・出典: 国立環境研究所
http://www.nies.go.jp/index-j.html
・【シリーズ重点研究プログラム: 「環境リスク研究プログラム」 から】
化学物質の生態リスクを耐性の進化から探る
田中 嘉成
はじめに
人為的な撹乱要因が,自然生態系におよぼす潜在的な悪影響のことを生態リスクと言います。
特に,化学物質の生態リスクを評価する場合,製造されているものだけで何千も種類があるので,リスクの推定は簡便で公平でなければなりません。
そのため,実際の法的規制の場面では,藻類(植物プランクトン),ミジンコ,メダカなどの標準的試験生物を使った毒性値(急性もしくは慢性毒性値)と,環境中に存在すると予測される化学物質濃度との比率(「ハザード比」もしくは「生態リスク指数」)として評価されます(「化学物質の毒性試験と生態リスク評価」参照)。
しかし,この指標には二つの点で研究の余地があります。
その一つは,生態リスク指数が,実際に生態系への影響をどの程度代表しているかわからないという点です。
実際の生態系では,多くの種が食うものと食われるもの,資源をめぐる競争など,様々な種間の関係によって結ばれています。
試験生物種の毒性値から,生態系への影響をどうやって推定するのか,その方法を生態学的な枠組みから研究する必要が生じます。
もう一つは,生態毒性試験から推定された毒性データから,生態リスクを計算する良い方法が考え出されたとしても,実験室の試験生物を使って得られた毒性データから間接的に推測したものであって,実際に現場に生息している生物が化学物質の悪影響を被っているかどうか直接にはわからないという点です。
「環境リスク研究プログラム」における関連研究課題8「化学物質の定量的環境リスク評価と費用便益分析」では,これらの課題に向けた研究を実施しています。
二つ目の点を克服する方法として,野外生物を直接調べる生物モニタリングという考え方があります。
本稿では,特に,生物が適応進化によって化学物質への耐性を獲得することを利用して,化学物質の生態リスクを推定する集団遺伝学的なモニタリングを紹介いたします。
耐性の進化と生態リスク
生物のあらゆる性質(形質)は,遺伝的背景があり,遺伝子の変化に伴って変わることができます。
殺虫剤に対する昆虫の耐性の獲得は,半世紀も前から殺虫剤抵抗性獲得の問題として,農薬化学や応用昆虫学の大きなテーマでした。
また,生物の環境への適応進化の証拠として,進化生物学者や進化生態学者の関心も集めてきました。
生物進化の原動力は,集団内の遺伝子の多様性(遺伝変異)ですから,突然変異によって耐性遺伝子が生じることが,耐性獲得の条件となります。
この条件が満たされている限り,生物のある集団がある化学物質への耐性を獲得していることは,その集団がその化学物質に暴露されてきたことの強い証拠となります。