Research press release

【気候科学】急速につながる海洋表層がプランクトンの移動を助けている

Nature Communications

Climate science: Fast oceans aid plankton migration

全球の海洋表層が急速につながっているために、プランクトン群集の気候変動への適応力が高まっている可能性があることを報告する論文が、今週掲載される。この新知見は、海洋表層にランダムに位置する2つの部分が表層流によって10年未満の時間スケールでつながっている可能性のあることを示唆している。

全ての海洋食物網の底辺をなすプランクトン群集が将来的な気候変動にどの程度適応できるのかは、いまだに解明されていない。プランクトン群集の分散と隔離には限りがあるため、プランクトン群集とその進化は、環境条件の変化に翻弄されると主張する者がいる一方で、全球的海洋表層の相互接続性のためにプランクトン群集が相対的に有利な条件の海域へ移動できるようになっていると主張する者もいる。

今回、Bror JonssonとJames Watsonは、全球海洋表層の接続性を定量化するために、高分解能海洋モデルに粒子を加えて、その移動速度と移動軌跡を100年にわたって追跡観察した。その結果、全ての出発地点について1,150の目的地との最短接続時間のデータセットが得られ、全球海洋全体にわたって欠落している経路を同定し、計算する特異的な「最短経路」アルゴリズムを適用することで完成させた。JonssonとWatsonは、全球海洋表層の異なる地域が約10年以内に接続したことを明らかにした。このことは、プランクトン群集が気候変動の圧力下で移動できる可能性のあることを示唆している。

今回の研究で、JonssonとWatsonは、物理的接続性の時間スケールのみを調べ、その他の栄養素の利用可能性や海水温勾配の変化などの環境要因を考慮に入れていない。こうした環境要因は、海洋生物群集が気候変動に適応する能力に影響を及ぼす可能性が高い。

Rapid connectivity of the global surface ocean may enable plankton communities to better adapt to climate change, according to a study published in Nature Communications this week. The findings suggest that two patches of ocean, each randomly located anywhere in the surface ocean, can be connected by surface currents on timescales of less than ten years.

The degree to which planktonic communities - at the base of all marine food webs - are able to adapt to future climatic change remains uncertain. Some argue that, due to limited dispersal and isolation, plankton communities and their evolution are at the mercy of changing environmental conditions, whereas others suggest that interconnectivity of the global surface ocean will allow plankton communities to migrate to more favourable conditions.

In order to quantify the connectivity of the global surface ocean, Bror Jonsson and James Watson seed a high-resolution ocean model with particles and track their velocity and trajectory over a period of 100 years. The resulting dataset of minimum connection times for 1,150 destinations for every starting location is then completed via the application of a specific ‘shortest path’ algorithm, which identifies and calculates missing pathways for the entire global ocean. The authors find that different regions in the global surface ocean are connected within approximately ten years, suggesting that plankton communities may successfully migrate under the pressures of climate change.

In this study, the authors only address the timescales of physical connectivity, and do not consider additional environmental factors, such as nutrient availability or changing temperature gradients, which are also likely to impact the ability of marine communities to adapt to climate change.

doi: 10.1038/ncomms11239

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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