暑さに強いサンゴは作れるか——高水温耐性の選抜育種・共生藻・順化と温暖化に負けない礁づくり

「白化」の先へ——なぜ今「暑さに強いサンゴ」なのか

サンゴが温暖化に弱いのは、その体のしくみそのものに理由があります。造礁サンゴは、体内に「褐虫藻（かっちゅうそう）」と呼ばれる小さな植物プランクトンを住まわせ、その光合成でつくられる栄養をもらって生きています。サンゴの鮮やかな色も、栄養の多くも、この共生藻がもたらすものです。ところが海水温が平年より1〜2℃高い状態が続くと、この共生関係が壊れ、サンゴは体内の藻を失って骨格が透けて白く見えるようになります。これが「白化」です。白化の詳しいしくみはサンゴ白化のメカニズムの記事でくわしく解説しています。

そもそも、なぜこれほどまでにサンゴを守ろうとするのでしょうか。サンゴ礁は海面のわずか0.1%ほどを占めるにすぎないのに、海の全生物種のおよそ4分の1がそこを住みかや産卵場として利用するといわれる、生命のゆりかごだからです。魚などの水産資源を育み、波の力をやわらげて沿岸の暮らしを守り、観光の資源にもなります。日本の海の豊かさを支える存在の一つとして、その姿は日本の海洋生物多様性の記事でも紹介しています。サンゴ礁を失うことは、こうした恵みを一度に手放すことを意味します。

白化は「死」ではないが、限界がある

白化はそれ自体がサンゴの死を意味するわけではありません。水温が下がれば、サンゴは再び共生藻を取り戻して回復できることもあります。しかし、高水温が長く続いたり、白化が何度もくり返されたりすると、栄養を得られないサンゴは衰弱し、やがて餓死してしまいます。近年は白化と白化の「間隔」が短くなり、サンゴが回復しきる前に次の熱波に襲われるケースが増えていることが問題視されています。海洋熱波がサンゴや漁業に与える打撃は海洋熱波の影響の記事も参考になります。

共生藻とサンゴの関係そのものについてはサンゴと褐虫藻の共生の記事で掘り下げています。この「共生」という特徴こそが、暑さに強いサンゴをつくる研究の重要な鍵になります。というのも、サンゴの熱耐性は、サンゴ本体の遺伝子だけでなく、どんな共生藻を、どんな微生物と一緒に抱えているかによっても大きく変わるからです。

第4次世界的白化イベントという転機

2024年4月、NOAAとICRI（国際サンゴ礁イニシアティブ）は、世界が「第4次世界的白化イベント」に入ったと正式に発表しました。その後の解析で、2023年初頭から2025年半ばにかけて、太平洋・大西洋・インド洋のすべての海域で、世界のサンゴ礁面積の約84%が白化を引き起こすレベルの熱ストレスを受けたことが確認されています。これは、2014〜2017年の第3次イベント（約68.2%）を大きく上回る、観測史上最大規模の白化でした。少なくとも83以上の国と地域で白化が記録されています。

こうした現実を前に、研究者たちは「白化を防ぐ」だけでなく、「そもそも高い水温に耐えられるサンゴを増やす」という一歩踏み込んだ方向へ舵を切りました。温暖化のスピードに、サンゴ自身の自然な進化が追いつかないなら、人の手でその適応を後押しできないか——それが「支援進化」の出発点です。ただし後述するように、これは自然のサンゴ礁を人工物で置き換える発想ではなく、あくまで自然の回復力を助けるための補助的な手立てとして議論されています。

熱に強いサンゴはどこにいる——見つけて選ぶ技術

暑さに強いサンゴをつくるには、まず「もともと暑さに強い個体」を見つけ出す必要があります。同じ種類のサンゴでも、生きている個体（遺伝子型）によって熱への強さはかなり異なります。とりわけ注目されているのが、夏の高水温や強い日射、干潮時の温度上昇にさらされやすい過酷な環境で、それでも生き延びている「タフな個体」です。研究者はこうしたサンゴを、SF映画になぞらえて「スーパーコーラル」と呼ぶこともあります。

