サンゴへの接触、日焼け止め残留物、堆積物の影響

ダイバーとサンゴの接触の解剖学

レクリエーションダイバーとサンゴ礁の接触を定量化した基礎的な研究は、1997年にMedioらが*Biological Conservation*誌に発表しました[1]。紅海北部のサイトで、研究者たちは事前の環境ブリーフィングの有無にかかわらず、ダイバーグループの体系的な水中観察を行い、ダイバー1人あたりのダイブごとのすべての物理的接触イベントを記録しました。ブリーフィングを受けていないダイバーは、サンゴ礁の基質に1分あたり平均1.3回の接触をしていましたが、ブリーフィングを受けたダイバーはこれを1分あたり0.3回に減少させました。これは4分の1の減少です。この研究は、サンゴ礁管理の中心となる2つの結論を確立しました。第一に、ブリーフィングは明らかに効果があること。第二に、経験豊富で善意のブリーフィングを受けていないダイバーグループでさえ頻繁に接触しており、これは技術的なスキルよりも意識が制約要因であることを示唆しています。Lin [2]による、より広範なサイトでのその後の研究で、ダイバーの接触の大部分が意図的な接触ではなく、浮力不足、器材の引きずり、揺れへの対応など、偶発的なものであることが確認され、浮力トレーニングと少人数グループ管理（看板だけではなく）が最も効果的な介入であることを強調しています。

接触がサンゴ群体に実際に与える影響

細胞レベルでは、サンゴ群体との物理的接触は、即座にサンゴ虫の収縮反応を引き起こし、病原体、堆積物負荷、乾燥に対する第一防衛線である表面粘液層を破壊します。Lee et al. [8]は、不適切なダイビング接触（フィン接触、膝での接触、器材の引きずり）をシミュレートした*Acropora hyacinthus*と*Porites cylindrica*の生理学的ストレスマーカーを測定し、単一の接触イベントから24〜48時間以内に、熱ショックタンパク質（HSP70）の発現亢進、内共生する褐虫藻の光合成効率の低下（Fv/Fmで測定）、および接触点での組織壊死率の増加を発見しました。ダイビングシーズン中に同じ群体で繰り返される接触は、組織の累積的な喪失と細菌感染に対する感受性の増加を引き起こしました。*Porites*の反応は、この属が頑健であるという評判にもかかわらず、*Acropora*よりも著しく深刻でした。おそらく、その密度の高い骨格構造が組織再生の代謝コストを高くしているためと考えられます。

粘液層を指標として

サンゴ表面粘液層（SML）は、サンゴのストレスの統合的な指標として確立されており、その量、組成、抗菌活性はすべて、物理的、熱的、化学的ストレスに反応して変化します。Brown et al. [9]は、光共生生物の破壊（白化）を引き起こす熱ストレスがSMLの組成を同時に変化させ、その抗菌効果を低下させ、群体を日和見的な細菌感染に対してより感受性にすることを実証しました。ダイビングにとっての意味は、海水温の上昇によってすでにストレスを受けているサンゴ—気候変動下で熱帯礁系全体でますます一般的になっている—は、周囲の熱条件下での同じサンゴよりもダイバーの接触に対して脆弱である可能性が高いということです。SMLを維持するために使用される生理学的予備力は、褐虫藻によって生産される光合成産物から供給されます。褐虫藻がすでに白化によって損なわれている場合、追加の物理的な損傷を緩衝する能力は低下します。

堆積物の再懸濁：見えない影響

直接的な物理的接触とは異なり、フィンの動きによる堆積物の再懸濁はその瞬間には見えません。ダイバーは、フィンが巻き上げる微小粒子の煙がサンゴ礁全体に広がり、下流のサンゴに堆積し始めるまで、それをほとんど見ることがありませんでした。Jones et al. [10]は、堆積物曝露がサンゴに与える影響に関する実験的研究の体系的レビューを実施し、86の論文を統合しました。彼らは、短時間（数時間から数日）の再懸濁された微細堆積物への曝露でさえ、褐虫藻に到達する光合成活性光の減少、粘液による堆積物排出へのエネルギー消費の増加、そして部分的な死亡率の増加を引き起こすという一貫した証拠を発見しました。特に枝状の*Acropora*と被覆状の*Porites*で顕著でした。堆積物の粒度と有機物含有量は重要です。乱された礁の平坦な底質から生じる微細で有機物に富む粒子は、より粗く有機物の少ない物質よりも有害です。ダイビング頻度の高いサイトでは、1日数百回のダイバーのフィン通過による慢性的な低レベルの再懸濁が、常に濁った海底環境を作り出し、サンゴの光合成を慢性的かつ拡散的に抑制します。これは個々のダイバーやダイビングに起因させることは困難ですが、ダイバー集団全体に起因すると言えます。

