食物連鎖の底を狙う

食物連鎖の頂点に立つ漁業とは、特定の生態系における漁業が「食物連鎖の頂点にいる大型捕食魚を枯渇させ、次第に小型の魚種に目を向け、最終的には以前は拒絶されていた小型魚や無脊椎動物にたどり着く」というプロセスである。^[1]

このプロセスは、 1998年に水産学者 ダニエル・ポーリーらがサイエンス誌に発表した論文で初めて実証された。^{[2]より高い}栄養段階にある大型捕食魚は、野生の漁場で枯渇している。その結果、漁業は体系的に「食物連鎖の下位に位置する魚を捕獲」し、次第に栄養段階が低下する魚種を狙ってきた。

魚の栄養段階とは、食物連鎖における魚の位置のことである。この論文は、海洋生態系の健全性を測定するツールとして、漁業の平均栄養段階の重要性を確立している。2000年、生物多様性条約は、漁業漁獲量の平均栄養段階を「海洋栄養指数」（MTI）と改名し、生態系の健全性を示す8つの指標の1つとして選択した。しかし、世界で最も利益の高い漁業の多くは、甲殻類や軟体動物の漁業であり、これらは栄養段階が低いため、MTI値も低くなる。^[3]

過去50年間で、タラ、メカジキ、マグロなどの大型捕食魚の個体数は90パーセント減少しました。^[5]漁船は現在、ニシン、イワシ、メンハーデン、アンチョビなど、食物連鎖の下位に位置する小型の餌魚を狙う傾向が強まっています。^[2]「私たちは餌を食べ、次にクラゲやプランクトンを食べています」とポーリー氏は言います。^[6]さらに、1980年代後半から、世界全体で捕獲される魚の量は減少しています。^[7]

平均栄養段階は、各魚類や無脊椎動物種にその栄養段階に基づいて番号を割り当てることによって計算されます。栄養段階は食物網における生物の位置を示す尺度であり、レベル 1 の植物プランクトンや海藻などの一次生産者から始まり、レベル 2 の一次生産者を食べる一次消費者、レベル 3 の一次消費者を食べる二次消費者へと進みます。海洋環境では、頂点捕食者の栄養段階は 2 から 5 の範囲です。^[8]平均栄養段階は、商業用魚の水揚げデータセットを使用して全体の漁獲量の栄養段階を平均することで、漁獲量について計算できます。^{[9] [10]}

Pauly のチームは、 FAO ^[11]の漁獲データを使用し、それをEcopathモデルに入力しました。Ecopath は、コンピューター化された生態系モデリングシステムです。^[12]生態系の機能は、生態系を制御する多くの要因の方向と影響を追跡するパス分析を使用して記述できます。元の Ecopath モデルは、サンゴ礁の 食物網に適用されました。科学者は、食物網の頂点にいるイタチザメを追跡し、その摂食行動、何をどれだけ食べたかに関するデータを収集しました。同様に、彼らは、藻類などの一次生産者に至るまでの食物連鎖の他の生物の摂食データも収集しました。このデータは Ecopath モデルに入力され、一次生産者から食物網を上って頂点捕食者まで移動する食物の観点からエネルギーの流れが記述されました。このようなモデルにより、科学者は、多くの生態系構成要素の相互作用から生じる直接的および間接的な複雑な影響を計算できます。^[13]

モデルによれば、過去50年間で魚の漁獲量の平均栄養段階は0.5から1.0栄養段階の間で低下した。^[2]この低下は、世界規模で地球規模で起こっただけでなく、海洋に特有のより局所的な規模、つまりFAOの個別のサブエリアである大西洋、インド洋、太平洋、地中海・黒海にも起こった。^[14]