過酷な海で生き残る「タフな個体」

水深が浅く水温が変動しやすい潮だまりや、赤道近くの高水温海域、あるいは河口近くの濁った海など、一見サンゴには厳しそうな場所に、意外にも熱耐性の高い個体が見つかることが知られています。日常的に温度のゆらぎにさらされて「鍛えられた」個体は、急な高水温にも比較的強い傾向があるのです。研究者はこうした場所を重点的に調べ、耐性の高い候補を探し出します。

また、少し深い場所や、光がやわらぐ濁った海が、暑さのなかでサンゴを守る「避難場所（レフュージア）」として働くこともあります。水面近くほど強くない日射と、比較的安定した水温が、白化のダメージをやわらげるためです。こうした避難場所に残る個体は、将来サンゴ礁を再生する際の貴重な「タネ」になりうると考えられ、探索の対象として注目されています。深い海に暮らすサンゴについては深海のサンゴの記事も参考になります。

CBASS——熱耐性を「測る」標準ツール

見つけた候補が本当に熱に強いのかを客観的に確かめるために開発されたのが、CBASS（Coral Bleaching Automated Stress System）と呼ばれる装置です。これは持ち運びできる小型の水槽システムで、サンゴの小片を短時間だけ段階的に高水温にさらし、そのダメージの度合いから熱耐性を数値化します。低コストで、船上や現場でも数時間で組み立てられ、1日あたり最大40片ほどのサンゴを評価できるのが強みです。2023年に学術誌で標準的な手法として整理され、いまや世界中の研究チームが共通のものさしとして使っています。

CBASSの一般的な試験では、3時間かけて目標温度まで水温を上げ、3時間その温度を保ち、1時間かけて元の水温に戻したうえで一晩回復させます。これは浅い海で実際に起こる日中の水温変化を模したもので、短時間で急性の熱ストレス反応を引き出します。その結果から、サンゴの光合成能力が半分に落ちる水温「ED50」という指標を求め、個体や集団、種、場所ごとに熱耐性を比べられるようにします。ED50が高いほど、暑さに強いサンゴだと判断できます。

地図に落とし込み、戦略的に選ぶ

こうして測った熱耐性のデータは、遺伝情報や生息場所の環境データと組み合わせて活用されます。近年は、どの海域のどの系統が将来の高水温に適応しやすいかを予測し、再生の際にどの個体をどこへ移すべきかを助言する「Reef Adapt」のような支援ツールも登場しています。やみくもに集めるのではなく、科学的な根拠にもとづいて「賢く選ぶ」段階に、研究は進んでいます。

選抜育種——熱に強い親から強い子を

熱に強い個体が見つかったら、次はその強さを次の世代に受け継がせる番です。ここで使われるのが「選抜育種」です。これは、家畜や農作物の品種改良と同じ発想で、望ましい性質を持つ親どうしをかけ合わせ、より強い子孫を得ようとする方法です。サンゴは年に一度、一斉に卵と精子を放出する「一斉産卵」を行うため、この機会をとらえて人の手で受精・交配させることができます。一斉産卵の神秘についてはサンゴの一斉産卵の記事で紹介しています。

選抜育種の基本的な流れ

1. 現地調査とCBASSで、熱耐性の高い親サンゴ（ブルードストック）を選ぶ
2. 産卵期に親サンゴを飼育し、卵と精子（配偶子）を採取する
3. 熱に強い親どうしの配偶子をかけ合わせて受精させる
4. 生まれた幼生を着床させ、稚サンゴまで陸上や海域で育てる
5. 育った子世代の熱耐性を再び評価し、効果を確かめる

オーストラリアのAIMS（オーストラリア海洋科学研究所）は、この分野を長年けん引してきました。研究チームは、グレートバリアリーフの北部と中央部からミドリイシの一種（Acropora spathulata）を集め、CBASSなどで熱耐性の順位づけを行い、強い親どうしを交配する実験を重ねています。目的は、暑さに強い子孫を得るだけでなく、熱耐性がどの遺伝子によって決まり、どう受け継がれるのかという「適応のしくみ」そのものを解き明かすことにあります。

