生物多様性の考え方

H20年度　生態学・生態工学　第２回
生物多様性の考え方
生物多様性とは何か　農学生命科学研究科　附属緑地植物実験所　加藤和弘
本日の主な内容
・生物多様性とは何か
・生物多様性の危機の現状
・生物多様性の意義
・生物多様性はなぜ存在するか
・生物多様性の評価
・生物多様性の保全
生物多様性の定義
• 生態学においては、ある土地における種
の豊富さ species richnessや種の多様さ
species diversityが古くから研究対象となっ
ていた。
• 今日の生物多様性biodiversity（biological
diversity）とは、種の多様さに限らず、生物
の世界のさまざまなレベルにおいて認めら
れる多様さ（変異、複雑さ）を指す。
種の多様性
• どれだけ多様な種が存在するか
＝種の豊富さspecies richness
• 種間で優占度の釣り合いはとれているか
＝均等性species evenness
• 種間関係の複雑さ
• 種の豊富さが注目されることが多かった。
→全ての種を同等に扱わない形での評価も時に
必要、という意見もある（希少種や土地固有種に
重きを置き、移入種などはその逆の扱い）。
生物多様性の4つのレベル　• 遺伝子の多様性（遺伝的多様性、遺伝情
報の多様性）
• 種の多様性、個体群の多様性
– 個体群は同一種の個体の集合体
• 群集の多様性、生態系の多様性
– 生態系＝群集＋環境＋相互作用・機能
• 景観の多様性
– 景観＝要素的な生態系の集合体
遺伝的多様性
• 同一の種（個体群）の中に遺伝的な状態
が異なるさまざまな系統が存在する場合
には、遺伝的な多様性が高い。
• 遺伝的な多様性の高さは種（個体群）の存
続の可能性を高める。また、長期的には種
分化の可能性にもつながり得る（何らかの
地理的あるいは生態的隔離が必要）。
・・・種の分類(生息場所評価の研究では既に普通）
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群集の多様性
• いろいろな種類の群集が存在＝生物種の
組み合わせが多様
– 生物の生息場所が多様である。
• 生物にとっての無機的な環境条件が多様
• 環境条件成立後の経過時間（遷移段階）が多様　→植生が多様、種間関係が多様
• 種の多様性を支える基盤
景観の多様性
• 生態系の組み合わせ（景観のタイプ）の多様さ
– 同じ種類の景観構成要素Landscape elementでも、
異なる景観の中にあれば、保持する生物相は異
なる。
• （景観的要因の影響：第6回、農村景観と都市景観にお
けるパッチ状樹林地や水路など）。
– 景観に特徴的な生態系（や種）が存在する。　• （例）伝統的農村景観と里山林、サシバ（猛禽の一種）
• 群集の多様性を支える基盤
地球上における多様性の実際
• 地球上の種の数：500万？～5000万？
– うち、記載済み140万種
– 哺乳類4000種、鳥類9000種、は虫類6000種、
両生類4000種、魚類19000種、顕花植物25万
種、昆虫75万種・・・
生物多様性の危機の現状
何が危機をもたらしたか
• 特定の植物に依存するスペシャリストの昆
虫や菌類が多くいると考えられる＝植物の
多様な熱帯ではこれらの生物の種も多様。
絶滅の速度
環境の汚染
• 地球全体で今後四半世紀に生物多様性の１／４
が失われる、という説
• 今後50年間に陸上に生育する種の半数が絶滅
する、という説
• 毎年現存する種の0.1%が失われる、という説
• 多くの説があり、値もまちまちであるが、共通す
るのは歴史上かつてない規模と速度で絶滅が発
生しているということである。
• 大気、水、土壌の汚染→耐性のある種し
か生きられない。
• いわゆる公害や農薬汚染。
• 近年では酸性雨による被害も深刻（日本で
は土壌の緩衝能力が高いためか、それほ
どの影響はまだ生じていない）。
• 内分泌攪乱物質（いわゆる環境ホルモン）
による影響も、これから顕在化する？
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生息場所の破壊、改変
• 生物が生息・生育していく上で必要な資源
を、使えなく（使いにくく）する。
– 食物
– 営巣地、繁殖地（交尾、産卵の場所）
– 越冬地
– 移動路
– シェルター
乱獲
• 個体群への直接的な影響
– 乱獲により絶滅した、あるいは絶滅に瀕してい
る生物はこれまでにも多い。
生息場所の縮小と孤立化
• 利用できる資源の減少
→個体群サイズの減少＝絶滅しやすさの増大
• 生息場所間の移動に対する制約
→メタ個体群からの脱落＝絶滅しやすさの増大と回
復可能性の減少
► 近親交配の機会の増大、遺伝的多様性の減少［遺伝的な状
