海で発生するハリケーン、アマゾンの熱帯雨林の燃え盛る様子、北朝鮮の兵士によるミサイル発射台の製造など、様々なものを観測しています。しかし、研究者たちは、南極大陸に広がるペンギンの糞の堆積物の画像を衛星で撮影することで、ペンギンの食性を明らかにする新たな方法を発見しました。

アデリーペンギンと気候変動を研究している科学者グループは、ペンギンの糞の色から、彼らがエビのようなオキアミ（赤みがかったオレンジ）を食べたのか、シミ（青）を食べたのかがわかることを発見しました。ペンギンの食性は、海洋生態系が気候変動にどう反応しているかを示す指標となるため、この違いは興味深いものです。例えば、別の研究では、オキアミを主食とせざるを得ないペンギンの雛は、魚類を主食とするペンギンの雛に比べて成長が遅いことが明らかになりつつあります。

ペンギンの糞は、鳥たちが集まる岩場に時間をかけて堆積し、色鮮やかなランドマークを形成しています。研究者たちはペンギンのコロニーからサンプルを採取し、そのスペクトル波長を調べ、その色を周回軌道上のランドサット7号衛星から撮影された画像と照合しました。

「西ではオキアミ、東では魚といったように、地域による明確な違いがあります」と、コネチカット大学のポスドク研究員であるケイシー・ヤングフレッシュ氏は述べ、先週ワシントンで開催されたアメリカ地球物理学連合の年次総会で研究結果を発表した。宇宙から食生活を追跡できたのは科学者にとって初めてのことで、研究者たちは、これは地球上の他の地域で特定の海鳥やペンギンの個体群がどのように生息しているかを調べるための新たなツールになると述べている。

500万組のアデリーペンギンの繁殖つがいが何をどれだけ食べているかを知ることは、食物連鎖の基盤がどのようになっているかを研究者に伝える上で重要です。南極半島（南アメリカ大陸の先端に向かって800マイル（約1300キロメートル）にわたって突き出ている）の西側では、小さなオキアミの個体数が激減しているようです。急速な温暖化と気候変動、そして産業規模の漁業の急増が、これらの小型甲殻類に大きな打撃を与えています。

オキアミはペットフードや栄養補助食品の原料として商業的に採取されていますが、多くのペンギンにとっては食生活の基本です。オキアミの数が減るにつれ、オキアミを好んで食べる西南極のペンギンの数も減少しています。「食生活から、食物網が時間とともにどのように変化してきたかを知ることができます」とヤングフレッシュ氏は言います。「すべての調査地を訪問するには、膨大な時間と費用がかかります。気候変動は非常に複雑なため、大規模なデータが必要です。」

ヤングフレッシュ氏は、色分けされた糞マップが将来、ペンギンだけでなく世界中の他の海鳥の個体数を追跡するのに使えることを期待していると述べています。海鳥はペンギンと同じ場所に集まり、同じものを食べるからです。もちろん、このリモートセンシングでは、ペンギンの食生活が時系列でどのように変化したかを知ることはできません。そこで、ある研究者がペンギンの歴史を探るため、グアノそのものを掘り起こしました。

「彼らがいつ到着したのか、食生活が時間とともにどのように変化してきたのか、未解明の疑問が残っています」と、ルイジアナ州立大学海洋学・沿岸科学助教授のマイケル・ポリト氏は語る。「これらは衛星では答えられない疑問であり、それを掘り起こすのが私の仕事でした。」

ポリト氏は、南極半島の先端にある遠く離れたデンジャー諸島で、人間の訪問がほとんどないままになっている大きなペンギンのコロニーで、グアノ、羽毛、骨、卵の殻の山を発掘した。彼はその山の底に達すると、その資料を研究室に持ち帰り、放射性炭素法を用いて最初のペンギンの定住者の年代を割り出した。その結果、ペンギンがデンジャー諸島に3,000年近く住んでいることがわかった。アデリーペンギンは氷のない陸地、開水面、そして雛を育てるための豊富な食料を必要とするため、ペンギンのコロニーの有無は当時の気候条件を示すサインだとポリト氏は話す。ポリト氏の新たな研究は、その地域へのペンギンの到達時期を2,200年前まで遡らせ、その地域の気候の歴史について氷床コアや堆積物から得られた他のデータを裏付けている。

マイケル・ポリト氏が南極のアデリーペンギンの繁殖コロニーを発掘し、ペンギンがこの場所に初めて到着した時期を特定しようとしている。動画：マイケル・ポリト/ルイジアナ州立大学

マイケル・ポリト

「宇宙からペンギンの食生活を推定できるこの能力は、南極の科学研究にとって真の変革をもたらすでしょう」とポリト氏は述べた。「従来の方法でペンギンの食生活を解明するには、非常に多くの時間と労力がかかります。ですから、宇宙から南極大陸全域の食生活を評価できるようになることは、実に驚くべき進歩です。」

糞を掘り起こし、衛星画像を分析することで、研究者たちはアデリーペンギンだけでなく、その近縁種であるヒゲペンギン、ジェンツーペンギン、コウテイペンギンにとって問題となり得る場所をより正確に把握できるようになっている。ストーニーブルック大学の生態学・進化学准教授、ヘザー・リンチ氏の研究室は、4種のペンギンのコロニーを大陸全域に網羅した巧妙な地図を作成し、市民ボランティアに協力を仰いでコロニーを一羽ずつ数えさせている。リンチ氏の研究グループはまた、1980年代から現在までに撮影された過去の衛星画像も検証し始めており、ペンギンの糞と食事の関連性を同様に証明できるかどうかを検討している。

WIREDのその他の素晴らしい記事