「一律にはいかない」という現実

ただし、選抜育種は万能ではありません。AIMSの近年の研究では、熱に強い親を選んでも、その強さが子にどれだけ受け継がれるかは、親サンゴの出身地によって大きく異なることが示されました。ある集団ではしっかり耐性が遺伝したのに、別の集団ではほとんど効果が見られない、といったばらつきが生じたのです。研究者はこれを「万能の処方箋はない（one size does not fit all）」と表現しています。

この結果は、選抜育種の成否がサンゴ本体の遺伝子だけでなく、共生藻の種類や、子サンゴが育つ環境など、複数の要因の組み合わせによって左右されることを物語っています。裏を返せば、単純に「一番強い親を選べばよい」というわけではなく、地域ごとの遺伝的な背景や環境を丁寧に見きわめる必要があるということです。研究はいま、こうした複雑さを前提に、どんな条件で選抜育種が有効に働くのかを見極める段階に入っています。

選抜育種によって若い子孫の熱耐性を高められる場合もあるが、親がどれだけ耐性を受け継がせるかは、親サンゴがどこから来たかによって変わった。

― ― AIMS（オーストラリア海洋科学研究所）の支援進化研究より

凍結保存という「時間を超える種子銀行」

選抜育種を支える技術として、近年急速に進んでいるのがサンゴの精子や幼生を超低温で凍結保存する「クライオプリザベーション（凍結保存）」です。サンゴの産卵は年に一度、しかも種によって時期がずれるため、異なる集団やタイミングの配偶子を同時にかけ合わせるのは簡単ではありません。ところが精子を凍結保存しておけば、時期や場所の壁を越えて交配でき、絶滅が危ぶまれる集団の遺伝的な多様性を「種子銀行」のように未来へ残すことができます。実際に、凍結保存した精子を使った支援遺伝子流動で、絶滅危惧種のサンゴに他集団の遺伝子を導入した研究も報告されています。

共生藻という切り札——クレードDとシャッフリング

サンゴの熱耐性を語るうえで欠かせないのが、体内に住む共生藻（褐虫藻）の存在です。褐虫藻は「Symbiodiniaceae（シンビオディニウム科）」という大きなグループに属し、その中には熱に弱いタイプもあれば、驚くほど熱に強いタイプもあります。どの藻をパートナーに選ぶかによって、同じ種のサンゴでも暑さへの強さがまるで変わってくるのです。

熱に強い褐虫藻「Durusdinium trenchii」

熱耐性の高い褐虫藻として最もよく知られているのが、Durusdinium trenchii（デュルスディニウム・トレンチィ）という種です。かつて「クレードD」と呼ばれた系統に属し、高い水温でも光合成を維持し、サンゴの体内で生き延びる力を持ちます。この藻を多く抱えるサンゴは、白化しにくくなることが数多くの研究で確かめられています。その強さの背景には、ゲノム（遺伝情報）が倍化していることや、強い光から身を守るしくみ、熱に耐える特有の脂質組成などが関わっているとされます。

「シャッフリング」で藻を入れ替える

興味深いことに、一部のサンゴは高水温にさらされると、体内の共生藻の構成を自ら組み替えることがあります。熱に弱い藻が減り、Durusdiniumのような熱に強い藻の割合が増える現象で、「シンビオント・シャッフリング（symbiont shuffling）」と呼ばれます。これはサンゴが持つ天然の適応力の一つで、これを人の手で後押しし、あらかじめ熱に強い藻をサンゴに取り込ませる研究も進められています。稚サンゴの多くは、生まれてすぐの段階で周囲の海から共生藻を取り込みます。この「取り込みの窓」が開いているタイミングで、熱に強い藻を用意してやれば、耐性の高いパートナーと組ませやすくなると考えられています。

うまい話には裏がある——トレードオフ

ただし、熱に強い共生藻を抱えることには代償もあります。Durusdinium trenchiiを持つサンゴは白化に強くなる一方で、成長速度が落ちたり、骨格をつくる石灰化の力が弱まったりする傾向が報告されています。つまり「暑さには強いが、育ちはゆっくり」という交換条件（トレードオフ）が生じうるのです。また、移植先の海に熱に強い藻が定着しにくい場合もあり、耐性が長続きしないケースも観察されています。海の酸性化が石灰化を妨げる問題（海洋酸性化とサンゴ礁参照）と重なると、この弱点はいっそう重くのしかかります。

