TED日本語 - クリステン・マーハバー: 幼生サンゴを育ててサンゴ礁を再生するには?



TED日本語 - クリステン・マーハバー: 幼生サンゴを育ててサンゴ礁を再生するには?

TED Talks

How We're Growing Baby Corals to Rebuild Reefs
Kristen Marhaver




What was the most difficult job you ever did? Was it working in the sun? Was it working to provide food for a family or a community? Was it working days and nights trying to protect lives and property? Was it working alone or working on a project that wasn't guaranteed to succeed, but that might improve human health or save a life? Was it working to build something, create something, make a work of art? Was it work for which you were never sure you were fully understood or appreciated? The people in our communities who do these jobs deserve our attention, our love and our deepest support.

But people aren't the only ones in our communities who do these difficult jobs. These jobs are also done by the plants, the animals and the ecosystems on our planet, including the ecosystems I study: the tropical coral reefs. Coral reefs are farmers. They provide food, income and food security for hundreds of millions of people around the world. Coral reefs are security guards. The structures that they build protect our shorelines from storm surge and waves, and the biological systems that they house filter the water and make it safer for us to work and play. Coral reefs are chemists. The molecules that we're discovering on coral reefs are increasingly important in the search for new antibiotics and new cancer drugs. And coral reefs are artists. The structures that they build are some of the most beautiful things on planet Earth. And this beauty is the foundation of the tourism industry in many countries with few or little other natural resources.

So for all of these reasons, all of these ecosystem services, economists estimate the value of the world's coral reefs in the hundreds of billions of dollars per year. And yet despite all that hard work being done for us and all that wealth that we gain, we have done almost everything we possibly could to destroy that. We have taken the fish out of the oceans and we have added in fertilizer, sewage, diseases, oil, pollution, sediments. We have trampled the reefs physically with our boats, our fins, our bulldozers, and we have changed the chemistry of the entire sea, warmed the waters and made storms worse. And these would all be bad on their own, but these threats magnify each other and compound one another and make each other worse.

I'll give you an example. Where I live and work, in Curacao, a tropical storm went by a few years ago. And on the eastern end of the island, where the reefs are intact and thriving, you could barely tell a tropical storm had passed. But in town, where corals had died from overfishing, from pollution, the tropical storm picked up the dead corals and used them as bludgeons to kill the corals that were left. This is a coral that I studied during my PhD -- I got to know it quite well. And after this storm took off half of its tissue, it became infested with algae, the algae overgrew the tissue and that coral died. This magnification of threats, this compounding of factors is what Jeremy Jackson describes as the "slippery slope to slime." It's hardly even a metaphor because many of our reefs now are literally bacteria and algae and slime.

Now, this is the part of the talk where you may expect me to launch into my plea for us to all save the coral reefs. But I have a confession to make: that phrase drives me nuts. Whether I see it in a tweet, in a news headline or the glossy pages of a conservation brochure, that phrase bothers me, because we as conservationists have been sounding the alarms about the death of coral reefs for decades. And yet, almost everyone I meet, no matter how educated, is not sure what a coral is or where they come from. How would we get someone to care about the world's coral reefs when it's an abstract thing they can barely understand? If they don't understand what a coral is or where it comes from, or how funny or interesting or beautiful it is, why would we expect them to care about saving them?

So let's change that. What is a coral and where does it come from? Corals are born in a number of different ways, but most often by mass spawning: all of the individuals of a single species on one night a year, releasing all the eggs they've made that year into the water column, packaged into bundles with sperm cells. And those bundles go to the surface of the ocean and break apart. And hopefully -- hopefully -- at the surface of the ocean, they meet the eggs and sperm from other corals. And that is why you need lots of corals on a coral reef -- so that all of their eggs can meet their match at the surface. When they're fertilized, they do what any other animal egg does: divides in half again and again and again. Taking these photos under the microscope every year is one of my favorite and most magical moments of the year. At the end of all this cell division, they turn into a swimming larva -- a little tiny blob of fat the size of a poppy seed, but with all of the sensory systems that we have. They can sense color and light, textures, chemicals, pH. They can even feel pressure waves; they can hear sound. And they use those talents to search the bottom of the reef for a place to attach and live the rest of their lives.