ポーリーのチームは1998年の論文で、マグロ、タラ、ハタなど、より大型で価値の高い捕食魚が組織的に乱獲され、その結果、漁業努力が食物連鎖のさらに下層の望ましくない種に移行していると主張した。ポーリーは、この「食物連鎖の下層の漁業」は、やがて人々を「クラゲとプランクトンのスープ」のような食事に追いやるだろうと述べた。ポーリーのチームによる色彩豊かな言葉遣いと革新的な統計モデルは、批判的な反応を引き起こした。同年後半、FAOのキャディと彼のチームは、サイエンス誌に発表された論文で反論した。彼らは、ポーリーのチームが状況を単純化しすぎていて、「FAOの統計を誤って解釈した」可能性があると主張した。^{[15]ポーリーのチームの反論も同じ論文で発表され、}養殖を考慮するなどFAOが提案した修正は、実際には傾向を悪化させたと主張した。^[16]

FAOが提起した懸念は、2005年にポーリーらによってさらに反論された。^{[9] [17]}他の研究者は、「漁獲量の減少」は地中海、^[18]北海、ケルト海、カナダ、キューバ、アイスランドの海域などのより小規模な地域にも当てはまることを明らかにした。^[17]

2006年の研究では、調査された多くの生態系において、高栄養段階の種の漁獲量は減少しておらず、むしろ低栄養段階の漁業が時間の経過とともに並行して追加され、関連しているが異なるメカニズムによって水揚げデータが混乱していることが示唆されました。^{[19] [20]}アラスカの海洋漁業に関する研究では、調査された地域では、平均漁獲栄養段階の低下は、捕食者の崩壊ではなく、気候に起因する低栄養段階の種のバイオマスの変動に関連していると結論付けられ、報告されている食物網の劣化の他の例でも同様の動きが働いている可能性があることが示唆されました。^[21]

外観イメージ
海洋栄養指数の変化（1950年代初頭から現在まで）

2000年、生物多様性の維持を目的とした国際条約で、193の加盟国が採択した生物多様性条約は、漁業漁獲量の平均栄養段階を、即時テストすべき8つの指標の1つとして選定した。同条約は「海洋栄養段階指数」（MTI）と改名され、海洋生物の多様性と健全性を示す主要な指標として、海洋栄養段階の変化を加盟国が長期にわたって報告することを義務付けた。^{[22] [23]}

海洋栄養指数は、海洋生態系または地域の全体的な健全性と安定性を測る指標です。この指数は乱獲の指標として使用され、大型で高栄養段階の魚がどれだけ豊富で豊かであるかを示す指標でもあります。^[24]

海洋栄養指数の経時的変化は、国の魚類資源の持続可能性の指標として機能する可能性がある。これは、国の漁場における漁業努力が魚類資源にどの程度影響を与えているかを示すことができる。マイナスの変化は、通常、大型の捕食魚が枯渇し、小型の餌となる魚の捕獲数が増加していることを示す。海洋栄養指数のゼロまたはプラスの変化は、漁業が安定しているか改善していることを示す。^[9]

生態学的には、平均栄養段階の低下は、捕獲された魚の大きさと栄養段階の関係によって説明される。魚の栄養段階は通常、サイズが大きくなるにつれて増加し、漁業は大型の魚を選択的に捕獲する傾向がある。これは種間および種内の両方に当てはまる。漁業が激しい場合、食物連鎖の上位に位置する大型魚の相対的な存在量は減少する。その結果、時間の経過とともに小型魚が漁獲物を支配し始め、漁獲物の平均栄養段階は低下する。^[14]最近、栄養段階の低い小型餌用魚および無脊椎動物の市場価値が急激に上昇し、それらが下位の漁業を補助していると考えられるようになった。^[23]

ダニエル・ポーリーは、漁業が海洋生態系に及ぼす生態学的影響についての枠組みを提案した。この枠組みでは3つの段階を区別している。^[23]

