マリモ博士の研究日記

  マリモ博士の研究日記

      - Research Notes of Dr. MARIMO -
  釧路国際ウェットランドセンターを拠点に、特別天然記念物「阿寒湖のマリモ」と周辺湖沼の調査研究に取り組んでいます

 ここまで説明してきたように、2023年にサイエンティフィック・リポーツに発表された論文「巨大マリモの理想的な水温環境」は生物学的にありえない論理構成となっており、この論文を根拠として「阿寒湖の水温上昇によってマリモの破損が進んだ」と主張することなどできません。

 

 それにもかかわらず、論文発表以降、釧路市教育委員会とマリモ科学委員会は「マリモの破損は水温上昇の影響によるもので、水草除去対策は効果がない」との新聞発表を繰り返しています(北海道新聞: 2024年3月10日、6月22日、7月22日、12月19日、12月20日、2025年5月19日5月20日10月8日12月22日、12月23日、いずれも佐竹直子記者による署名記事)。

 

 そもそも、「マリモ破損の原因となっている水草の広域除去対策」は、原因と対策を検討した文化庁天然記念物緊急調査(2014年~17年)の最終年に文化庁や環境省、北海道教育委員会、釧路市教委が参加したマリモ科学委員会(委員長は佐藤謙 北海学園大学名誉教授)で了承されたものでした。

 

 この会議には当該論文の著者たちも加わっており、論文の責任著者の一人である市教委のマリモ担当職員は「水草除去は喫緊の課題」であるとして、チュウルイ湾のマリモ群生地に船を浮かべ、会議参加者に対し現地説明まで行っているのです(下の写真)。

 

マリモ科学委員会による大型マリモと水草の生育状況視察(2017年7月31日).

2018年から始まる水草除去対策に向け,文化庁,環境省を始めとする関係者による情報と認識の共有が図られた.

 

 ところが2018~2020年の文化庁天然記念物再生事業で行われるはずだった水草除去対策は、<はじめに>で述べたように計画通り実施されず、2022年までに大型マリモ集団は消失してしまいました。

 

 しかしこの事実は公表されず、2024年にマリモ科学委員会の会議に水草対策の必要性を説明するため出席したところ(私は2021年度で委員を退任)、水草の増加によってマリモがさらに衰退している現状や過去の対策の経過に関する話も含めて、事務局である釧路市教委にとって都合の悪い情報は科学委員会全体で共有されていない、すなわち委員の多くに知らされていない実態を知りました。

 

 そしてマリモについては、「衰退傾向にあるが詳しい生育状況や原因については分かっておらず、対策を検討するため2024年から天然記念物緊急調査を行う」という驚くべき話に変わっていました。当該論文と2度目となる天然記念物緊急調査の結果とをもって、「人為の及ばない地球温暖化のせいでマリモはなくなった」と幕引きを図る目論見であったと思われます。

 

 こうして、長期にわたって対策が行われず放置され続けてきた結果、水草の分布面積と生育量は過去に例がないほど増大する一方、大型マリモはすっかり姿を消して生物量も激減してしまいました。

 

 事態は2014年に天然記念物緊急調査が始まった際に予測した「最終的にマリモ群生地は水草に取って代わられる」段階に達しており、2025年から水草対策を本格化させたものの、除去された水草は全体から見ればごくわずかに過ぎません。

 

 当該論文をきちんと読み、一連の経過を顧みれば、当該論文はマリモの科学的な理解の深化やマリモ保護の推進のためでなく、「特別天然記念物 阿寒湖のマリモ」の拠り所である大型球状マリモ集団を消滅に追いやった当事者たちが自身の責任逃れと保身のためにあみ出した絵空事であったことがよく分かります。

 

 適正な治療は正確な診断があってこそ可能になります。皆が正しい情報を共有し、力を合わせてマリモの保護・再生に取り組むことができるよう、状況が改善されるのを切に願っています。