So imagine finding a place where you would live the rest of your life when you were just two days old. They attach in the place they find most suitable, they build a skeleton underneath themselves, they build a mouth and tentacles, and then they begin the difficult work of building the world's coral reefs. One coral polyp will divide itself again and again and again, leaving a limestone skeleton underneath itself and growing up toward the sun. Given hundreds of years and many species, what you get is a massive limestone structure that can be seen from space in many cases, covered by a thin skin of these hardworking animals. Now, there are only a few hundred species of corals on the planet, maybe 1,000. But these systems house millions and millions of other species, and that diversity is what stabilizes the systems, and it's where we're finding our new medicines. It's how we find new sources of food. I'm lucky enough to work on the island of Curacao, where we still have reefs that look like this. But, indeed, much of the Caribbean and much of our world is much more like this.

Scientists have studied in increasing detail the loss of the world's coral reefs, and they have documented with increasing certainty the causes. But in my research, I'm not interested in looking backward. My colleagues and I in Curacao are interested in looking forward at what might be. And we have the tiniest reason to be optimistic. Because even in some of these reefs that we probably could have written off long ago, we sometimes see baby corals arrive and survive anyway. And we're starting to think that baby corals may have the ability to adjust to some of the conditions that the adults couldn't. They may be able to adjust ever so slightly more readily to this human planet. So in the research I do with my colleagues in Curacao, we try to figure out what a baby coral needs in that critical early stage, what it's looking for and how we can try to help it through that process. I'm going to show you three examples of the work we've done to try to answer those questions.

A few years ago we took a 3D printer and we made coral choice surveys -- different colors and different textures, and we simply asked the coral where they preferred to settle. And we found that corals, even without the biology involved, still prefer white and pink, the colors of a healthy reef. And they prefer crevices and grooves and holes, where they will be safe from being trampled or eaten by a predator. So we can use this knowledge, we can go back and say we need to restore those factors -- that pink, that white, those crevices, those hard surfaces -- in our conservation projects. We can also use that knowledge if we're going to put something underwater, like a sea wall or a pier. We can choose to use the materials and colors and textures that might bias the system back toward those corals. Now in addition to the surfaces, we also study the chemical and microbial signals that attract corals to reefs. Starting about six years ago, I began culturing bacteria from surfaces where corals had settled. And I tried those one by one by one, looking for the bacteria that would convince corals to settle and attach. And we now have many bacterial strains in our freezer that will reliably cause corals to go through that settlement and attachment process. So as we speak, my colleagues in Curacao are testing those bacteria to see if they'll help us raise more coral settlers in the lab, and to see if those coral settlers will survive better when we put them back underwater.

Now in addition to these tools, we also try to uncover the mysteries of species that are under-studied. This is one of my favorite corals, and always has been: dendrogyra cylindrus, the pillar coral. I love it because it makes this ridiculous shape, because its tentacles are fat and look fuzzy and because it's rare. Finding one of these on a reef is a treat. In fact, it's so rare, that last year it was listed as a threatened species on the endangered species list. And this was in part because in over 30 years of research surveys, scientists had never found a baby pillar coral. We weren't even sure if they could still reproduce, or if they were still reproducing.

So four years ago, we started following these at night and watching to see if we could figure out when they spawn in Curacao. We got some good tips from our colleagues in Florida, who had seen one in 2007,one in 2008, and eventually we figured out when they spawn in Curacao and we caught it. Here's a female on the left with some eggs in her tissue, about to release them into the seawater. And here's a male on the right, releasing sperm. We collected this, we got it back to the lab, we got it to fertilize and we got baby pillar corals swimming in our lab. Thanks to the work of our scientific aunts and uncles, and thanks to the 10 years of practice we've had in Curacao at raising other coral species, we got some of those larvae to go through the rest of the process and settle and attach, and turn into metamorphosed corals. So this is the first pillar coral baby that anyone ever saw.


And I have to say -- if you think baby pandas are cute, this is cuter.


So we're starting to figure out the secrets to this process, the secrets of coral reproduction and how we might help them. And this is true all around the world; scientists are figuring out new ways to handle their embryos, to get them to settle, maybe even figuring out the methods to preserve them at low temperatures, so that we can preserve their genetic diversity and work with them more often. But this is still so low-tech. We are limited by the space on our bench, the number of hands in the lab and the number of coffees we can drink in any given hour.

