南部アフリカでの象の保護を強化：生息地をつなぐ回廊の最適化。
南部アフリカでは、象の保護が重要な課題となっていますが、生息地の喪失や都市化が進む中、象たちはゲームリザーブなどの保護区に限られた範囲で生息せざるを得ない状況です。この状況は、長期的には遺伝的に孤立した象の集団が増加し、病気や環境の変化に対して脆弱になるリスクをはらんでいます。しかし、最近のイリノイ大学アーバナシャンペーン校と南アフリカのプレトリア大学による研究では、南部アフリカ7カ国にわたる地域で、象の移動を可能にする回廊の設計と最適化の方法が提案されています。
この研究は、象の生息環境を維持し、集団間の遺伝的交流を促進するための地形の接続性を示す地図を提供しています。
広範なデータ統合による初の試み
「他の研究グループも遺伝的データと空間データを統合した研究を行ってきましたが、多くの場合はよりローカルな規模で行われてきました。私たちの研究は、南部アフリカ全域にわたる象に対して、両方のデータを組み合わせた初の試みです」と、この研究の筆頭著者であり、イリノイ大学農業消費者環境科学部（ACES）動物科学科の博士課程の一環として研究を行ったアリダ・デ・フラミング博士（Alida de Flamingh, PhD）は述べています。現在、彼女はイリノイ大学のカール・R・ウーズゲノミクス生物学研究所でポスドク研究員を務めています。
アフリカ象は非常に広範囲を移動することで知られており、その行動圏は最大で11,000平方キロメートル（約270万エーカー）にも及びます。適さない生息地を避けるために長距離を移動することもしばしばありますが、そうしたスケールを1つの分析に収めることは容易ではありませんでした。
DNAサンプルとGPSデータの統合
「この研究は大規模な取り組みでした。私たちはプレトリア大学のConservation Ecology Research Unit（CERU）と協力して、象の生息範囲全体から非侵襲的に糞のDNAサンプルを採取しました」とデ・フラミング博士は説明します。さらに、CERUは80頭の首輪を装着した象から54,000か所以上の地点で得られたGPSデータも提供しました。
GPSデータは象がどのように移動するかを示しますが、その移動が遺伝的交流につながっているかどうかは示しません。逆に、DNAデータは遺伝的交流を示しますが、象がどのように移動してその交流を実現したかはわかりません。これら2つのデータを統合するために、研究者たちは「ランドスケープジェネティクス」という手法を採用しました。
ランドスケープジェネティクスのアプローチ
「ランドスケープジェネティクスは、動物がどのように移動し、遺伝的交流を達成するかを説明するために、電気回路理論のアイデアを一部取り入れています。我々のアプローチでは、象が地域内を移動する際に遭遇する抵抗やコスト（障害）を評価し、個々のルートを失うか得るかの可能性を考慮に入れています」と、このプロジェクトに参加したネイサン・アレクサンダー博士（Nathan Alexander, PhD）は述べています。アレクサンダー博士は、イリノイ大学ACES自然資源環境科学科の博士課程中にこのプロジェクトに取り組み、現在はイリノイ州自然史調査所に所属しています。
象の移動コストとしては、急な斜面、植生がほとんどない不毛地帯、人口密度が高い人間の居住地、そして水から遠く離れた地域などが挙げられました。研究者たちはこれらの環境的な課題をDNAデータと組み合わせ、象がどのように生息地をナビゲートするかを説明し、遺伝的交流を維持するための重要なルートを特定しました。
「本当に不適な生息地」の影響
「より適した生息地ほど移動コストが低いという単純な直線的関係は見られませんでした。むしろ、最も適していない生息地が象の移動や分布に最も大きな影響を与えるという顕著な非線形パターンが見られました」とデ・フラミング博士は語ります。つまり、象は中程度の生息地には耐性があり、それを通り抜けることができるため、最も不適な生息地を避けるための回廊を提供することが重要です。
例として、ボツワナの植生がないマカディカディ塩原や人口密度の高い居住地などが「本当に不適な」生息地に該当します。これらの地域を避けるルートを提供することで、人間と象との衝突も減少し、象の保護にも寄与します。
政府とNGOの保護活動に役立つ知見
この研究から得られた知見は、南部アフリカの政府当局やNGOが現場での保護活動を展開する際に役立つと期待されています。「南部アフリカは、アフリカ全体で最も多くの象を擁しています。そのため、人間と象の衝突を避けるような保護活動は、非常に多くの象を守ることにつながります」と、共同執筆者でありACES動物科学科の教授であるアル・ロカ博士（Al Roca, PhD）は述べています。ロカ博士は、カール・R・ウーズゲノミクス生物学研究所、イリノイ州自然史調査所、情報科学学部にも所属しています。
この研究成果は「Integrating Habitat Suitability Modeling with Gene Flow Improves Delineation of Landscape Connections Among African Savanna Elephants（生息地適合性モデルと遺伝的交流の統合がアフリカサバンナ象のランドスケープ接続の区分を改善する）」というタイトルで、Biodiversity and Conservation誌に2024年7月20日に掲載されました。本論文は、研究の開始を指揮し、研究中に亡くなったCERUの元責任者ルディ・ヴァン・アーデ（Rudi van Aarde）氏に捧げられています。