 

 (おわり)

 

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   《 ←前へ⑯ 適正なマリモ保護のあり方を問う

 ここまで、2023年にサイエンティフィック・リポーツに発表された論文「巨大マリモの理想的な水温環境」について、詳しく検討してきた。全体を一言でまとめれば、「何を見ているのか分からない」ことに加えて、「かも知れない」という推論に推論を重ねる構成となっている。

 

 まず、論文の核心部と言える球状マリモの空洞形成について、マリモを暗黒下に置くと重量が減少するというデータを示し、微生物の分解によるマリモの死細胞の重量減少だと主張しているものの(① 水温上昇でマリモが破損!?)、実験初期には光を絶った条件で貯蔵物質であるデンプンの減少が起こると考えられ、測定値が何を示しているのか分からない(⑬ 細胞が致死・分解に至る過程)。

 

 次いで、「水温上昇によって球状マリモの外層厚が薄くなる」話が論旨であるのに、肝心の水温の変化、外層厚の変化とも実測値はなく、推算に基づいている(⑭ 外層厚計算のトリック)。

 

 しかも、水温上昇の影響を評価するにあたって、マリモの成長速度を一定のままとすることで、水温が上がると必ず外層厚がより薄く算出されるつくりになっている(⑭ 外層厚計算のトリック)。だが現実には、前回、光合成-温度関係の知見を踏まえて説明したように、温度が変わっても植物の成長速度が変わらないなど、生物学的にはありえない。

 

 加えて、光合成-温度関係のみならず、光合成によるデンプン合成(⑪ 明暗で変動する炭素はデンプン)や生態系における窒素循環(⑫ マリモが脱窒?)は高校の生物で習う極めて基礎的なことがらである。それにも関わらず、意図的にか、それとも単に知らないだけなのかは図りかねるが、研究のデザインや考察にこれらの事象は含まれていない。

 

  *****

 論文が発表される前年の2022年、それまで破損と緩集合化が進んでいた大型マリモが集団ごと流失して、群生地の湖底には小さなマリモしか残されていない状況が判明した(マリモ集団消失す)。しかし、この事実は公表されず、またこれ以前、水温上昇と関連づけられるマリモの異変は認識されていなかったにも関わらず、突如、翌2023年に当該論文が発表された。

 

 論文発表を報じた10月20日の釧路新聞には、「温暖化による阿寒湖の水温上昇によって大きなマリモが壊れやすくなる」との論文の著者のコメントが添えられ、以降、「地球温暖化によって大型マリモが消失する」と喧伝(けんでん)されるようになった。

 

 そして、それまで釧路市教委とマリモ科学委員会がマリモの破損原因と公式に認めてきた水草の扱いについては、「市教委としては、マリモの衰退は水草に原因があるとは考えておらず、水草対策は実施しない。これはマリモ科学委員会で決まったこと(2024年5月21日、マリモ保全推進委員会総会)」として、突如、現状認識が変更された。

 

 本稿で論じたように、この根拠となっている当該論文の内容は問題だらけで、「水温が上昇すると球状マリモの外層厚が薄くなる」という結論を導けないことは、生物学を学んだ者ならすぐに分かるはずである。

 

 それにも関わらず、なぜ不適正な研究結果に基づいてマリモの破損原因が論じられ、対策の根本となる現状認識が変えられたのか――その経緯のみならず、市教委マリモ研究室に保管されていた共同研究者の研究成果が無断で論文発表された疑惑(③ 知見は盗用されたのか)、発表済みの論文のデータが改変されて再発表された疑惑(④ 改変された6個のデータ)、そして生物学的にあり得ない論理から構成されている当該論文の査読(投稿された論文の審査)の過程も含め、学識・人物とも確かな第三者によって実態が検証される必要があるだろう。

 

 いま、適正なマリモ保護のあり方が問われている。

 

2013年ごろから顕在化し始めた大型マリモの破損(2013年8月29日).

