約500種の鳥類についての市民科学データを活用した新しい研究によると、北米の鳥の個体数はまさに、鳥がまだ最も多く存在する場所で最も急速に減少しているという。この研究結果で、脅威が差し迫っていること、的を絞った保全と回復に向けた潜在的チャンスがあることの両方が明らかになった。鳥の個体数は世界的に急速に減少しており、北米では1970年以降、全ての繁殖鳥の25％以上が消えた。長期モニタリングによって懸念されるこれらの傾向は判明したが、効果的な保全に必要なのは個体数が最も減少している場所の把握である。しかし、鳥の個体数の傾向についての空間的に広範で詳細なデータがないため、この目標達成には限界があり、それゆえ、個体数回復の取り組みに優先順位をつける、若しくは、地域ごとの減少および回復パターンを解明するといったことは難しい。この必要性に対処しようと、Alison Johnstonらは2007年から2021年の3,600万を超えるeBirdチェックリストから市民科学データを集め、北米、中米、カリブ海地域の鳥類495種について詳細な個体数の傾向を調べ出した。高い空間分解能で鳥の目撃情報の変化を分析することで、彼らは観察者の行動の違いと鳥の個体数の実際の変化を切り離せた。彼らが採用した方法は、微妙な個体数の変化を高い統計的信頼性で検出できる特殊な機械学習モデルを使うものであった。 今回の分析で判明したのは、複雑なパッチワークのような地域的個体数動態である。全体的な傾向としては鳥類の75％がそれぞれの分布域全体で減少 ―― 65%は激減 ―― しているとされているが、ほぼ全ての種（97％）が分布域内の生息場所によって増加したり、減少したりしている。とりわけ、鳥の個体数が最も急速に減少しているのはまさに、個体数が依然として最も多い場所であることをJohnstonらは発見した。このパターン ―― 83％の種で見られた ―― が示しているのは、個体群のベースとなる場所でさえ、もはや安全ではないことである。この減少は、草原や乾燥地で繁殖する鳥類において特に深刻で、また、種の分布域内の地理的位置よりその場所の個体数の豊富さと密接に関連していると、今回の研究結果は示している。このことが指摘するのは、生態学的ストレス ―― 気候変動と生息地喪失 ―― が個体数を減少させる主な要因だということである。豊富な個体数を支える生息場所はこれらのストレスに対して脆弱で、一方、分布辺縁域の種ほど回復力が大きいと考えられる。今回の研究では、広範囲で個体数が減少しているにもかかわらず、アパラチア山脈と西部山岳地帯といった安定した地域があることも明らかになり、こういった地域は避難場所になったり、回復を促進できる条件を提示したりすると考えられる。 こういった傾向に関心のある記者の皆様へ。2019年のScienceのResearch Articleで、北米では1970年以降に約30億の鳥が消えてしまったことが報告されています。

バラはその美しさと象徴的な豪華さで長い間賞賛されてきたが、バラの象徴である花びらの形を作っている力学的なプロセスは、これまで大部分が謎のままであった。新たな研究によると、バラの花びらの縁（ふち）に成長と共に次第に形成される鋭い尖は、波状の葉の背後にあるよく知られた力学によってではなく、それとは異なるMainardi-Codazzi-Peterson（MCP）incompatibilityという幾何学的フラストレーションによって形作られる。研究結果によると、この応力集中現象はバラの形を造形するだけでなく、フィードバックを返して花びらの成長の仕方にも影響を与えている。これは自然の力学に対する新たな洞察を与えるものであり、バイオインスパイアード材料の設計に着想をもたらす可能性がある。葉や花びらに見られる複雑な曲線やカールは多くの場合、自然の成長と幾何学との相互作用によって生じる。植物組織のような弾性の物質では、成長に伴い、物質の自然な幾何学的選好と物理的に可能なこととの間にミスマッチが起こり、幾何学的不適合として知られる固有応力が生じうる。これらの応力が蓄積するにつれて形状変化が起こる場合があり、このような作用はGauss incompatibilityとして知られている。これは葉や花びらの波打った縁などの特徴を説明するものである。しかし、バラの花びらの縁に沿って現れる独特の鋭くとがった尖は、他の多くの花で見られる柔らかな波状のパターンとは異なっており、従来のGauss incompatibilityでは説明できない特徴だ。 今回、Yafei Zhangらは、理論的解析と計算モデリング、人工ディスク花弁の実験的作製を組み合わせ、バラの花びらにおいて成長が誘導する力学的不安定性について研究した。その結果Zhangらは、バラの花びらの独特な形状はGauss incompatibilityに支配されているのではなく、Mainardi-Codazzi-Peterson（MCP）incompatibilityとして知られる独特な種類の幾何学的フラストレーションにより支配されていることを発見した。Gauss型ミスマッチから引き起こされる従来の形状変化とは異なり、このメカニズムでは非常に限局的な領域に応力が集中し、バラに見られるような鋭くはっきりした尖が現れる。さらに著者らは、花びらの尖における応力の極度な集中が周囲の組織の成長や形成の仕方に影響を与えていることを示し、生物学的成長と幾何学的制約そして機械的な力の間における強力なフィードバックループを明らかにした。「形成のメカニズムとしてMainardi-Codazzi-Peterson incompatibilityを特定することは、形態形成研究における重要なマイルストーンであるだけでなく、形状変化材料や形状変化構造の新たな設計に着想を与えるものでもある」と、関連するPerspectiveでQinghao CuiとLishuai Jinは述べている。「Gauss incompatibilityとMinardi-Codazzi-Peterson incompatibilityを組み合わせることで、これまでに見たこともない変形挙動が生じる可能性がある。」