国立研究開発法人海洋研究開発機構（理事長　河村　知彦、以下「JAMSTEC」という。）情報地球科学研究部門のEttore Barbieri主任研究員と同物質地球科学研究部門の石川尚人主任研究員は、数学的技法「重ね合わせ法（Superposition）」を用いて、海の中で誰が誰を食べるかをつないで描かれる、極めて複雑な生物同士のネットワークを、生物の栄養位置というたった一種類のデータだけから、80%以上という高い正解率で復元することに成功しました。

　急速に変化する世界において、生物多様性を保全し、持続可能な漁業を管理していくためには、生態系のエネルギーの流れを理解することが不可欠です。ここでのキーワードは、栄養位置（ある生物が食物網の中で占める地位）です。栄養位置は、生物の安定同位体分析によって比較的簡単に推定できますが、その推定値を全ての捕食者と餌生物の関係まで網羅したネットワークへと変換することは困難でした。

　そこで研究チームは、ある捕食者とある餌生物の栄養位置のみから、両者の間に食べる・食べられる関係が存在する確率を計算し、それを全ての捕食者と餌生物のペアで繰り返す「重ね合わせ法（Superposition）」を用いて、生物同士のネットワーク全体を紐解く革新的な手法を開発しました。これをEcoBase※4とよばれるデータベースに収録された全世界158の食物網にあてはめたところ、80%を超える正解率で生物同士のネットワークを復元できることが分かりました。

　この手法を用い、フィールド観測と安定同位体分析による生物の栄養位置の推定、そして異分野で発展してきた数学的技法を組み合わせることで、これまで目で見ることが難しかった生物同士のネットワークを可視化できるようになります。将来的には、気候変動や人間活動の影響下における、野生動物、漁業資源、保護区域の管理・保全・持続的利用に対して大きく貢献することが期待されます。

　本成果は、英国生態学会誌の「Methods in Ecology and Evolution」に8月6日付け（日本時間）で掲載されました。本研究は、JSPS科研費（22K19857）、JST創発的研究支援事業（JPMJFR2418）の助成および文部科学省の「世界トップレベル研究拠点プログラム（WPI）」の支援を受けて実施しました。

　また、本研究は変動海洋エコシステム高等研究所（WPI-AIMEC）が解明を目指す課題、グランドチャレンジ※5の「海洋生態系の物理化学的要因に対する適応性と脆弱性の解明」「表層とトワイライトゾーンの生態系相互作用と生物地球化学的循環への影響」「海洋生態系の変化予測による惑星スチュワードシップの促進」に貢献するものです。