当該論文では,水温が上昇した時期を2013年から2019年とし,マリモ破損の原因をこの水温上昇に求めている.

 

 (つづく

 

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   《 次へ→おわりに―論文は責任逃れのための絵空事

 

【釧路新聞『日本マリモ紀行#638』2025年6月23日に加筆】

 マリモの光合成に関する説明を続けよう。挿絵はマリモ糸状体の光合成・呼吸速度に対する温度の影響を示したグラフである。

 

 前回の挿絵でも同じ光合成-温度関係のグラフを示したが、今回は測定方法が異なる。前回は光合成によって発生した酸素の容積を、今回は溶液中の酸素濃度を専用の電極を使って測定している。測定方法のみならず実験に用いたマリモ糸状体の保存条件なども違うため、前回は30℃で、今回は20℃で最適温度に達しているが、光合成速度が温度依存的に上昇し、最適温度に達すると低下するパターンは同じである。

 

 また今回のグラフでは、呼吸速度も温度依存的に漸増するものの、30℃で大きく落ちている。これらの結果から、25℃に達すると光合成系がダウンし始め、30℃で呼吸系の代謝も抑制されると分かる。

 

 他方、培養実験の結果(連載第525回)では22℃で良好な成長が得られている(これ以上の高温条件は調べられていない)。従って、マリモ糸状体の成長速度は22℃かこれをやや上回った温度で最適温度に達すると見てよいだろう。

 

 こうした研究結果を踏まえ、本連載では「球状マリモが高水温や弱光条件に長く置かれると糸状体の成長速度が低下して外層(球体を形づくっている外側の糸状体が集まった層)が薄くなり、破損に繋がる」と何度か説明してきた。

 

 ところが、今ここで取り上げている論文では、外層が薄くなって破損する理由を「温度が上昇すると内部の空洞形成が速まるから」と説明している。そして、この根拠として、暗黒下に置かれた球状マリモの重量減少と日積算水温との回帰式を用いて水温が上昇すると重量減少速度が大きくなるという推算結果を示している(⑭ 外層厚計算のトリック)。

 

 温度が上昇すると球体内部の微生物の活性が上がり、死んだ細胞の分解が進むのは一般論として言えるであろう。だが、球状マリモを丸ごと暗黒下に置いた直後の重量減少には、デンプンなどの同化産物が消費される段階があるはずで(⑬ 細胞が致死・分解に至る過程)、このプロセスに関わる細胞はまだ生きている。マリモ糸状体が微生物に分解されて空洞を生じるのは細胞が死んだ後だから、重量減少がそのまま空洞の拡大を意味しているわけではない。

 

 では、温度が上昇すると球体を構成する細胞の致死率は増加するのだろうか。北海道大学の照本勲博士は直径3 cmの集合体を様々な温度の水道水に浸した際の変化を1965年に報告している。以下,その結果である。

 

 ・30℃、24時間で害なし。

 ・35℃、1~2時間で害なし。

 ・35℃、7時間処理した直後は生存していたが、

  24時間後の細胞の生存率は30~50%に低下。

 ・35℃、24時間処理で表層の先端細胞だけが凝固して致死。

     10日後には集合体が壊れ始め、

     80日後にはバラバラになって大部分の細胞が致死。

 ・40℃、6.5時間処理すると1カ月後にすべての細胞が致死。

 ・45℃、1時間で原形質が凝固して速やかに致死。

 

 したがって、<⑭ 外層厚計算のトリック>における光合成-温度曲線の最適温度が30℃であったことからも、マリモは30℃くらいまでの温度には耐えられるが、35℃になると不可逆的なダメージが現れ始めると分かる。

 

 類似の例として、2010年の夏には凪が続いて水深の浅いチュウルイ湾のマリモ群生地の水温が30℃に達したことがあるが、細胞が致死するような現象は確認されていない。マリモ生育地の水温が30℃を大きく超えることがなく、また期間も真夏の一時期に限られるなら、成長は抑制されるものの細胞が死に至るほどの悪影響はないと見てよいだろう。

 

マリモ糸状体の光合成速度(A)ならびに呼吸速度(B)と温度との関係.バーは標準偏差を表す.『若菜勇(2003)水生植物(マリモ)の補償深度モデルに基づく湖水浄化事業の定量的評価,河川整備基金報告書』を引用・改変.