Now, compare that to our other crises and our other areas of concern as a society. We have advanced medical technology, we have defense technology, we have scientific technology, we even have advanced technology for art. But our technology for conservation is behind. Think back to the most difficult job you ever did. Many of you would say it was being a parent. My mother described being a parent as something that makes your life far more amazing and far more difficult than you could've ever possibly imagined. I've been trying to help corals become parents for over 10 years now. And watching the wonder of life has certainly filled me with amazement to the core of my soul. But I've also seen how difficult it is for them to become parents. The pillar corals spawned again two weeks ago, and we collected their eggs and brought them back to the lab. And here you see one embryo dividing, alongside 14 eggs that didn't fertilize and will blow up. They'll be infected with bacteria, they will explode and those bacteria will threaten the life of this one embryo that has a chance. We don't know if it was our handling methods that went wrong and we don't know if it was just this coral on this reef, always suffering from low fertility. Whatever the cause, we have much more work to do before we can use baby corals to grow or fix or, yes, maybe save coral reefs.

So never mind that they're worth hundreds of billions of dollars. Coral reefs are hardworking animals and plants and microbes and fungi. They're providing us with art and food and medicine. And we almost took out an entire generation of corals. But a few made it anyway, despite our best efforts, and now it's time for us to thank them for the work they did and give them every chance they have to raise the coral reefs of the future, their coral babies.

Thank you so much.


今まで経験した中で もっとも大変な仕事は何でしたか? 日中の外での仕事? 家族や地域共同体の 生活を賄うための仕事? 生活や資産を守るために 日夜働いたこと? 1人での作業だったり 成功が約束されていないけれど 人々の健康を改善したり 人々の命を救うかもしれない仕事? 何かを建てたり 造り上げたり 芸術作品を創造すること? 他人の理解や評価が 十分に得られるか 全く確信がもてない仕事? このような仕事をこなす人々は 共同社会において 注目と愛情 そして十分な支援を 受けて然るべきです

このような面倒な仕事を 共同社会のために行っているのは 人間だけではありません 植物や動物 それに 地球の生態系だって 役割を果たしています 私が研究している熱帯地方の サンゴ礁の生態系もしかりです サンゴ礁は農民といえるでしょう 世界中の何億人という人々に 食料や収入 ― 食糧の安全保障を 提供しているからです サンゴ礁は安全監視人といえます その構造は嵐による大波や波浪から 海岸を守り また その生態系には 水の浄化作用があり また我々の仕事と遊びの場を 安全なものにしています サンゴ礁は化学者です 我々がサンゴ礁で発見した分子は 新しい抗生物質や抗がん剤を探す上で 重要さを増しています サンゴ礁は芸術家です サンゴが作り出す構造は 地球上で最も美しいものに 数え挙げられます その美しさは 他に あまり天然資源を持たない ― 多くの国で観光産業の基盤を成しています

このような理由 ― 生態系への貢献度から 経済学者は サンゴ礁は世界全体で 毎年数十兆円の価値を 生み出していると見積もっています これ程までに我々にとって役立ち 富を生み出しているのにも関わらず 我々が行っていることは サンゴ礁を破壊に導きかねないことばかりです 海の魚を捕獲し 肥料や汚水 病原体、油、汚染、土壌を たれ流してきました ボート、フィンやブルドーザーで 物理的なダメージをサンゴ礁に与えました また海洋全体の化学的性質を変え 水温を上昇させたり 嵐の程度を悪化させました これらは 個々にも 悪い影響を及ぼしますが これらの脅威が互いの作用を強め合い 複雑に絡み合って 事態を悪化させます

例を挙げます 私が住み仕事をしているキュラソーで 数年前に台風が通過しました 島の東端では サンゴ礁は無傷のままで 繁栄しており 台風が通過した形跡は 殆ど見あたりませんでした しかし魚の乱獲や汚染により サンゴが死滅した町の近くでは 死んだサンゴが 台風によってまき散らされ それが凶器となって 生き残っていた サンゴまで死滅させたのです これが私が博士課程で 研究していたサンゴで とてもよく知っていました 嵐がサンゴの組織を 半分ほど剥がしてしまうと 藻によって汚染され 藻が(共生するサンゴ体内で)過剰に育ち サンゴは死んだのです このように脅威が拡大し 要因が重なっていくことを ジェレミー・ジャクソンは 「ヘドロへの転落」と表現しています これは比喩的表現とは言えません 事実 今や多くのサンゴ礁が 文字通り細菌、藻やヘドロと 化しているのです

ここまでお聞きになると 私が「サンゴ礁を救いましょう」と お願いをすると思われるかもしれません でも白状すると 先ほどの言葉が 私に気を変にさせるのです それがツイッターだろうと ニュースのヘッドラインだろうと 環境保護に関する 立派なパンフレットの中であろうと あの言葉は私を悩ませるのです というのも 我々 環境保護主義者たちは 何十年も前から サンゴの死滅について 警鐘を鳴らしてきましたが 未だもって 私が会うほとんどの人たちは どれほど教養があっても サンゴとは何か どう育つのかを知らないのです 世界中のサンゴ礁の保護が 殆どの理解のできない 抽象的なものならば 誰に気にかけてもらえるでしょう? サンゴとは何であり どう育つのか また ― いかに愛らしく 興味深く 美しいのか知らなければ サンゴの保護を彼らに 期待することはできませんね?

