フィジーのアリに関する新しい研究 - 博物館のコレクションの中の4,000を超えるアリの標本のゲノム配列決定を含む - により、3,000年前に人類が初めてこの群島に到達して以降、ほとんどの在来種が減少していることが示された。一方、最近導入されたアリの種は増大している。この調査結果は、人間活動が脆弱な島の生態系をどのように作り変え続けてきたかを明確に示している。地球の生物多様性の大部分を構成する昆虫は、授粉、土壌の健康、自然過程での害虫駆除などの重要な生態系サービスを提供している。最近、昆虫の個体数と多様性の激減に関する報告 - 「昆虫の黙示録」と呼ばれたりする - が世界的懸念を引き起こしている。こういった激減をもたらす要因として、生息地破壊、農業集約化、気候変動、農薬使用、光害が高い頻度で挙げられているが、激減の規模と普遍性については議論が続いている。その理由は、大半の研究が比較的短期のデータやわずか数十年から数世紀という期間の歴史的コレクションに依存し、長期的傾向がほぼ調査されていないことにある。しかし今は、ゲノム技術の進歩によって、数千年にわたる個体群の歴史的傾向を再構築し、近年と古代の人間活動が昆虫のコミュニティをどのように形成して来たかがわかるようになった。 Cong Liuらは今回、フィジー諸島のアリの個体数、多様性、生態学的役割の長期的傾向について調査を行った。アリ - 個体数が多く、機能的に重要 - はより幅広い生物多様性パターンの指標であることから、そういった昆虫研究に適している。また、フィジーのような固有種の多い島は人間の影響を特に受けやすい。Liuらは、フィジーの博物館のコレクションから4,000を超えるアリの標本についてハイスループットゲノム配列決定を行うコミュニティゲノミクスアプローチを利用して、フィジー諸島におけるアリの長期的なコミュニティ形成と個体数の統計学的傾向を推測した。彼らによると、フィジーのアリ相は少なくとも65回のコロニー形成イベントによって作られたという。一部は数百年前に到達した種で、それがフィジーの固有種となった。太平洋地域でのコロニー形成もフィジーのアリ相に影響を及ぼした。同様に、近代、世界規模での貿易を通して人間が導入してしまったアリの種の影響もあった。注目すべきことに、集団モデリングでは固有種と非固有種の明確な違いが明らかになった。固有種のアリの約79% - ほとんどは標高の高い手付かずの森に限定される - は減少しており、その減少は、3,000年前に人類が初めてフィジーに定住した後に始まり、この300年でヨーロッパ人との接触、工業型農業、種の導入と並行して加速している。対照的に、広く分布する太平洋の種や近年人間が導入した侵入種のアリは、固有種より耐性が高かったり、人間が優位を占める生息地にうまく適応できていたりで、特に撹乱された低地の生息地では、一般的に個体数が増大している。これらの異なる軌跡は、生態学的特性、生息地の好み、生物地理学的背景によって人新世において「勝つ種、負ける種」がどのように決まるかを示していると、Liuらは述べている。 本研究で使用された方法とコレクションの新規性にご興味のある記者の方へ：研究の共著者であるEvan Economoは次のように述べています。「コミュニティゲノミクスとは、1つ若しくは少数の種ではなく、共生する多数の種（すなわち、生態学的コミュニティ）のゲノムデータからパターンと経過を一気に推測するアプローチのことを言います。今回は、多数の種を並行して分析することで、コミュニティ全体の個体数変化のパターンを推測し、一般的な傾向を知ることができました。原理上、このようなアプローチには、それが減少のエビデンスの探求のためであれ、関心のある他の生態学的動態の探究のためであれ、あらゆる分類群のコミュニティの分析につながる可能性が大いにあります。今回のプロジェクトでは、博物館のコレクションからゲノムデータを回収しました。このことは、新しい技術が利用可能になるに従って、そういった標本がいかに持続的な情報源であるかを示す例です。コレクションは単に、収蔵庫に保管された古い物であるに留まりません。数十年、若しくは数世紀前に最初にその標本を集めた人々には想像もできないような形でそれらが持つ情報が明らかになるにつれ、そのコレクションの価値は徐々に上がります。さらに、私たちは、生物多様性を示すコレクションが将来人類によってどのように利用されうるかを完璧に予測することはできません。したがって、後生の人々のためにコレクションを管理し、増やすことへの投資が極めて重要です。」