順化とマイクロバイオーム——サンゴを「鍛える」

遺伝子や共生藻を選ぶだけでなく、サンゴそのものを「鍛えて」熱に強くしようというアプローチもあります。人が運動やワクチンで体を強くするのに少し似た発想で、あらかじめ軽いストレスや有用な微生物にふれさせておくことで、本番の熱波への耐性を高めようという試みです。

順化（プレコンディショニング）——弱いストレスで鍛える

致死には至らない程度の弱い高水温を、変動をつけて経験させておくと、サンゴの熱耐性が高まることが分かってきました。これは「順化（じゅんか）」または「プレコンディショニング」と呼ばれます。日常的に水温がゆらぐ環境で育ったサンゴが急な高水温にも比較的強いのは、まさにこの効果によるものと考えられています。人の手で稚サンゴにこうした「予行演習」をさせ、耐性を底上げしてから海へ戻す方法が検討されています。ワクチンが病原体の一部を使って免疫を鍛えるように、弱いストレスがサンゴの防御のしくみを前もって呼び起こしておく、というイメージです。

琉球大学のグループは、高水温にさらされた造礁サンゴ（ミドリイシの一種）が、通常より多くの小さな卵をつくり、その卵から生まれた幼生が熱耐性を持つことを明らかにしました。親が経験した環境ストレスが、次の世代の強さにつながりうることを示す興味深い成果で、順化と世代をまたいだ適応の可能性を示しています。

プロバイオティクス——サンゴにも「善玉菌」

近年とくに注目されているのが、サンゴ版の「善玉菌」ともいえるプロバイオティクスです。サンゴは体内や体表に無数の細菌をすまわせており、これらの微生物群集（マイクロバイオーム）も健康に深く関わっています。研究者は、サンゴにとって有益な細菌（BMC＝Beneficial Microorganisms for Corals）を選び出し、混ぜ合わせてサンゴに与えることで、熱ストレスへの抵抗力を高められないかを調べています。

海外の研究では、急な高水温の直前にこうした有益な細菌を与えておくと、熱に弱いサンゴでも死亡を防げ、その効果がわずか2日ほどで現れることが報告されています。紅海のミドリイシを32℃という高水温で飼育した実験では、細菌を与えたサンゴは光合成の働きが保たれ、共生藻の細胞密度が無処理のものより十数倍も高く維持されました。さらに、実際の海でヤッコエダサンゴ（Pocillopora verrucosa）に3か月間与えた試験でも、周囲の海水の細菌には影響を与えずにサンゴの微生物群集だけを望ましい方向へ変えられたと報告されています。

共生藻を守る「もう一つの微生物」

琉球大学などのグループは、共生藻の細胞表面に、光から身を守る色素を持つ細菌がすみついていることを発見し、この細菌の量を調整することで共生藻自体の熱ストレス耐性を高められることを示しました。サンゴの熱耐性が、サンゴ本体・共生藻・そして無数の細菌という「三者以上のチーム（ホロビオント）」の総合力で決まることを、あらためて浮き彫りにする成果です。

もっとも、プロバイオティクスもまた発展途上の技術です。実験室で効果があっても、複雑な自然の海でどこまで通用するのか、与えた細菌が長く定着するのか、周囲の生態系に思わぬ影響を与えないかなど、確かめるべきことは数多く残されています。研究チームは、効果とともに安全性を慎重に見きわめながら、少しずつ実海域での試験を積み重ねている段階です。過度な期待も過度な悲観もせず、着実に検証していく姿勢が求められています。

日本の現場——沖縄・久米島の高温耐性サンゴ

こうした研究は海外だけの話ではありません。日本でも、とりわけ日本最大のサンゴ礁を抱える沖縄で、高温耐性サンゴの実用化に向けた取り組みが積み重ねられてきました。沖縄のサンゴ礁の豊かさと危機については沖縄のサンゴ礁の記事もあわせてご覧ください。