日焼け止めによる汚染：観光から毒性学へ

日焼け止めとサンゴ礁に関する毒物学的議論は、2022年にVuckovic et al. [3]が*Science*誌でオキシベンゾンの光毒性メカニズムに関する細胞レベルでの最初の詳細な記述を発表したことで、新たな機械論的明確さに達しました。サンゴの代理モデルシステムとしてイソギンチャク（*Exaiptasia diaphana*）を使用し、研究者たちは、サンゴ細胞がオキシベンゾン—広く使用されている有機UVフィルター（ベンゾフェノン-3）—を、サンゴ組織に蓄積するオキシベンゾングルコシド複合体に酵素的に変換することを実証しました。UV光の下では、これらの複合体は光分解して反応性種を生成し、DNA損傷、有糸分裂阻害、細胞死を引き起こします。決定的に、毒性は光依存性でした。暗闇でのオキシベンゾンは、日光の下でのオキシベンゾンよりも実質的に害が少なく、これは、以前の実験室照明下で行われた毒性研究が、サンゴ礁に関連する毒性を過小評価していた可能性があることを説明しています。

有機UVフィルターの現状

オキシベンゾンだけが日焼け止めの毒物学文献に登場するわけではありません。Fel et al. [4]は、光合成効率（Fv/Fm）と白化率をエンドポイントとして、*Stylophora pistillata*に対してUVフィルター、防腐剤、香料化合物を含む各種日焼け止め成分をテストし、高密度観光地で現実的な濃度で複数の化合物が測定可能なサンゴのストレスを引き起こすことを発見しました。Zhang et al. [5]は、南シナ海のサイトで、海水、堆積物、サンゴ組織における7種類の有機UVフィルター—ベンゾフェノンホモログ、EHMC、4-MBCを含む—の発生と分布を記録し、これらの化合物が生きたサンゴ組織に生体蓄積されることを確認しました。これらの証拠の組み合わせは、これらの化合物が完全に不活性ではないものの、急性サンゴ毒性が大幅に低いことを認識し、海洋観光の場面でサンゴ礁に安全なミネラル日焼け止め（ナノ粒子ではない酸化亜鉛、酸化チタン）への予防的な移行を提唱しています。

オキシベンゾンはサンゴ細胞に取り込まれ、宿主動物が光合成のために必要とする同じ太陽光によって活性化される光毒性化合物に変換されます。これは、サンゴ礁に最大限の影響を与えるように精巧に調整された毒物学的メカニズムを作り出します。

— Vuckovic D et al., Science, 2022 [3]

複合的な問題：接触、堆積物、そして化学物質が組み合わさる

賑やかなダイビングサイトの現実世界では、これら3つのストレス要因—接触による損傷、堆積物の再懸濁、化学的汚染—は独立して作用しません。ダイビング中にフィン接触損傷を受けたサンゴ群体は、傷口で粘液の完全性を失います。もし再懸濁された堆積物がその傷口に堆積すると、SMLがすでに損なわれているため、細菌のコロニー形成リスクが大幅に増加します。もし同じ群体が観光客の入浴による周囲のオキシベンゾン濃度が高い水域にある場合、日焼け止めの代謝物からの追加の酸化ストレスが組織修復のエネルギーを低下させます。HawkinsとRoberts [6]は、集中的にダイビングが行われているカリブ海のサイトで、参照サイトと比較して、サンゴ被度と魚類群集構成の測定可能な減少を報告しました。これは、高密度利用が何十年にもわたってこれらの複合的なストレス要因によって引き起こされた累積的な兆候です。政策的な意味合いは、1つのストレス要因だけに対処する介入は効果が限定的であるということです。浮力、日焼け止めの選択、フィンの規律、グループサイズに同時に取り組む総合的なダイバー環境管理プログラムが、有意義なサンゴ礁保護のために必要です。

ダイビングオペレーターとダイバーのためのエビデンスに基づいた介入

• サンゴ礁のダイビング前に、すべての非専門ダイバーに浮力チェックを義務付けること。これはサンゴ構造から離れた砂地で行うこと。
• 事前の環境ブリーフィングで、非接触ルール、フィンテクニック、堆積物への意識、日焼け止めについて説明することを義務付けること。ブリーフィングを受けたダイバーはサンゴ礁との接触が4分の1に減少します[1]。
• すべてのお客様にミネラルベースの日焼け止め（酸化亜鉛、酸化チタン、ナノ粒子不使用）を推奨または義務付けること。ダイビングセンターでサンゴ礁に安全な代替品を提供すること。
• 複雑なサンゴ礁の地形では、ガイド1人あたりのグループサイズを4〜6人のダイバーに制限すること。大人数のグループは底質を指数関数的に乱します。
• 定点写真測量法を用いて、交通量の多いステーションでのサンゴの健康状態を毎年監視し、スタッフに接触損傷と熱白化を区別するように訓練すること。
• 記録された白化イベント中は、ダイビングの旅程を最も影響を受けたエリアから変更し、慎重な浮力コーチングを通じてフィンの動きによる水流を減らすこと。