カナダのアカディア大学の研究チームは、イタリアのフィレンツェで開催された実験生物学会で、海洋酸性化が頭足類に及ぼす深刻な影響を明らかにする研究結果を発表した。予備データによると、今世紀末に予測される二酸化炭素濃度と同程度の海域で飼育されたイカは、脳容積が最大50％減少しており、狩りや生存能力に直接的な影響が出ているという。
ギャレット・アレン博士が率いるこの研究は、地球上で最も知能の高い無脊椎動物の一つと考えられているオオヒレサンゴイカ（ Sepioteuthis lessoniana ）に焦点を当てた。この種は、犬に匹敵する数のニューロンを持つ。大気中の二酸化炭素増加によって引き起こされる海洋酸性化は、すでに多くの海洋生物に有害であることが知られていたが、今回の発見は、タコやコウイカも含まれる鞘形亜綱全体を脅かす可能性のある、これまで知られていなかった神経学的影響を明らかにした。
実験は次のように実施された。
将来の状況をシミュレートするため、科学者たちは2つの並行した水槽を設置した。1つは現在の海洋のpH（8,2）に、もう1つは最も悲観的な気候シナリオで2100年に予測されるpH7,8に設定した。孵化したばかりのイカをこれらの水槽で90日間飼育した後、頭部を取り外し、拡散磁気共鳴画像法（dMRI）を用いて分析した。
画像を比較したところ、チームは大きな驚きを経験した。「脳の大きさが半分になっていることにすぐに気づき、ソフトウェアの診断方法を修正しなければなりませんでした」とアレン氏は告白した。高濃度の二酸化炭素にさらされた個体では脳容積の平均減少率は49%で、体全体の大きさに大きな変化は見られなかったため、縮小の原因が体全体の小型化にある可能性は排除された。
視覚領域が最も影響を受ける
詳細な分析の結果、最も影響を受けているのは視覚情報の処理を司る部位であることが明らかになった。対照群のイカと比較して、視葉は52%、視索は62%縮小していた。これらの動物は獲物の位置特定と捕獲にほぼ完全に視覚に頼っているため、その結果は即座に現れる。すなわち、狩猟行動が著しく低下するのである。
実際、この研究は、同じ研究チームが以前に行った研究に基づいている。その研究では、高濃度の二酸化炭素にわずか2日間曝露されただけで狩猟行動が65％減少し、孵化から90日間慢性的に曝露された後には42％減少することがすでに記録されていた。アレン氏は、視力低下の原因は網膜の損傷ではなく（網膜は無傷に見える）、むしろ視葉の萎縮によって画像認識が妨げられるためだと考えている。
考えられる原因と将来的な影響
研究者たちはこの現象について決定的な説明をまだ見つけていないが、主に2つの仮説を検討している。一つは、脳内のエネルギー不足がニューロンの正常な機能を妨げる可能性、もう一つは、過剰な二酸化炭素による酸化ストレスが神経細胞を損傷する可能性である。いずれの場合も、結果として脳が情報を適切に伝達できなくなり、異常な摂食行動につながる。
これらの研究結果は、海洋食物連鎖において重要な役割を担う頭足類の将来に対する警鐘となる。海洋酸性化が現在のペースで進行すれば、イカのような知能の高い種は認知能力や生存能力が低下し、生態系全体に連鎖的な影響を及ぼす可能性がある。アレン氏のチームは、他の海洋無脊椎動物も同様の被害を受けているのか、また適応の余地があるのかを解明するため、引き続き調査を行う予定だ。