ここから変えていきましょう サンゴとは何であり どう育つのでしょうか? サンゴの生誕は様々です しかし最も多いのは 特定の種の個体が 1年のある夜に 一斉に産卵します 1年かけて作られた卵が水中に 精子細胞と共に塊をなして 一気に解き放たれます この塊は海水面へと到達すると バラバラになります 海水面で 上手く行けば ― 本当にうまく行けばですが ― 他のサンゴから流れてきた 卵子や精子と出会います サンゴ礁に多くのサンゴが 必要とされるのはこのためです 多くの卵が水面で 受精できることになるからです 受精すると 他の動物の卵と同じように 細胞は2倍また2倍へと 分裂していきます 顕微鏡カメラで 毎年このような写真を撮ることが 1年のうちで私の大好きな そして最も神秘的な一瞬です 細胞分裂の終わりを迎えると 泳ぐことのできる幼生になります それは 脂肪でできていて ケシの種ほどの とても小さな球のようです それでも我々と同様の 感覚器官を持っています 色や光、表面の感じ、化学成分、pHを 検知することができます 圧力の波を感じることもできます つまり 音を聞くことができます このような能力を活かして 着床し 生涯の棲み処とする サンゴの表面を探します

生まれてわずか2日目に 一生住むことになる場所を探すことを 想像してみて下さい 最適な場所を見つけて 着床したら 体の下に骨格を築き 口や触手を成長させ サンゴ礁を形成するという 困難な仕事を開始します サンゴのポリプ 1個は 何度も倍増を繰り返すことで 下側に石灰石でできた骨格を造り 太陽の光の方向へと成長していきます 何百年も経つと 多くの種が一体となって 大きな石灰石の構造物ができあがり 多くの場合 宇宙空間からも見ることができます その表面には このように働き者の生き物がいます この地球上にいるサンゴの種は わずか 数百もしくは千種類だけです しかし その生態系には 何百万もの種が棲んでいて この多様性が 生態系を安定させているのです そこでは 新しい薬も見つかるかもしれません 新たな食糧を見つける手がかりも あるでしょう 私はキュラソー島で研究する 機会に恵まれました そこでは今でも このようなサンゴを目にします しかし カリブ海はじめ 世界中のほとんどに残されているのは このようなものです

科学者たちは 失われゆくサンゴ礁について これまで以上に詳細を調べており サンゴの減少理由は より高い信頼度でもって報告されています しかし私の研究は過去の経緯を 調べることではなく 仲間たちと共にキュラソーで サンゴ礁の行く末を 研究しようとしています 私たちは僅かながらも 楽観的な見通しを持っています というのは このようなサンゴ礁の中には ずっと前に 見放されたであろうと 思われるようなものもありますが そこでは幼生サンゴの生存を 見かけることが出来るのです 幼生サンゴには 大人のサンゴが適応できないような状況に 対応できているのではないかと 私たちは考え始めました 人間の住むこの地球において サンゴはほんの少しだけ適応力を 高めているのかもしれません そこで私は仲間たちと共に ここキュラソーで 幼生サンゴが生存するために 最も大事な時期に 必要なもの 求めているもの そして その過程で私たちにできることを 探し出そうとしています これらの問いに答えるために 私たちが行った 3つの例をお見せしましょう

数年前に 3Dプリンターを使って サンゴの好みを調査しました 異なる「色」や「表面の質感」を用意し サンゴが好む棲み処を調べるという 単純な実験です 生物学的でない実験ですが そこで分かったことは 白やピンク色を好むということです 健康的なサンゴの色です また割れ目や溝それに穴を好みます そこは 踏みつけられたり 捕食者に捕らえられることのない 安全な場所だからです こうやって得た知識から 保護プロジェクトで必要なことは ピンクや白、割れ目、硬い表面といった 要素を復元させることが 必要であると言えます 得られた知識を元に 防波堤や埠頭の水面下に 何かを設置することも考えられるでしょう サンゴが好む環境へと変えるべく 素材、色や構造を選ぶことができます 表面の性質にとどまらず サンゴを礁へと引き寄せるような 化学的成分や 微生物の影響についても 研究しています 6年前のことです サンゴが棲みついた表面から採取した ― バクテリアを繁殖させました 1つ1つ試すことで サンゴに定着するよう促す バクテリアを探し出そうとしました 今では サンゴが確実に 着床し棲み処とするのに役立つような 多くのバクテリア株を 冷蔵庫に保存しています 今この瞬間にも キュラソーにいる私の同僚は これらのバクテリアが 研究室のサンゴが より多く育つのに役立つのか また ― これを海水に戻した時に より高い生存率が得られるのか 確かめています