 

 

 (つづく

 

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【釧路新聞『日本マリモ紀行#637』2025年6月16日を改変】

 「マリモを暗黒下に置くと糸状体の分解によって乾燥重量密度(以下、重量)が減少し、減少速度は温度が高くなると速まる。これを球状マリモの空洞形成に当てはめると、空洞形成の時間は水温が上昇すれば短くなるから、その分、外層(外側の糸状体の層)形成の時間が短くなって層厚は薄くなる」という話の続きである。この根拠として、論文の著者らは次のような計算を行っている。

 

 2017年から2019年に測定された外層厚は4.1 cm(⑦ 外層厚を変化させる要因)で、年あたりの成長速度は直径の増大速度1.15 cm(⑥ 掲載データの何が問題か)の半分の0.58 cmだから、外層形成に要した時間は7年となる。

 

 他方、2021年に生育地で観測した水温データから日積算水温を求めると1780 ℃・日となる。これをもとに実際にマリモの破損が顕在化した2012年から2019年までの日積算水温を推定すると、平均気温が2021年より0.9 ℃低かったことから1609 ℃・日となる。

 

 日積算水温と暗黒下における重量減少の回帰式(① 水温上昇でマリモが破損!?)からマリモの分解速度を求めると、2012年から2019年までの年あたりの分解速度は1 m3あたり7.88 kgとなり、初期の重量が1 m3あたり50.3 kgであったから、全て分解されるまでの時間は6.4年となる。これに上述した年あたりの成長速度を乗じると、外層厚は3.7 cmとなる。

 

 これに対して、水温データがある1988年の日積算水温は1250 ℃・日であったから、マリモの年あたりの分解速度は1 m3あたり6.1 kgとなり、分解までに8.2年を要することになる。これに年あたりの成長速度を乗じると外層厚は4.7 cmとなる。

 

 以上から、1988年に4.7 cmあった外層厚は、水温上昇によって2012年から2019年には3.7 cmまで、つまり1 cm薄くなったと主張する。

 

  *****

 さて、挿絵は1992年に発表されたマリモ糸状体の光合成-温度曲線である。下の酸素発生がマイナスになっているグラフが暗黒下に置かれた条件での酸素消費、すなわち呼吸の速度である。温度の上昇に伴って、呼吸速度は速まると分かる。

 

 一方、上のグラフは光照射した際の酸素発生、すなわち光合成の速度を示す。温度が上昇するのにつれて光合成速度は呼吸速度を大きく上回るようになり、それが30℃の最適温度まで続く。光合成活性は成長に直結するから、成長速度は一定の範囲で温度依存的に速まることになる。

 

 ところが当該の論文では、温度が変わってもマリモの成長速度には同じ数値(年0.58 cm)が用いられている。ここでも<⑪ 明暗で変動する炭素はデンプン>で指摘した「生物が営む分解と合成」の分解だけが取り上げられていて、合成には言及がない。

 

 「温度が上がっても(あるいは下がっても)成長速度が一定」というのは生物学的にはありえない。温度が上昇しても成長速度が一定なら、分解速度だけが大きくなるから、必ず層厚は薄くなる。あからさまなトリックと言えよう。

 

 実際には、水温が上がって光合成速度が速くなれば成長速度も速くなる。最適温度(挿絵のグラフでは30℃)に近い高水温が長期続けば、日積算水温は上昇するだろうが、糸状体の成長が促進されて外層は厚くなるだろう。したがって、著者らが主張するように「水温が上昇すると外層が薄くなる」とは限らない。

