―海棲哺乳類の個体数の推移を堆積物DNAから推定―
本研究成果のポイント
- 海棲哺乳類（かいせいほにゅうるい）（※1）は、個体数の減少や絶滅リスクが懸念されていますが、観測データが乏しいため、過去から現在に至る長期傾向は十分に解明されていません。
- 本研究では、絶滅が危惧されるスナメリを対象に、瀬戸内海・別府湾の海底堆積物に残る環境DNA（※2）（堆積物DNA）を分析し、DNA濃度に基づいてスナメリの過去100年にわたる長期的な個体数変化の復元を試みました。
- DNA濃度から推定されるスナメリ個体数は1940〜1950年代に増加した後、1960年代初頭に急減し、その後2000年代以降に回復傾向を示しました。また、堆積物中のPCB（ポリ塩化ビフェニル）（※3）やカドミウムなどの環境汚染物質濃度との間に負の関連が確認され、1960年頃の化学物質による汚染の拡大が本種の減少に寄与した可能性が示されました。
- 本研究は、海底の泥に含まれるDNA情報を基に、直接観測が難しい海棲哺乳類の長期的な個体数の推定や、化学物質による汚染など人為的な影響を長期的に評価した新たな試みであり、今後、絶滅危惧種のリスク評価や環境変化に対する生物応答の長期モニタリング手法としての活用が期待されます。
概要
現在、海棲哺乳類の多くは、絶滅危惧種に指定され、化学物質による汚染の影響などが危惧されています。しかし、観測データの不足から、絶滅リスクの評価ができない状況が続いてきました。愛媛大学先端研究院沿岸環境科学研究センターの加三千宣教授および国末達也教授、愛媛大学元大学院生の中根快氏が所属する、松山大学の槻木玲美教授、京都大学の土居秀幸教授、麻布大学の落合真理講師、国立環境研究所の磯部友彦主幹研究員らからなる研究チームは、絶滅危惧種スナメリの個体数の長期復元を目的に、本種に特異的なプライマー・プローブ（※4）を開発し、瀬戸内海、別府湾の堆積物に残る環境DNAをリアルタイムPCR法（※5）によって検出・解析しました。
その結果、過去100年に相当する堆積物からスナメリのDNAが検出され、その濃度は1950年代に急増した後、1960年代初頭に急減し、その後2000年代以降に回復傾向を示しました。この変動傾向は、瀬戸内海で断続的に行われてきた現地調査によるスナメリ生息数の変化と概ね一致していました。このことから、堆積物DNA(sedimentary DNA, sedDNA)解析は、海棲哺乳類の個体数推移を精度よく推定する有効な手法であることが示されました。
さらに、1960年前後にみられたスナメリの急速な減少要因について検討した結果、PCB（ポリ塩化ビフェニル）濃度が高い時期ほどスナメリDNA濃度が低下する傾向が認められ、両者の間には負の関連が確認されました。日本国内におけるPCB生産量は1960年代に急増し、1970年前後にピークに達したことが知られており、この時期は本研究で確認されたスナメリDNA濃度の減少時期と概ね一致していました。加えて、1960〜1970年代に瀬戸内海で採取されたスナメリは、PCB濃度が鯨類において個体数減少や免疫毒性を引き起こすとされる基準値を大きく上回っていましたが、2000年代以降に採取された多くの個体のPCB濃度は低い値を示しました。これらの結果は、1960年代におけるスナメリ個体数の減少が化学物質による汚染と関係していた可能性を示すもので、当時の環境汚染がスナメリに深刻な影響を与えていたことが示唆されました。
本研究成果は、5月30日付けで国際科学雑誌『Marine Pollution Bulletin』にオンライン掲載されました。
論文情報
URL：https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2026.119895
論文名：Novel attempt to assess marine mammal dynamics over the past 100 years using sedimentary DNA: An example in finless porpoise
著者：Nakane K., Kuwae M., Doi H., Ochiai M., Isobe T., Kunisue T., Tsugeki N.*
*研究代表者：松山大学 教授 槻木 玲美
研究資金：（独）環境再生保全機構環境研究総合推進費（JPMEERF20204004）、JSPS科研費（21H01170、25K22879）、松山大学特別研究助成 (2024)、愛媛大学化学汚染・沿岸環境研究拠点(LaMer) 共同利用・共同研究、高知大学海洋コア国際研究所共同利用・共同研究(18A024 and 21C001)
用語解説
※1 海棲哺乳類（かいせいほにゅうるい）：海に生息する哺乳類の総称。
※2 環境DNA：水や土壌、空気などの環境中に存在する生物から放出された組織片、粘液、排せつ物などに含まれるDNA。
※3 PCB（ポリ塩化ビフェニル）：人工的に作られた化学物質。かつて電気機器の絶縁油などに使用され、国内では1954年から製造が開始されたが、後にその有害性が明らかとなり1970年代には製造・輸入が禁止された。
※4 プライマー・プローブ：特定のDNA配列を選択的に増幅・検出するために用いる短い人工DNA断片。プライマーは目的DNAの増幅開始点として機能し、プローブは目的配列を認識して、その存在を高感度に検出する。
※5 リアルタイムPCR法：水中や泥などに含まれる特定のDNAを増幅し、その増幅過程で発せられる光を測定することで、DNAの量（濃度）を調べる方法。