サンゴの知られざる「強さ」が、3Dモデリングで明らかに──保護と修復の新たな手法も見えた

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地球温暖化のか弱い犠牲者、というイメージの強いサンゴ。ところが実は、想像以上に強い生物であることが研究によって明らかになった。その発見を支えるのが、何千枚もの水中写真を基につくりあげた3Dモデル。コンピューターによる分析からは、これまでのサンゴ礁の修復法が間違っていた可能性も見えてきた。

TEXT BY MATT SIMON
TRANSLATION BY ASUKA KAWANABE

WIRED(US)

3Dモデリングされたサンゴ礁

3Dモデリングされたサンゴ礁。IMAGE COURTESY OF SCRIPPS INSTITUTION OF OCEANOGRAPHY

サンゴは、あなたが思っているような生き物ではない。まず、あれは植物ではなく「動物」だ。温暖な浅瀬の海だけでなく、水深何百フィートの暗い場所にも生息する。そして、あなたが信じてきたであろう陰々鬱々な白化現象の話とは裏腹に、かなりタフな生き物でもある。

サンゴ礁についてのこうした数々の事実が知られているにもかかわらず、その複雑なエコシステムは依然として、気が狂いそうなくらいに複雑だ。しかし、スクリップス海洋研究所の研究者たちが開発した新しい写真技術が、いままで見たことのないようなサンゴの姿を明らかにした。研究者たちは何千枚というサンゴの写真を継ぎ合わせ、それをマシンヴィジョン・ソフトウエアに処理させることによって、サンゴ礁の3Dモデルをつくることに成功したのだ。

この技術は、サンゴ礁の研究をはるかに簡単にする。そして、自然保護論者たちがサンゴを保護する方法を変える可能性も秘めている。

サンゴ礁の非常に詳細な3Dモデルが完成

研究者たちはまず、サンゴ礁の周りを行ったり来たりと泳ぎながらひたすら写真を撮り、互いにオーバーラップした写真を集めることから始めた。陸に上がったあと、彼らはそれぞれの写真がどの位置から撮影したものなのかをコンピューターヴィジョンを使って判別し、複数の写真を1つのイメージに縫い合わせる。この段階で、研究者たちはサンゴの表面構造の初期予想図も作成した。

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IMAGE COURTESY OF SCRIPPS INSTITUTION OF OCEANOGRAPHY

「そこからさらに、3D空間のすべての点(ポイント)を網羅した予想図をつくります」と、コンピューターサイエンティストのヴィド・ペトロヴィッチは言う。「最終的には10から20メートル四方につき、5億から20億の点が打たれることになります」

研究者たちは、ある時点におけるサンゴ礁の非常に詳細な3Dモデルをつくることができる。「これは、サンプル採取の必要がない水中での作業や測定、観察は、すべてコンピューターのスクリーン上で行えることを意味します」と、この技術の開発にかかわった海洋生態学者、クリントン・エドワーズは言う。つまり研究者たちは、サンゴ礁の周りを泳いで一つひとつのサンゴをマッピングしなくとも、3Dモデルを参考にしながら研究できるということだ。

この技術によって研究者たちは、サンゴ礁に生息する種の分布をプロットすることができるようになった(彼らはこのプロット作業もAIを使って自動化しようとしている)。サンゴの生態はひとつひとつ違うため、これはとても貴重な情報だ。さらに研究チームは、毎年サンゴ礁の詳細な3Dモデルをつくることもできる。これはサンゴの種類ごとの成長の違いやエコシステムとしての相互作用の仕方を知るための、いわばサンゴ礁年鑑だ。

間違っていたかもしれない、サンゴ礁の修復法

サンゴは大まかに2つのグループに分けることができる。雑草タイプと競争タイプだ。

「雑草タイプは成長速度がとても速く、子どもをたくさん産み、比較的早く死にます」とエドワーズは言う(ちなみに、サンゴの生殖方法には無性生殖と有性生殖の2通りある。後者の場合、サンゴは卵と精子を水中で放出することによって繁殖する)。「もうひとつの競争タイプは、雑草タイプに比べてゆっくり成長します。雑草タイプよりも大きくなるうえ子どもの数も少ないのですが、周囲のサンゴとの競争には強く、かく乱からの回復能力も高いです」

サンゴ礁の壊れたエコシステムを修復しようと思ったとき、この2タイプのサンゴの分布や相互作用の仕方を理解することは必要不可欠だ。なぜなら、サンゴは互いに一緒にいることを好むからである。エドワーズの研究からは、どの種のサンゴもほかの種と共存しているほうが、よりよい状態にあることがわかり始めている。そしてこれは、現在行われているサンゴ礁の修復措置と矛盾する。

海水が温かくなりすぎると、サンゴはエネルギーを得るために必要な褐虫藻を失い白化する。自然保護論者はそうしたサンゴ礁を修復するため、しばしばサンゴを一つひとつ取り出し互いに距離をおいて植える作業を行う。しかしよりよい戦略は、サンゴがよく成長するよう一カ所に密集させて植え、最終的には自然増殖によって生息範囲を広げていくことなのかもしれない。

データドリヴンな戦略により、サンゴは気候変動の犠牲者にならなくて済む可能性が出てきた。「サンゴは気候変動における『炭鉱のカナリア』だ、といったネガティヴな話は多いですよね」とエドワーズは言う。「しかし、わたしは逆の説を主張します。カナリアというのは、ダメージにとても弱く最初に犠牲になる生き物です。しかし、サンゴがそのような生き物だとは思えないのです。むしろ、恐ろしく屈強な生物だと考えています」

結局のところ、カオス的な気候変動や大絶滅の時期を乗り越えられるような生き物でなければ、地球上に何億年も居座り続けることはできない。ただ、これまでサンゴに酷いことをしすぎてきた人間には、彼らを助ける責任があるというわけだ。それも数千枚の写真によって実現できるかもしれない。

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