最先端技術を活用し、2つの研究グループがそれぞれ独自に、一方の研究ではAIを用いて、もう一方の研究では水中に浮遊するDNAを用いて、サケを追跡できる可能性を実証した。

 

 

釣りを経験したことがある人なら誰でも、獲物である魚がいかに捉えどころのない存在かを知っているだろう。水に隠れて、ほとんどの場合、魚の姿を見ることはほぼ不可能だ。

 

 

生態学者が魚の数を数えようとしているところを想像してみてください。科学者たちは魚の個体数を追跡するために、さまざまな方法に頼ってきましたが、その多くは比較的原始的なものでした。例えば、川に電気ショックを与えて気絶した魚を数える、大きな網を海に引きずり込み、捕獲した魚に基づいて個体数を計算する、川をシュノーケリングで下る、ダムの魚道に立って泳いでいく魚を数える、といった方法です。

 

 

その結果は、漁業管理者が漁期を開放するかどうかを判断したり、自然保護活動家が種の健全性を評価したり、科学者が復元プロジェクトの効果を検証したりする上で非常に重要となる。しかし、この作業は時間がかかり、不確実性に満ちている。

 

 

しかし、最新の技術革新の中には、魚の数を数えるといった地味な作業にも応用され始めているものもある。ここ2ヶ月の間に、研究者たちはそれぞれ独立して、人工知能（一方の事例）と水中に浮遊するDNA（もう一方の事例）を用いてサケの個体数を追跡できる可能性を発表した。

 

 

この結果は有望であり、科学者たちが研究対象をはるかに容易に追跡するのに役立つ可能性がある。

 

 

ある事例では、ブリティッシュコロンビア州の研究者たちが先住民の漁業管理者と協力し、産卵のために川を遡上するサケの数をより正確に数える方法を探しました。先住民は、カナダの同州中央海岸のキトワンガ川とベア川に、魚の数を数えるための堰（基本的には小さなダム）を設置しています。そこで魚はビデオカメラの前を泳ぎ、その様子が記録されます。しかし、人々は映像を丹念に調べて、何匹の異なる種類の魚が通過したかを把握しなければなりません。

 

 

漁業管理者、コンピュータ科学者、その他の研究者らが協力し、コンピュータが魚の数を数える作業を代行できるかどうかを検証した。もしそれが可能であれば、管理者は漁獲量制限を迅速に調整できるだけの十分な速さで結果が得られるだろう。

 

 

「サケの回帰に関するリアルタイムのデータがなければ、気候変動に配慮した、変化に対応できる漁業を構築することは極めて困難です」と、この研究を主導したポートランドを拠点とするワイルドサーモンセンターの科学者、ウィル・アトラス氏は述べている。

 

 

作業を効率化するため、科学者たちは画像内の異なる物体を区別する方法を「学習」するように設計されたコンピュータープログラムに着目した。彼らは、堰を泳ぐ魚の画像を50万枚以上コンピューターに入力した。画像に写っている12種類の魚は、すでに人間の観察者によって識別されていた。これにより、コンピューターは魚を正しく識別できたかどうかを認識し、魚の識別方法を修正して精度を高めることができた。

 

 

研究者らは9月に『Frontiers in Marine Science』誌で、このシステムは最終的に、ギンザケとベニザケという2つの主要なサケの種をそれぞれ90％以上、80％以上の確率で正しく識別できるようになったと報告した。

 

 

「サーモンビジョン」と名付けたシステムを開発したチームは、来年、ブリティッシュコロンビア州の沿岸部の複数の河川で定期的な自動計測を実施できるよう取り組んでいる。

 

 

国境を越えたワシントン州では、科学者たちが、道路などのインフラの下を流れる河川のトンネルを改修する総額38億ドルの大規模プロジェクトが、サケにどのような恩恵をもたらしているかを追跡するためのより良い方法を考案しようとしていた。

 

 

暗渠として知られるこれらの構造物は、設計不良や老朽化により、遡上する魚の遡上を阻み、乗り越えられない滝や長く暗いトンネルを作り出すことがある。今回の建設ラッシュは、州が通行可能な暗渠を維持管理しなかったことで、地域部族の条約上の権利を侵害しているとする連邦裁判所の判決を受けたものだ。

 

 

ワシントン大学の研究者たちは、新しいDNA解析ツールを活用して、暗渠の交換が魚の遡上を助けるかどうかを判断できるかどうかを知りたいと考えました。彼らは、偶然にも私の住む小さな町ベリンガムの近くを流れる小川沿いの2つの暗渠の交換に焦点を当てました。

 

彼らは1年半にわたり、各暗渠の上下から複数回にわたって水サンプルを採取した。そして、「メタバーコーディング」と呼ばれる手法を用いて、水から濾過したDNAを解析し、付近に生息する魚種を特定した。ベニザケやギンザケなど、対象となる魚のDNAが検出された場合、それらの魚が少なくともその水域に到達していたことを意味する。

 

 

調査結果によると、ある暗渠については、交換しても上流へ遡上できる魚の種類に大きな違いはなかった。これは、eDNA分析の結果、異なる魚種が既に通過できていたことが示されたためである。しかし、川の上流にあるより大きな暗渠は、確かに障壁となっていたようだ。研究者らは8月下旬に『Ecological Applications』誌で、改修前のDNAに含まれる魚種の構成は上流と下流で異なっていたと報告した。

 

 

「サケの遡上を妨げるものとして挙げられているものすべてが、実際にサケの遡上を妨げるわけではないことは明らかです」と、この研究を主導した環境エンジニアのアイリー・アンドルスキエヴィッチ・アラン氏は述べた。

 

 

これは単一の小川にある2つの小さな暗渠に関する調査に過ぎませんが、今回の結果は、eDNAをより広範に活用することで、ワシントン州西部のどの暗渠を優先的に交換すべきかを判断するのに役立つ可能性を示唆しています。さらに、少量の水（と高度な実験室作業）を用いることで、あらゆる場所における水生生態系の回復活動の成果を評価できる可能性も示しています。