新たな研究によると、山火事が大気質に及ぼす影響を探るほとんどの気候モデルは、ある場所で発生した火事による熱が、遠く離れた場所での気象パターン、ひいては大気質の変化に及ぼす影響を見落としているという。本研究の著者らは、米国西部における山火事は、西部では大気質を悪化させている一方で、逆説的だが、東部では大気質を改善している可能性があると報告している。ここ数十年、米国西部における山火事は頻度と激しさが増しており、その際に放出される大量の煙が、その地域においても、はるか風下の地域においても、大気質を大きく低下させている。山火事由来の微小粒子状物質（PM2.5）による汚染は、山火事の煙が西部から東へ流れると悪化するとされ、米国東部では長年にわたり健康上の主要な懸念事項となっており、毎年数千人の早期死亡に関与しているとも考えられている。この通説は、長年にわたり全国的な大気質や山火事管理の政策に影響を与えてきたが、一方、山火事によって放出される強烈な熱は、気温を変化させ、大気を不安定にし、強い対流を引き起こしうるにもかかわらず、十分には理解されていない。山火事の熱は大規模な大気循環を変化させるという理由から、遠方の大気質を形成するうえでの影響は過小評価されてきた。ほとんどの気候モデルは、煙の排出量のみを考慮し、火事の熱は考慮していない。山火事による東部の汚染を過大評価しがちな理由を、これで説明できるかもしれない。 Qihan Maらは、観測データと、毎日の熱測定値を組み込んだ気候モデルシミュレーションとを用いて、西部で極端な山火事が発生している間、東部では、極端な山火事の最中だけでなく山火事シーズンを通して、PM2.5が実際に減少することを見出した。これは、大規模な山火事によって放出された強烈な熱が強い対流を引き起こし、それが気象パターンを変化させ、東への煙の輸送を抑制し、大気の浄化を助ける降雨を促進するからである。しかし、東部では山火事の熱によって大気質が改善している一方で、西部では依然として山火事によって汚染が悪化している。Maらによると、現行の気候モデルで山火事の熱を無視した場合、全国の健康と経済に及ぼす影響の推定値が、早期死亡者は約1,200人、損害額は33億ドルにまで膨れ上がるという。この結果から、地域の大気質と環境の公平性を築くうえで、その役割を自覚した政策が必要であることが明らかになった。「山火事はさまざまな影響を及ぼすことから、山火事管理と地域の汚染防止のためには、より適切な資源配分と政策強度が必要になる」と著者らは述べている。「温暖化によって世界で緑化が進むと、燃料が蓄積され、山火事発生時の熱の放出量が増えることになる。包括的な気候シミュレーションや山火事のリスク評価を行う際には、地球システムにおける山火事の熱を考慮することが不可欠である」。関連するPerspectiveでは、Yun Qianが、本研究とその研究結果の意味するところをより詳細に論じている。

新しい研究によると、齧歯類の目立たない「親指」は紛れもない進化への窓だとは思えないかもしれないが、その角化した先端部 - 爪（蹄、鉤爪、扁爪） - から齧歯類の歴史や適応について驚くべき知見が得られたという。この発見により、齧歯類の進化の成功の大半は親指（第1指、D1）の扁爪のおかげ、種子や木の実を割るための器用な手を作り出した適応であることが示された。四足類（四肢脊椎動物）の手は環境との相互作用に不可欠な構造で、その指には形態的にも機能的にも大きな進化的多様性が見られる。その中でも、第1指 - D1 - は特に興味深い。D1は、発達過程では最後に現れ、進化においては最初に縮小若しくは消失し、霊長類のような一部の系統では、D1があることでつかんだり、登ったりというような器用な動きが可能になる。しかし、爪についての詳細な研究は少ない。最も種類豊富な哺乳類である齧歯類は、D1に扁爪や鉤爪があることもあれば、爪がまったくないこともある。