スパイダーバースへようこそ：蜘蛛の巣が織りなす地球の生命地図

アマゾンの熱帯雨林から都市公園に至るまで、科学者たちは古くて切実な問いに直面し続けてきた。「ここにはいったい何種の生物が生息しているのか？」その答えは、生息地の保護割当、生息環境の修復、侵略的外来種の防除といった保全に関するあらゆる意思決定を左右する。

なぜ「生命目録」を作成しなければならないのか？

生物多様性は地球の健全性を映す指標である。定期的に種を記録することで、研究者は渡り鳥の移動ルートを追跡し、魚類個体群の変動を把握し、外来種の侵入をいち早く発見できる。こうしたデータは絶滅危惧種保護法や各国の環境政策の科学的根拠となる。しかし従来の調査手法――罠の設置、目視記録、鳴き声識別など――は多くの場合、野外での反復作業に膨大な人手を要し、期間も費用もかかる上、隠遁性の高い動物や夜行性の動物には対応できないという問題がある。

蜘蛛の巣：自然のDNAトラップ

意外な解決策が研究者の視野にひっそりと忍び込んでいる――蜘蛛の巣だ。蜘蛛の巣は飛翔昆虫を捕らえるだけでなく、粘着性の糸が周囲の空気中に漂う微粒子を吸着する。その中には、動物が脱落させた細胞に含まれるDNA――いわゆる「環境DNA（eDNA）」――も含まれる。近年、科学者は土壌・水中・さらには大気中からeDNAを抽出して種の存在を確認してきたが、蜘蛛の巣はほぼゼロコストで至る所に分布する天然の「受動型採集器」として機能する。

新たな研究によれば、蜘蛛の巣から洗い出したDNAから鳥類・哺乳類・爬行類を含む多様な陸生脊椎動物を識別できることが示された。つまり、たとえ肉眼で一度も確認されていない動物であっても、その個体が巣の近くで活動したことがあれば、遺伝的痕跡が残されている可能性があるのだ。研究者はこれを、生態系全体に無数の小型監視センサーを張り巡らせることに等しいと表現している。

「蜘蛛の巣は無料の受動型採集器だ。電力も不要、メンテナンスも不要でありながら、周囲の生物に関する情報を黙々と記録し続けている。」――ある生態学研究者の言葉。

実験室から野外へ：潜む機会と課題

「スパイダーバース」を信頼性の高いモニタリング手法へと転換するには、いくつかの障壁を乗り越える必要がある。例えば、蜘蛛の巣上のeDNAの残存期間は、紫外線・湿度・微生物活動の影響を受け、分解速度の予測が難しい。また、蜘蛛の種によって巣を張る場所・高さ・粘着性が異なることも採集バイアスに影響する。さらに、蜘蛛自身のDNAや捕食された獲物のDNAをいかに区別するかという問題もノイズとして残る。

それでも研究者たちは標準化された採集・検出プロセスの開発に着手しており、この手法を保護区の生態回復評価や絶滅危惧種の追跡に応用しようと試みている。今後数年以内に手法が成熟すれば、蜘蛛の巣によるモニタリングは環境DNA技術体系の中で最もコストが低く、カバー範囲が最も広い「生態哨兵」となり得る。

あるいは近い将来、私たちは森に入り、手近な数枚の蜘蛛の巣から、その林に生息するすべての静かな生き物の存在を読み解けるようになるかもしれない。これはSFではなく、今まさに進行中の科学革命である。

本記事はMIT Technology Reviewをもとに編訳したものである。