 

 もちろん、最適温度を上回る高水温(グラフでは35℃)になれば光合成速度が下がって糸状体の成長は抑制される。その際、問われなければならないのは、代謝に悪影響を及ぼす高水温が何℃になったのか、そしてそれがどれだけの期間、続いたかである(⑮ 高水温の影響)。上の日積算水温からこうした情報は得られない。

 

マリモ糸状体の光合成-温度曲線.長尾学ら「マリモの光合成特性の研究」,

平成3年度阿寒湖のマリモ調査事業報告書を引用.

 

 

 (つづく

 

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【釧路新聞『日本マリモ紀行#636』2025年5月19日に加筆】

 「地球温暖化によって阿寒湖の水温が上昇すると球状マリモが壊れる」という説の根拠になっている論文で最後に語られるのは、「水温が上昇すると外層(球体を形づくっている外側の糸状体が集まった層)が薄くなる」という話である。

 

 この前提となっているのは、<① 水温上昇でマリモが破損!?>で説明したマリモ集合体を暗黒下に置くと乾燥重量密度(以下、重量)が減る現象である。重量の減少速度から重量がゼロになる、すなわち糸状体がすべて分解してなくなるまでの時間を計算し、それを内部に空洞が形成されるまでの時間とみなす。この時間に、著者らが年輪と称する濃淡層の形成速度を乗じることで、外層の厚さが求まるのだという。

 

 そして、暗黒下における重量の減少速度は温度が高まると速まり、空洞形成までの時間が短くなるから、結果として水温が上昇すると外層は薄くなるというのが著者らの主張である。けれども、前回までの炭素(C)/ 窒素(N)比の話と同様、生物学的におかしな点が多い。詳しく見ていこう。

 

 まず、暗黒下での重量減少の原因を、著者らは「マリモが暗黒下に置かれて枯死・分解したからだ」と説明しているが、それを示すデータや観察結果は示されていない。

 

 <⑪ 明暗で変動する炭素はデンプン>で指摘したように、一般に外層外側の細胞は光合成によって生産した大量のデンプンを蓄えている。マリモは暗黒下に置かれて光合成できなくなると、デンプンをはじめとする細胞内容物を消費して生き延びようとする(だからマリモは暗黒下でも長期生存することができる)。その結果、重量が減じ、しかるのちに徐々に細胞が死んで、微生物による分解が始まる。ヒトでも食事が与えられないからといっていきなり餓死するわけでなく、その前に体重が減少し続ける時期があるのと同じである。

 

 暗黒下での重量減少実験では、実験開始から289日で重量が35%減少しているが、それにはデンプンなどの消費分も含まれているはずで、デンプンを使い果たしたのちも同じ速度で重量が減少するのかは調べてみないと分からない。

 

 年輪の話(② マリモの年輪状構造と成長速度)と同様、根拠の不確かな数値に基づいてあれこれ推測を行う前に、デンプン消費に始まって細胞の致死、微生物による腐食・分解といった一連の過程をきちんと把握しておく必要があるだろう。

 

 加えて、天然のマリモでは、表面から内部に向けて光強度や溶存酸素濃度が低下する勾配があるため、それに沿って光合成活性や光合成色素の組成、デンプンの量など様々な生理・生化学的な性状が変化し、細胞の枯死・分解は内部の分解層(挿絵)でのみ起こる。集合体を丸ごと暗黒下に置く実験方法で得られた結果を天然マリモの枯死・分解過程にそのまま当てはめてかまわないのか、この点についても検討が必要だ。

 

球状マリモの層構造と機能(模式図).外層の切断面は全体に緑色をしていて一様に見えるが,

大きく同化層,異化層,分解層に3分される.

 

 

 (つづく

 

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【釧路新聞『日本マリモ紀行#635』2025年4月14日に加筆】