水産庁による高温耐性型サンゴの種苗生産

水産庁は、サンゴ礁の再生を目的とした技術開発事業のなかで、「高温耐性型サンゴの種苗生産技術の開発」に取り組んできました。ここでは、高温に耐える親サンゴを特定し、そこから種苗生産したサンゴが親ゆずりの高温耐性を保っているかを確認したうえで、高温耐性を持つサンゴを2,000群体規模で生産し、実際の海域で植え付けて実証することが目標に掲げられました。研究にもとづく耐性サンゴを、現場の再生に橋渡ししようという試みです。

久米島・クレードDを取り込ませたサンゴの長期飼育

沖縄県久米島にある水産土木建設技術センター・サンゴ増殖研究所では、熱に強い共生藻「クレードD（Durusdinium）」を取り込ませたサンゴの長期飼育が行われてきました。2016年からは、30℃に保った高水温の水槽、常温の水槽、そして実際の海域に沈めた籠という異なる環境でサンゴを育て、熱に強い共生藻を持つサンゴが高水温下でどこまで生き延び、成長できるのかを長い時間をかけて検証しています。冒頭で紹介したシンビオント・シャッフリングを、現場の種苗生産に応用しようとする取り組みだといえます。

沖縄県のサンゴ礁保全再生事業

沖縄県も、平成22年度から平成28年度（2010〜2016年度）にかけて「サンゴ礁保全再生事業」を実施しました。恩納村・読谷村・座間味村の海域を対象に、サンゴの遺伝子解析、有性生殖法による種苗の大量生産技術の開発、種苗の中間育成と植え付け、そして地域の保全活動の支援を一体的に進めたものです。恩納村では地元の漁業協同組合が中心となってサンゴの養殖・植え付けに長年取り組んでおり、研究機関・行政・漁業者・住民が連携する日本ならではの再生モデルが育まれてきました。

サンゴ礁の再生手法そのものについてはサンゴ礁再生の取り組みの記事でくわしく解説しています。高温耐性という視点は、こうした従来の再生活動に「温暖化しても生き残れるか」という時間軸を加えるものであり、再生の考え方そのものを一段深めるものだといえます。

日本の取り組みには、海外の大規模プロジェクトとは違った強みもあります。恩納村の「サンゴの村宣言」に象徴されるように、漁業者や住民が主体となって長年サンゴを育て、海と暮らしを一体でとらえてきた文化が根づいていることです。人が適度に手を入れながら海の恵みを守る「里海」の発想は、暑さに強いサンゴを地域に根づかせるうえでも大きな支えになります。里海という考え方は里海という考え方の記事でも紹介しています。研究の成果を現場で長く育てていくには、こうした地域の担い手の存在が欠かせません。

温暖化に適応した礁づくりの可能性と課題

ここまで見てきた技術は、いずれも「温暖化した海でも生き残るサンゴ礁」への希望を感じさせます。しかし研究者たちは、これらが決して魔法の解決策ではないことを、くり返し強調しています。可能性と同じくらい、乗り越えるべき課題も大きいのです。ここでは、支援進化を実際の海に広げていくうえで避けて通れない三つの論点——遺伝的リスク、規模の限界、そして根本原因への対処——を順に見ていきましょう。いずれも「やるべきか、やらざるべきか」という単純な二択では割り切れない、慎重な議論を要するテーマです。

支援進化と遺伝子流動のリスク

熱に強いサンゴを別の海域から運んで移植する「支援遺伝子流動（assisted gene flow）」には、注意すべきリスクがあります。その一つが「近交弱勢（アウトブリーディング・ディプレッション）」で、遠く離れた集団どうしを交配させると、その土地の環境にうまく適応していた性質が薄まり、かえって子孫の適応力が下がってしまう可能性です。地域固有の遺伝的な個性を、外来の遺伝子で塗りつぶしてしまう懸念も指摘されています。

ただし、この種のリスクは当初恐れられたほど高くないとする見方もあります。植物の移植研究をまとめたレビューでは、近交弱勢による不適応が生じる確率は3.3%未満と低く、その影響も世代を経るうちに薄れていく傾向が示されました。そもそも自然の回復（新しいサンゴの加入）がほぼゼロにまで落ち込んだ海では、こうしたリスクを気にするより、まず生き残れる個体を入れることのほうが重要だという議論もあります。リスクと便益をどう天秤にかけるかは、その海の状態次第だといえます。