態の悪化］
► 偶然の個体群変動に対する脆弱性の増大
► 生息場所としての価値の低下
生活形態の変化
人間と自然との関わりの喪失
• 人為的な攪乱によって生息・生育に必要な条
件が保たれていた種がある。
• （特定の生息場所において捕獲が継続さ
れた場合）生息場所の実質的な無価値化
• 乱獲により直接影響を受けた生物と強い
関係のある他種の生物への影響（種間の
バランスの崩壊）
– 里山の林の林床植物：人間による植生管理により
林床が開けた状態に維持されていたため、生育で
きた。
– 採草地・牧草地などの草地の植物：人間による利
用や管理が、草地から樹林地への植生遷移を妨
げていた。
– こうした「半自然」（二次的自然）が急速に消失。
自然的撹乱の人為的抑制（洪水）
移入種
• 河川水辺の植物群落
– 洪水によって、発達した植被が破壊されある
いは剥離し、流失することで、無植生の開けた
場所が形成される→河原の植物
– 同様にして形成される礫河原→河原の鳥類
– 治水による大規模出水の抑止→無植生域の
形成機会の減少→河原固有生物の減少
• 在来種に対して捕食者であったり、強力な競争
者であったりする。
– 捕食者：在来種の個体数を直接的に減らしていく。オ
オクチバスはそうである疑いが非常に強いとされる。
– 競争者：在来種の生息・生育適地や資源を奪い取る。
植物の移入種の多くが該当。人為的に導入された送
粉昆虫も。
– その他：環境を改変する、在来種との交雑を起こし遺
伝的な変質をもたらす、などの問題が指摘される。
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自然的要因による絶滅
• 脊椎動物の場合、過去20億年（＝氷河期
など気候変動期を含む）の平均で、1世紀
あたり90種が絶滅しているという。
• 地球規模の環境変動、地球規模の災害
（大隕石・小惑星の衝突などが考えられて
いる）、新しい生物群の進化などが主要因。
• 火山の噴火などでも小規模な個体群は絶
滅することがある。
経済的意義
• 人間が現に直接・間接に利用している資
源としての価値
• 直接：食料、燃料、化学原料、用材など
• 間接:観光資源、地域のシンボル、など
潜在的意義
• 現在はまだ明らかにされていない、あるい
は利用されていないが、将来明らかにされ、
利用されるかもしれない生物の価値や機
能を、将来に向けて保全しておかなければ
ならないという考え方。
• 遺伝（遺伝子）資源の確保
生物多様性の意義
なぜ保全すべきか
機能的意義
• 人間生活に必要不可欠な生態系機能を維
持する上で、生物多様性が健全な状態に
保たれる必要があるという考え方。
– 環境浄化
– 水資源保持
– 土地保全
– 生産性維持など
道義的意義
• すべての生物についてその尊厳を認め、
人間といえどもいたずらに他の生物を損なっ
てはならず、保全に努めなければならない
という考え方。
• 現在の国際的な生物多様性保全の流れ
の基盤には、この考え方が強く存在してい
る。
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生物間相互作用の複雑さ
生物多様性はなぜ存在するか
多様な種
多様な生息場所（群集・生態系）
• 生物にとっての環境条件：無機的なものだ
けではなく、生物的なものも重要→他の生
物との関係＝生物間相互作用
– 共生関係における共進化
– 捕食-被食関係における共進化（例:防御機構
とそれをさらに打ち破るための捕食機構）
– いずれも生物の遺伝的多様性や種多様性を
高めていく
無機的な環境の多様性
ストレス耐性種
• 生物の生息・生育に影響する環境条件は
多数。それぞれがさまざまな状態を取り得、
その状態によって適した生物も異なる。
• 極端な環境条件＝多くの生物の生息・生
育に不適＝種間競争は弱い→そういう場
所に生息・生育できれば、空間資源を独占
できる→極端な環境条件への耐性
• 植物の場合、高山植物、貧栄養地の植物、
湿地の植物、海浜や砂丘の植物、石灰岩
地の植物、等々
– 局地的に変わり得る条件（陸上の植生に関す
る場合）：土壌水分条件、土壌栄養条件（等、
化学性）、日照条件、風衝、隣接植物種、等々
– 自然的、人為的な局所的攪乱の頻度や履歴
の場所による違いも、多様性に結びつく。
撹乱依存種
• 攪乱＝現存する生物群集の全部または一
部の除去＝利用されていた資源の解放
• 資源が解放されたことを速やかに察知し、
それを利用して生長、繁殖し、より競争力
のある種が増えてくるまでに休眠状態に移
行できれば、競争に弱くても生き残れる。
種の多様性の評価の方法
「保全すべき重要な場所」はどのよう
にして決められるか
