ユニークな連携が有毒藻類の警告に役立つかもしれない

1991年、ワシントン州保健局のバイオトキシンコーディネーター、フランク・コックスはマテガイ採掘に出かけました。彼は採集した貝を梱包し、州立研究所に送り、麻痺性貝毒の有無を調べてもらいました。麻痺性貝毒は、その沿岸地域で唯一発見されている海洋毒素です。

研究室は貝を粉砕し、組織を溶媒と混ぜ合わせました。そして、当時よく行われていた検査方法である懸濁液をマウスに注入しました。ところが、マウスは奇妙な行動を取り始めました。麻痺性貝中毒の典型的な症状である、息を切らしたり死んだりする代わりに、マウスは耳の後ろを掻き始めたのです。一見無害に思えるこの症状は、新たな有毒物質の脅威を露呈させました。ドウモイ酸が西海岸に到達したのです。

ドウモイ酸は、プランクトン性珪藻類または単細胞藻類の一種であるシュードニッチア属が産生する、致命的な天然神経毒です。この藻類がムール貝、ハマグリ、アメリカイチョウガニなどの海洋生物に食べられると、この酸が消化管や内臓に濃縮されます。そして、これらの美味しい海の幸を人間が摂取すると、ドウモイ酸によって頭痛、胃けいれん、吐き気、下痢などの症状が現れます。より重篤なケースでは、発作、昏睡、さらには短期記憶喪失を引き起こすこともあり、この病気は健忘性貝中毒とも呼ばれます。1987年に世界で初めてドウモイ酸中毒が発生し、3人が死亡しました。

ワシントン州の当局は、実験室でマウスに何が起こっているのかを知ると、すぐに州全体の海岸線を封鎖しました。高速道路には電光掲示板が設置され、観光客に潮干狩りを控えるよう警告が出され、ワシントン州魚類野生生物局は武装警官を派遣して海岸を巡回させました。「人々は一体何が起こっているのか全く知りませんでした」と、太平洋岸北西部の有害藻類ブルームを研究している米国海洋大気庁（NOAA）の海洋学者、ヴェラ・トレーナー氏は言います。 

トレーナー氏によると、当時、沿岸部のコミュニティの人々から、強い疑念と怒りの声が上がったという。そこには、食料と収入源を貝類の採取に頼っている多くの先住民族も含まれている。「人々は『政府は私たちに楽しみを与えたくないから、こんなことを言っているんだ。私たちに当然の権利を取らせたくないんだ』と言っていました」とトレーナー氏は語る。

それ以来、ドウモイ酸を生成する有毒な藻類ブルームは、州の海岸の閉鎖を余儀なくさせ続けています。1998年から1999年、そして2002年から2003年にかけて、数回にわたり、海岸は潮干狩りのシーズン中ずっと閉鎖されたままでした。トレーナー氏と同僚たちは、今月Frontiers in Climate誌に発表された論文の中で、気候変動がこれらのブルームの頻度と深刻さにも影響を与えている可能性があることを発見しました。彼らは、2013年から2015年にかけて続いた熱波がブルームの発生頻度をさらに高めたと述べています。しかし、論文では解決策も提示されています。それは、科学者と沿岸地域住民が、今や恒常的となったこれらの有毒なブルームの監視と管理に貢献できる、独自のパートナーシップです。

「誰もが望むような完璧で素晴らしい答えではないかもしれません」とトレーナーは言う。科学者たちがまだブルームを終息させる方法を見つけていないこと、そしてブルームが永遠に消えないかもしれないことを認めている。しかし、別の意味での進歩はあったと彼女は言う。「私たちは、ブルームとの共存をずっと上手に学んでいるだけです」と彼女は言う。「確かに、より多くの場所でブルームが見られるようになり、その影響はより激しくなっています。気候変動を抑制する必要があります。しかし、その間も、沿岸の人々と協力して、安全な貝類へのアクセスを維持するためのシステムを開発することができます。」

ニチアは世界中の海に生息していますが、北カリフォルニアからワシントン州にかけての西海岸周辺地域は、特にブルームの発生に適しています。海底と海岸線の地形が滞留帯を形成し、水が渦を巻くことで、ニチアを含むあらゆる種類の植物プランクトンや藻類が、成長に必要な栄養分と日光が豊富な表層へと引き上げられます。トレーナーはこれを「小さな海の調理鍋」と表現しています。

2013年から続く数年にわたる熱波のおかげで、こうした「クロックポット」が沿岸部に数多く発生しました。水温が高いほど藻類が繁殖するのに最適な環境となり、さらに渦流によって藻類とその有毒な副産物が海水に流されて薄まるのを防ぐため、クロックポットはより大きく、有害な藻類ブルームへと成長します。

地球温暖化は状況を悪化させている可能性が高い。気候変動によって海水温が上昇するにつれ、有毒藻類はより北の新たな地域へと移動している。また、地球温暖化によって表層水が温暖化するエルニーニョ現象がより一般的になるにつれ、科学者たちは有毒藻類の大量発生もより頻繁に見られるようになると予想している。ワシントン大学の海洋学者ライアン・マッケイブ氏は、これらの「クロックポット」が藻類の大量発生や毒性を強めているかどうかを断言するのは時期尚早だと述べるが、海水温が上昇し続けるにつれて、発生頻度は増加すると予想している。ワシントン州沿岸ではまさにそれが起こっているようだと彼は述べ、「ここ5年間で、極めて有毒な出来事が数多く発生している」と付け加えた。