このような手段を試すだけでなく まだ研究が十分になされていない種の 謎を解き明かそうとしています これは ずっと私のお気に入りである 学名デンドロジャイラ・シリンドラスという ハシラサンゴです 気に入っている理由は 変な姿をしていて 太っちょな触角がおかしく しかも稀な種だからです これが見つかることは ご褒美といえます 実際 あまりにも珍しく 昨年 存続の危機にある種として 絶滅危惧種に登録されました その理由のひとつは 科学者たちは過去30年間の調査において 幼生のハシラサンゴを 見たことがなかったからです このサンゴが再生できるのか 再生過程にあるのかも 知りませんでした

4年前から 夜間調査を開始し キュラソーでの排卵時期を 確かめようとしました 私たちはフロリダに住む同僚から いい助言を得ました 2007年と2008年に1度ずつ 排卵を目撃した人で そのおかげでキュラソーでの 排卵時期を解き明かし 観察することができました 左にいるのがメスで 体内に卵を抱えており 海中へと排卵するところです 右側はオスで 精子を解き放つところです これを採取して研究室に持ち帰り 受精させました ハシラサンゴの赤ちゃんが 研究室で泳いでいます 先輩科学者たちの仕事のおかげと 他のサンゴの種を育てようとする キュラソーでの 我々の10年間の努力が実り これらの幼生サンゴは その後も成長を続け 棲み処を定め 着床し 変態を経たサンゴとなっています これが初めて目にした ハシラサンゴの赤ちゃんです


断言します パンダの赤ちゃんは かわいいかもしれませんが これはもっとかわいいですよ


我々はサンゴの再生過程の秘密と それを助ける方法を 理解し始めています これは世界的にも言えることで 科学者たちは胚を上手く扱って 着床させる新たな方法を 見出そうとしています 低温で維持できる方法も模索しています そうすれば遺伝学的な 多様性を保つことができ より多くの研究ができます それでも所詮 高度な技術を 使っているわけではありません 研究のスペースも 人手も限られているので コーヒーを飲んでいられる時間も あまりありません

社会における他の危機や 関心ごとと比較してみましょう 先進的な医療技術 防衛技術 科学技術 それに 芸術分野での先端技術さえあります しかし保護の技術は 立ち遅れています あなたが経験した もっとも大変な仕事を思い出してください それは親になったことだと 言う人も多いことでしょう 私の母はこう言いました 親になることは想像する以上に 自らの生活をはるかに素晴らしくも ひどく困難にもさせてしまうのだと 私はこれまで10年間 サンゴが親となる手助けを試みてきました 自然の神秘を見るにつれ 私の心は芯まで 驚きに満たされてきました しかしサンゴが親になる 難しさも見てきました 2週間前にもハシラサンゴが産卵し それを集めて研究室に持ち帰りました 1つの胚が細胞分裂しているのが ご覧になれますが 一方で14個の卵は孵化しませんでした いずれ破裂します バクテリアに感染し 破裂するのです 生き延びる可能性のある幼生サンゴも バクテリアの脅威に晒されてしまいます どのような不備があって こうなってしまったのか 私たちは理解していません 生存率の低さは このサンゴ礁のサンゴだけの問題だったのでしょうか 原因が何であれ 幼生サンゴを成長させ 着床させ サンゴ礁を救うには やるべきことが多くあります

サンゴに何十兆円の価値があることは ひとまず忘れましょう サンゴ礁はあくせくと働く 動物、植物、微生物や菌類からなり 審美的な美しさ、食糧や薬を 我々に提供しています 我々人類は一世代分のサンゴを 根こそぎにしてしまったようなものです 人間による破壊にもかかわらず いくらかは生き残りました サンゴが人間にもたらした恵みに対し 今や我々が感謝する番です あらゆる手段を講じて 将来のサンゴ礁である幼生サンゴを 育てなければなりません



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