しかし、この変異の進化パターンと機能的意義はほとんど解明されていない。 Rafaela Missagiaらは今回、高度な系統種間比較法を用いて齧歯類におけるD1の爪のタイプの多様性、進化の歴史、行動との相互関連を体系的に調査し、鉤爪ではなく扁爪が最も一般的で、また、祖先においてはおそらくその状態であったことを発見した。化石証拠により、齧歯類は少なくとも漸新世から扁爪のようなD1を持っており、このことは、齧歯類の長年にわたる特徴であるとともに、関係する哺乳類目の中で独自の形質でもあることが示された。Missagiaらによると、齧歯類のD1の扁爪は物をかじるための特徴的な門歯と共進化し、木の実のような硬い食べ物を器用に扱えるように助けており、こういったことが齧歯類の初期多様化期において重要な生態学的利点であったと考えられるという。D1に鉤爪のある齧歯類とD1に爪のない齧歯類は特殊な系統で後に現れ、特定の行動を助けたと考えられる。鉤爪は土の中や穴にすむ系統で、爪の喪失は手を使うよりも口から摂食することに大きく依存する系統に見られた。

生殖可能年齢の女性は公衆衛生上の主要な懸念である慢性腎臓病から比較的保護されているようであるが、マウスを用いた新たな研究により、その理由についての洞察が得られた。この研究の報告によると、エストロゲンが調節するシグナル伝達が、女性の腎臓における重要な濾過細胞の再生を促進している。また同研究は、妊娠高血圧腎症などの妊娠合併症をこの再生プロセスの不全と関連づけている。慢性腎臓病（CKD）は、世界人口の10%超が罹患している疾患であり、致死的な腎不全に至る可能性があるだけでなく心血管疾患のリスクを高めることからも、公衆衛生上の主要な懸念である。今後20年間でCKDは世界第5位の主要な死因になると予測されている。これまでの研究で、疾患進行においては性差が顕著な役割を果たすこと、すなわち男性は比較的CKDのリスクが高いのに対し生殖可能年齢の女性は比較的保護されているようであることが示されている。これはプロゲステロンやエストロゲンなどの女性ホルモンにCKD発症予防効果がある可能性を示唆しているものの、観察された疾患感受性における性差の根底にある機序は、依然として十分に解明されていない。 Carolina Conteらは、系統追跡、シングルセルRNAシーケンシング、マウスモデルおよびヒトの組織検体と尿検体の解析を行い、女性の腎臓はポドサイトという重要な濾過細胞を腎前駆細胞から再生する能力が高いことを示した。細胞の再生はエストロゲン受容体に依存するシグナル伝達を介して行われており、それにより生殖可能年齢には腎疾患および高血圧から保護される。さらに著者らは、妊娠中のマウスでは腎臓が負担の増大に適応するのに伴いこの作用が強まることを見出した。ただし、妊娠高血圧腎症のようにこの再生能力が損なわれると、母親マウスは腎疾患および高血圧の長期リスクが上昇する。同時に、これらのマウスの子は、ネフロン発達不良、低出生体重、後年における心血管障害および腎障害の傾向が高くなる。Conteらによると、これらの研究結果は、妊娠高血圧腎症は腎前駆細胞が十分なポドサイトを供給できないことが原因で生じる可能性があることを示しており、母親の腎臓の健康を妊娠転帰に直接関連づけている。この関連は、潜在的な治療機会について新たな洞察をもたらすものである。

新しい研究によると、イエローストーンでのバイソンの群れの移動は、景観規模で、養分循環を促進し、生態系の健全性を高めるという。この発見は、放牧についての従来の知恵に反論するもので、大規模な移動を回復させることで、バイソンの持つ生態学的能力を全て出し切れることを示唆している。歴史的に、北米には数千万頭のバイソンが生息し、その季節移動によって北米大陸の広大な草原の生態系が変化していた。今はもう、自由に移動していたかつての野生バイソンの大群はいない。残っているのはわずか約400,000頭で、そのほとんど全てが私有地や公園及び保護区で管理された小さな群れで生きている。バイソンが、生息地を多様化したり、植物群落に影響を及ぼしたり、養分循環や生産性のようなプロセスを推進したりすることで生態系形成において強力な役割を果たしていることは研究で示されているが、移動する大規模な群れの広範な生態学的影響は、現代のバイソンが限られた地域内にほぼとどめられているため、不明点が多い。