• 原始的環境– 第一段階。原始的環境とは、漁業が大きな影響を及ぼす前の海洋生態系の状態である。南太平洋の一部の外れの地域は、今でも原始的である可能性がある。世界のほとんどの地域では、これらの原始的状態がどのようなものであったかは、考古学的データ、歴史的記録、逸話から推測することしかできない。原始的な海洋環境では、大型捕食魚のバイオマスは現在のバイオマスの10～100倍である。これは、小型の捕食魚や無脊椎動物のバイオマスが大きいことを意味している。海底では、底生生物は堆積物の再浮遊を防ぐ堆積物摂食者と、植物プランクトンを沈降させない濾過摂食者によって支配されている。したがって、水柱は貧栄養性になりがちで、浮遊粒子とそこから浸出する栄養素の両方が存在しない。^[23]
• 搾取– 第 2 段階。搾取は、現在私たちがいる段階です。この段階は、大型捕食魚のバイオマスの減少、捕獲された魚の多様性、サイズ、栄養段階の低下、および底生動物の減少が特徴です。底引き網漁船は、濾過動物とデトリタス摂食動物が長年にわたって海底に築き上げた生物構造を徐々に破壊します。植物プランクトンを濾過し、デトリタス (マリン スノー) を食べていたこれらの構造と動物が消えると、代わりにクラゲのポリプやその他の小さな底生動物が出現します。嵐によりマリン スノーが再浮遊し、水柱は徐々に富栄養化します。この段階の初期段階では、生態学的カスケード効果により、イカ、エビ、その他の無脊椎動物などの日和見食食動物を対象とした新しい漁業が出現し、これらの減少が補われます。しかし、最終的にはこの減少も起こります。^[23]
• 完全に劣化した状態– 第 3 段階。デッドゾーンは、完全に劣化した海洋生態系の生物学的終点です。デッドゾーンは、水柱に過剰な栄養素があるゾーンで、その結果、酸素が枯渇し、多細胞生物が絶滅します。豊富なデトリタスとマリンスノーは、底生動物ではなくバクテリアによって処理されます。これらのデッドゾーンは現在、中国の渤海、アドリア海北部、メキシコ湾北部などの場所で世界中で拡大しています。チェサピーク湾の河口など、一部の河口も、完全に劣化した海洋生態系に関連する特徴を示しています。チェサピーク湾では、乱獲により、カキなどの底生濾過摂食動物や、現在の頂点捕食者であるシマスズキよりも大きいほとんどの捕食動物が絶滅しました。150 年前、カキは巨大な岩礁を形成し、3 日ごとにチェサピーク湾の水を濾過していました。カキがいなくなったため、河川から河口に流入する汚染物質によって有害な藻類の大量発生が起きている。^[23]

天然漁業における平均栄養段階は減少しているが、養殖魚における平均栄養段階は増加している。^[25]

例として、上の表は地中海で養殖されている魚の栄養段階の傾向を示しています。しかし、クロマグロの養殖は肥育プロセスに限定されています。若いマグロは野生から捕獲され、肥育のために囲いに入れられます。野生のクロマグロの資源は現在脅威にさらされており、水産学者コンスタンティノス・ステルギウとその同僚は、「マグロ養殖場の能力が総漁獲可能量を大幅に超えているという事実は、マグロ肥育産業の発展における保全計画の欠如を示しており、理想的には漁業管理政策と結び付けられるべきであり、違法漁業につながる可能性がある」と主張しています。^[14]

また、地中海の養殖業は、魚の純消費量です。クロマグロのような高栄養段階の魚を養殖するには、大量の飼料が必要です。この飼料は、本来は人間が直接消費するイワシやアンチョビなどの餌となる魚から加工した魚粉です。これは、生態学的問題に加えて、倫理的問題も引き起こします。人間が直接消費するのに適した魚の多くは、比較的少数の裕福な消費者を満足させるために、高栄養段階の魚を育てるために使用されています。^[14]

• 2010 生物多様性指標パートナーシップ
• 生物多様性
• 収穫された水生動物の重量別リスト
• ベースラインの変化
• 生態学的放出
• 漁業の個体群動態

• 全米研究会議 (2006)。海洋生態系の動的変化:漁業、食物網、将来の選択肢。全米アカデミー出版。ISBN 9780309100502。

• 「海洋食物連鎖を漁獲する」。Sea Around Us プロジェクト。ブリティッシュ コロンビア大学。
• クレッシー、ダニエル（2010年11月10日）。「『食物連鎖の下位を狙う』は世界的テストに失敗」サイエンティフィック・アメリカン。 2023年1月3日閲覧。