ラッコの氷河湾への顕著な帰還| 科学| スミソニアン - 記事、科学、野生生物

人間には、オオカミ、トラ、ヒョウなどの頂点捕食者を迫害した長い歴史があります。これらの捕食者（食物連鎖の頂点にいる動物）の損失は、世界中で生態学的、経済的、社会的な影響をもたらしました。捕食者が人間の抑圧から完全に回復することはまれであり、回復すると、回復を評価するためのデータやツールが不足することがよくあります。

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アラスカ州グレイシャー湾のラッコは例外です。最近の調査で、私たちのチームはラッコが少なくとも250年も休んでいた地域への信じられないほどの帰還を記録しました。

数学、統計学、生態学を融合した私たちのアプローチは、海洋生態系におけるラッコの役割と、不在後に生態系に戻る頂点捕食者の能力をよりよく理解するのに役立ちます。それは、気候の変化が他の多くの種にとって何を意味するかを知るのに役立つかもしれません。

ラッコはオオカミ、トラ、ヒョウと同じ脈絡で見られることは一般的ではありませんが、ラッコは陸地と海洋の生息地の狭帯域である沿岸海洋生態系の頂点の捕食者です。

18世紀と19世紀の商業用の海上毛皮取引の間、ラッコは北太平洋の彼らの生息域全体で絶滅の危機にnearlyしていました。 1911年までに、少数の小さな孤立した集団のみが残った。

ラッコの歴史的な範囲（灰色の網掛け）と1911年の残りの人口（赤いアイコン）。クイーンシャーロット諸島とサンベニート諸島の人口は1920年までに絶滅しました。（CC BY）

しかし、いくつかの変更のおかげで、ラッコの個体数は多くの地域で回復しました。 1911年の国際オットセイ条約は、ラッコをほとんどの人間の収穫から保護しました。野生動物機関もラッコの再植民地化を支援する努力をしました。

やがてラッコは豊度と分布が増加し始め、アラスカ南東部の潮流氷河フィヨルドであり国立公園であるグレイシャー湾に向かいました。グレイシャーベイは、機能的には北半球で最大の海洋保護区の1つです。

氷河湾は約1750年まで氷河の氷で完全に覆われていましたが、ほぼ同じ時期にラッコが過剰収穫により周辺地域から姿を消しました。その後、記録された歴史の中で最も急速で広範な潮流氷河の後退に耐えました。氷河の後退後、豊かな環境が生まれました。この新しい環境は、カワウソ、軟体動物、ウニなどのラッコの餌種を含む野生生物の高濃度をサポートし、ラッコの不在下でサイズと豊度を増加させることができました。

ラッコは、1988年に氷河湾の河口で最初に再出現しました。ここで、彼らは広大な生息地、豊富な餌食個体群、およびすべての人間の収穫からの保護に遭遇しました。

アラスカ州南東部、グレイシャーベイ国立公園。（国立公園局の許可を得て使用した地図）

私たちのアプローチ

動的な性質のため、人口がどのように成長して広がるかを推定することは困難です。毎年、動物は新しいエリアに移動し、それらを見つけるのに必要なエリアと努力の量を増やします。ラッコを探している飛行機は、通常、同じ時間とお金で、より多くの土地をカバーする必要があります。さらに、ラッコの社会的行動や環境への反応など、さまざまな理由により、個人は任意の期間中にある地域から次の地域に移動する場合があります。これらの課題は正確な母集団の推定を妨げる可能性があるため、それらを理解して対処することが重要です。

ラッコが氷河湾に到着して間もなく、米国地質調査所の科学者が帰還を記録するためのデータ収集を開始しました。データはラッコが増加していることを明確に示していましたが、この増加の程度を明らかにするための新しい統計的方法が必要でした。

まず、ラッコの成長と広がりを記述するために、偏微分方程式を使用した数学モデルを開発しました。偏微分方程式は、一般に、流体力学や量子力学などの現象を記述するために使用されます。したがって、それらは、マス（私たちの場合はラッコの個体群）が空間と時間を通じてどのように広がるかを記述するための自然な選択でした。

新しいアプローチにより、生息地の好み、最大成長率、ラッシャーが最初に氷河湾で観察された場所など、ラッコの生態と行動に関する現在の理解を取り入れることができました。

次に、方程式を階層統計モデルに組み込みました。階層モデルは、複雑なプロセスから生じるデータから結論を引き出すために使用されます。これらは、データ収集や生態学的プロセスの不確実性など、不確実性のさまざまな原因を説明し、区別する柔軟性を提供します。

偏微分方程式は、少なくとも1951年にさかのぼる生態学の分野では新しいものではありません。しかし、これらの方程式を正式な統計モデルと融合することにより、動的な生態学的プロセスを確実に推測できます。過去25年間のラッコの豊富さの調査を分析するためのデータ駆動型の方法を提供します。

これにより、生態系の理解を取り入れた植民地化のダイナミクスの厳密で正直な推定値が得られました。

2016年、グレイシャーベイ国立公園のラッコのグループ。（写真：ジェイミー・ウォンブル）

新しいアプローチを使用して、1993年から2012年にかけて、グレイシャーベイラッコの個体数が年間21％以上増加していることを発見しました。

比較すると、アラスカの他の集団でもラッコの推定成長率は回復しており、17〜20％に制限されています。さらに、最大の生物学的繁殖率-ラッコが繁殖できる最速の速度は、年間19〜23％です。これは、グレイシャー湾のラッコの成長率が、ほぼ記録されているか、最大であり、歴史上記録されたラッコの個体数よりも大きいことを意味します。

氷河の後退に続いて、ラッコは存在しない状態から20年の間に氷河湾のほぼすべてを植民地化するようになりました。今日、彼らは氷河湾で最も豊富な海洋哺乳類の1つです。最近の観察では、氷河湾下流の一部の地域で500匹以上のラッコの大きなグループが記録されており、獲物の資源が豊富であることを示唆しています。