しかし、イエローストーン北部の生態系におけるバイソンの移動の回復は、大型草食動物が景観規模で生態系をどのように形成するのかを解明するための希少な自然実験の機会である。 Chris Geremiaらは2015年から2022年の間、バイソンの3つの主要生息地の16ヵ所でその放牧動態を追跡し、放牧が炭素及び窒素動態、植物群落、土壌微生物に与える影響を測定した。彼らは、バイソンは植物生産を安定させ、同時に養分循環を加速させ、地上の窒素を増やし、景観の栄養価を向上させることを発見した。特にそれは、一般的に推奨されているより高レベルでバイソンの密度と放牧を支えている栄養豊富な湿った地域で顕著であった。放牧地では土壌や植物の中の土壌微生物密度と窒素含有量も増加していた。Geremiaらによると、今回の研究結果は、大型移動草食動物の生態学的能力は、その体のサイズのみならず、頭数、密度、自由な移動にも備わっていることを示しているという。「移動草食動物と草原生態系の保全を進めるには、景観規模の、それも個々の牧場や牧草地といった規模ではなく、数千頭の大型移動草食動物が自由に景観内を動き回れるような規模の異質性を受け入れなければならない」とGeremiaらは書いている。「私たちの研究結果は、バイソンのような大型の固有草食動物が生息する生態系が今日の世界で上手く機能しうることを強調している。」

新しい研究によると、ティフアナ川の汚染された水は、南カリフォルニアのビーチを汚染するだけでなく、有毒なガスやエアロゾルを放出して、それが川岸をはるかに越えて移動し、近隣地域の衛生も脅かしているという。米国とメキシコの国境にまたがるティフアナ川流域は、未処理の下水や、産業廃棄物、有毒な表面流去水が太平洋に流入することで、深刻かつ悪化する汚染危機に直面しており、長期にわたるビーチ閉鎖や持続的な環境衛生リスクが発生している。最も懸念されるのは汚染水との直接接触だが、汚染物質がエアロゾル化して空気中に浮遊し、川岸をはるかに越えて拡散している可能性を示す証拠も増えている。この経路を見落としていたということは、この地域では、汚染水との直接接触による曝露よりも吸入による曝露のほうが大きい可能性があるということである。世界人口の半分以上が川や運河の近くに住んでいることを考えれば、水質汚染が大気質に及ぼす影響を理解することは、緊急を要する公衆衛生上の優先事項だが、十分な研究は行われていない。 Benjamin Ricoらは、米国カリフォルニア州サンディエゴのティフアナ川河口付近で空中浮遊細菌および化学汚染物質を追跡した過去の研究と、川の近くに住む人々から寄せられた悪臭および健康上の症状に関する報告とに基づいて、川の乱流域がガスおよびエアロゾル排出のホットスポットである可能性が高いことを突き止めた。これを受け、著者らは大気質測定車を使用して、下水の分解時に発生する有毒ガスである硫化水素（H₂S）を、水質汚染の空中浮遊トレーサー（追跡子）として測定することにした。その結果、2024年の乾季に川の流量が記録的に増加したことで、H₂Sの排出量が急上昇し、夜間の最大濃度は4,500 ppbと、都市の標準レベル（<1 ppb）の数千倍に達したことを見出した。Ricoらによると、今回の研究結果から、汚染された川の乱流域はその地域の大気質に影響を及ぼすことが明らかになったという。既存の大気質モデルでは汚染された川や河口からの排出は含まれていないため、健康への影響を正確に予測し、吸入リスクに対処し、汚染軽減へ導くためには、これらの経路を組み込むことが重要である。さらに、H₂Sの濃度が極めて高かったことから、長年無視されてきた地域社会観察の有効性が裏付けられるとともに、社会から取り残された地域が負ってきた不均衡な負担も浮き彫りになった。「こうした現在進行中の環境リスクおよび公衆衛生リスクの影響を受けている地域社会に対して、長年奪われてきた保護と公正をようやく提供するには、持続的なモニタリング、国境を越えた協調的取り組み、および連邦、州、地方の当局によるリーダーシップが不可欠である」と、Ricoらは述べている。