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レッドリストの作成
• 種を単純に数え上げる＝すべての種を同
等と見なす・・・あまり意味がない。
– 人為的インパクトに対してより脆弱な種、現に
絶滅に瀕している種、などは失われやすく、よ
り手厚い配慮が必要。
– 絶滅の危険性を考慮したリスト＝レッドリスト。
これに掲載された種やその生息場所を、優先
的に保全の対象とする。
指標種による評価
その保全を追求することによって、地域の生物多様
性の保全にも寄与し得る種。
•アンブレラ種：生息地面積要求性が大。
•キーストーン種：生物間相互作用の要。
•環境指標種：同様の生育場所や環境要求性を持つ
種の中で代表的なもの。
•象徴種：特定の生息場所の保全の重要性を社会に
アピールできるような種。実用的な存在。
•危急種：現に絶滅の危険が高い種。しばしば、生息・
生育に最も質の高い環境条件を要求する種。
種の豊富さ
種多様度指数
• すべての種を単純に数え上げる。
• 個々の種の性質が明らかになっていない
分類群では、なお重要な指標。
• 群集の空間的な変化の解析や生息場所
の間での状況比較にも利用される。
• ある生息場所全体の種数か、または面積
あたりなどとして標準化された種数。
• Shannonの多様度指数やSimpsonの多様
度指数などが知られる。
• 種の豊富さと種間の均等性を反映。
• かつては生息場所の価値を示すためにも
使われたことがある。
• 現在は（少なくとも生物多様性の保全の観
点からは）あまり積極的には利用されない。
そもそも種とは何か
• 分類学的種（形態的な種）：形態において区別が
可能なグループ。実用的。
• 生物学的種（繁殖上の種）：互いに交配できなけ
れば別種とする。
– 植物では、同じ「分類学的種」に倍数性の異なる系統
が存在し、系統間では稔性のある種子が得られない場
合がある。
• 系図学的種：系統図を描いた場合に、個々の末
端を一つの種とする立場。
生物多様性の保全・再生のために
劣化した生息場所で生物多様性を
保全・再生するための最近の試み
– 分類学的な亜種や変種は、系図学的にはそれぞれが
個別の種となる場合がほとんど。
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過去にあった攪乱体制の維持、
復元：(例)植生の人為的管理
• 里山の林、採草地など：人為的な攪乱が
加わることで維持されてきた生物生息場所。
• 利用されなくなったこれらに対して、生息場
所の保全を目的として従来に準じた方法で
の管理を継続する。
• 火入れ（野焼き）、草食動物の放牧などが
有効な場合もある。
生物間相互作用(生物的環境)
の再生：(例)送粉昆虫の再導入
• 市街地などで周囲を囲まれて孤立化した
生息・生育場所＝受粉を担う訪花昆虫の
減少、消失→植物も受粉できなくなる。
• 植物個体群における遺伝的多様性の低下、
個体群の衰退、などの悪影響。
• 送粉昆虫を再導入することが、植物の保
全のために必要になる。
その他の試み
• 攪乱体制の維持、復元
– 人為的な放水による河川水辺の攪乱、草刈り、野焼き
• 物理的な環境の復元
– 人工営巣地の形成
– 水質浄化
– 湿地や樹林地の復元(時間がかかる)
• 動物の個体数管理
– 土地の収容力を越えた個体の間引き
– 捕獲制限
生物間相互作用(生物的環境)
の再生：(例)移入種の除去
• 移入種が捕食や競争を通じて在来種を圧迫
し個体数の急減を招いた事例は少なくない。
• 移入種は元々はそこになかった種であるので、
人為的に除去しても生態系への過剰な介入
にはならない。
• さまざまな移入植物のほか、ヤギ、イタチ、オ
オクチバスなどの動物が問題視されている。
土壌シードバンクの活用
• 土壌中（またはリター中）で発芽せずに生存し続
けている種子の集団。温度、光などの刺激によっ
て発芽する。
• 地上部からは個体が失われてしまった種でも、
種子が土壌シードバンク中に残っていることがあ
る。
• 植生復元のための有効な材料となる可能性があ
るが、どこから、どのような形で材料を入手し、ど
のようにして発芽させるか、検討すべき課題も多
い。
参考図書（第1回、第2回）
• 保全生態学入門―遺伝子から景観まで
– 鷲谷いづみ, 矢原徹一 (著)
– 文一総合出版 (1996/03)
• 絵でわかる生態系のしくみ
– 鷲谷いづみ(著)
– 講談社(2008/03)
• 生物の移動(持ち込み、持ち出し)の制限
• 外部からの個体の導入（やむを得ない場合）
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