このことは、漁業と貝類の採取で生計を立てているクイノールト・インディアン・ネイション、キルワット・ネイション、マカ族などの地元部族社会に特に大きな影響を与えている。同州のマテガイ漁業だけでも、これらの部族は100万ドルの収入を得ることができ、貝採取に関連する観光事業はさらに2,800万ドルの収入をもたらす。部族民の多くは自給自足のためにも貝を掘り、自分たちの伝統と文化の不可欠な一部だと考えている。両グループの代表者はコメント要請には応じなかったが、キルワット・ネイションのウェブサイトには、部族民はどこでも貝やカニを採取できるわけではないと記されている。彼らは特定の土地でのみ条約を結んでおり、ウェブサイトには「太平洋沿岸全体で漁業ができる非条約漁業者とは異なり、条約部族は場所が決められており、指定された地域でのみ条約に基づいて漁業ができる」と書かれている。

NOAA、ワシントン大学、そして保健省や魚類野生生物局などの州機関の科学者たちは、水中の毒素レベルについてもっと知る必要があり、沿岸地域住民は安全な魚介類にアクセスする必要がありました。そこで1999年、彼らは協力してオリンピック地域有害藻類ブルーム・パートナーシップを設立しました。このパートナーシップを通じて、科学者たちは部族のメンバーに水サンプルの採取と毒素分析の方法を指導しています。これらの分析により、サンプルがシアトルの研究所に送られるまで3、4日待つ必要がなくなり、毒素レベルの高さを即座に判定できます。これにより、漁師は魚介類を漁獲しても安全かどうかを知ることができ、同時に州当局は毒素レベルを監視して緊急のビーチ閉鎖を回避し、危険になり始めたら人々に警告を発するのに役立ちます。

もともとNOAAからの連邦政府助成金を受けて始まったこのプログラムは、現在、漁業免許にかかる州の少額の税金で賄われている。参加する各部族およびインディアン部族には、通常は部族の一員である技術者がおり、毎週または隔週でサンプルを採取する。特定の深さから水サンプルを採取できるニスキン採集器と植物プランクトン網を使って、技術者は海岸や沿岸付近の水域から数千個の単細胞藻類をすくい上げ、近くに設置された研究室にサンプルを持ち帰る。そして、技術者は顕微鏡を使って採取物を分析する。「難しいのは、植物プランクトンの種類を特定し、その中でも危険なものを特定することです」と、サンプル採取と分析を行う技術者を訓練しているワシントン大学の研究アナリスト、アンソニー・オデル氏は言う。

ワシントン州沿岸には数千種類の植物プランクトンが存在し、そのほとんどは人体に無害です。しかし、技術者たちが警戒している2種類の植物プランクトンがあります。それは、もちろんニチア属と、麻痺性貝毒を引き起こす毒素を産生するアレクサンドリウム属です。（パートナーシップには他の毒素を独自に分析するためのツールがないため、技術者たちはワシントン州保健局にもサンプルを送って検査を依頼しています。）

藻類を見るだけでは、毒性イベントが進行中かどうかを判断するのに十分なデータではありません。危険な珪藻類が存在していても、魚介類に影響を与える可能性のある毒素を生成していない場合があります。そのため、技術者が十分な数の毒性珪藻類を確認した場合、酵素結合免疫吸着測定法（ELISA）と呼ばれる分析を実行し、存在する毒素の量を検出します。この数値はワシントン大学の研究者に報告されます。このデータは、海洋のさらに沖合で藻類を採取している NOAA とワシントン大学の研究者からのサンプル情報、さらに天気、海流、風、衛星画像（場合によってはブルームが宇宙から見えることもあります）に関するその他のデータと統合され、毒性イベントのリスクが計算されます。この情報は、特定の海域の毒素レベルを示す週刊速報にまとめられ、漁業管理者が判読しやすいように色分けされています。

「状況は常に変化しているので、これは本当に難しい問題です」と、速報の作成に協力したマッケイブ氏は語る。「毒素を生成する種が、必ずしも毒素を生成するわけではありません。毒素の生成には多くの不確実性があるため、速報の作成と予測を続けることで、多くのことを学べていると思います。」

マッケイブ氏は、これらの予測をジグソーパズルに例える。海、水温、藻類に関するデータは、それぞれがパズルのピースであり、他のピースと組み合わさることで全体像が生まれる。パートナーシップはまだ十分な速報データを作成しておらず、予測の精度に関する有意義なデータを得るには至っていないが、マッケイブ氏は独自の非公式な集計を行っている。適切なデータの組み合わせにより、「私たちの予測はほぼ正確です」と彼は言う。

カリフォルニア大学サンタバーバラ校気候ハザードセンター所長のクリス・ファンク氏は、様々な分野やパートナーからのデータを取り入れ、気候の危険性に関する早期警告を発するこのような連携は、地球温暖化の影響への対応において不可欠になると述べています。「私たちが望んでいるのは、事後対応ではなく、事前に行動できるようになることです」と彼は言います。「気候変動は当然起こるものだと立ち止まって考える必要はありません。私たちは外に出て、気候変動が何をもたらしているのかを理解し、その影響を軽減しようと努力できるのです。」

トレーナー氏は、このパートナーシップが有害藻類と闘う他の地域社会にとってのモデルケースとなることを期待している。アラスカでは既に別のグループが結成されており、そこでは別の種類の有毒藻類がより多くのブルームを引き起こしている。また、科学者たちが藻類を駆除するバクテリアを生成する海草を植えるなど、自然のメカニズムを用いてブルームを完全に駆除する方法を見つけられるという希望を、トレーナー氏は完全に捨てたわけではない。しかし、そのような解決策が実現するにはまだ時間がかかる。トレーナー氏によると、当面は、このようなパートナーシップが、地球温暖化の予期せぬ影響の一つに対処するためのツールを地域社会に提供できるという。「科学への好奇心は、私たち人類にとって有益なものになるでしょう」と彼女は言う。「これは、まさにその良い例の一つだと思います。」

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