耐性サンゴと組み合わさる再生技術

高温耐性サンゴは、それ単独ではなく、さまざまな再生技術と組み合わせて使われます。たとえば、一斉産卵で得た大量の卵をいったん囲いのなかで育て、幼生を弱った礁へ大量にまく「幼生の再供給（コーラルIVF）」や、サンゴが着きやすい人工の土台を海に設置する方法、断片から株分けして増やす方法などです。こうした手法に「暑さに強い系統を使う」という視点を掛け合わせることで、再生したサンゴが将来の熱波を生き延びる確率を少しでも高めようというわけです。技術どうしは競合するのではなく、互いを補い合う関係にあります。

スケールという大きな壁

もう一つの、そして最も根本的な課題が「規模」です。世界のサンゴ礁は数十万平方キロメートルにも及び、これを人の手で育てた耐性サンゴで置き換えることは、現実的にほぼ不可能です。選抜育種も種苗生産も、多大な労力とコストがかかります。研究者の多くは、これらの技術を「サンゴ礁全体を救うもの」ではなく、とくに重要な礁を局所的に守り、自然の回復を後押しするための補助的な手段と位置づけています。だからこそ、限られた資源をどの礁に投じるのか、優先順位をどうつけるのかという戦略的な判断が欠かせません。

根本原因への対処が大前提

そして忘れてはならないのが、どれほど熱に強いサンゴをつくっても、温暖化そのものが止まらなければ、いずれ耐性の限界を超えてしまうという事実です。海洋温暖化は漁業や海の生態系全体を揺るがしており（海洋温暖化と漁業参照）、その根本には温室効果ガスの排出があります。耐性サンゴの研究は、あくまで「時間を稼ぐ」ための取り組みであって、温室効果ガスの削減という本丸の対策に取って代わるものではありません。この点は、研究者・行政・国際機関のいずれもが一致して強調しているところです。

熱に強いサンゴを育てる技術は、温暖化対策の代わりにはならない。あくまで、私たちが排出削減を進める間、サンゴ礁に生き延びる時間を与えるための補助的な手段である。

― ― サンゴ礁再生をめぐる国際的な議論より（要旨）

まとめ——希望と現実のあいだで

熱くなる海のなかで、それでも生き残るサンゴを探し、育て、増やす——この挑戦は、サイエンスフィクションのようでいて、すでに世界各地の研究室と海の現場で現実に進んでいます。過酷な環境を生き延びた「タフな個体」をCBASSで見つけ出し、選抜育種でその強さを子へつなぎ、Durusdiniumのような熱に強い共生藻や順化、プロバイオティクスの力も借りて、温暖化に適応した礁づくりが模索されています。日本でも、沖縄・久米島の長期飼育や水産庁・沖縄県の種苗生産事業として、その一端が着実に形になってきました。ほんの十数年前には夢物語に思えた「暑さに強いサンゴをつくる」という発想が、いまや世界共通の研究テーマとして真剣に議論されるところまで来ているのです。

同時に、これらの技術が「銀の弾丸」ではないことも、私たちははっきりと知っておく必要があります。熱耐性には成長とのトレードオフがあり、他所からの移植には遺伝的なリスクが伴い、そして何より、世界中のサンゴ礁を人の手で置き換えることはできません。耐性サンゴの研究は、温暖化を止めるための時間を稼ぐ「補助輪」であって、排出削減という本丸に代わるものではないのです。サンゴが吸収・固定する炭素を含めた海の炭素循環（ブルーカーボン生態系参照）を守るためにも、根本対策と現場の努力は両輪で進める必要があります。

それでも、この研究には確かな希望があります。人がサンゴの適応をほんの少し後押しできると分かったこと、そしてサンゴが本来持つしなやかな回復力の大きさが見えてきたこと——それは、悲観だけに沈まないための科学の贈り物です。次に水族館やニュースで色鮮やかなサンゴを目にしたとき、その裏側で「暑さに負けないサンゴ」をつくろうと奮闘する人々がいることを、少しだけ思い出してもらえたらうれしく思います。