海洋研究開発機構 JAMSTEC

2009年11月30日発表
スケーリーフットがいっぱい!
深海のふしぎな巻貝の大群集(だいぐんしゅう)発見!

インド洋の水深2,000mの海底。静けさとやみにつつまれたその海底には、熱水をふきだす熱水噴出孔(ねっすいふんしゅつこう)(参考:?熱水噴出孔ってなに? )が数多くあります。そして、そこに群(むら)がるカニ、エビ、カイなどの生き物たち・・・。中でも、特に世界中の研究者から注目されているのが、ある特定の熱水噴出孔だけでしか見つかっていないスケーリーフットという巻貝です。スケーリーフットは、なんと硫化鉄(りゅうかてつ)と呼ばれるイオウと鉄からできた鉱物(こうぶつ)(金属)のよろいをまとっているのです。このような巻貝は世界でも他にありません。このスケーリーフットはとてもめずらしく、これまでの調査では少しの数しか発見されませんでした。ところが今回、数千匹以上とみられる大群集を発見したのです!さらに、その一部をつかまえて船や陸上の実験室で調べ、水槽(すいそう)で3週間以上飼育(しいく)することに成功しました。こんなに長い期間飼育できたのは世界初です。研究者がスケーリーフットのヒミツにせまります!

水深2,000mのインド洋海底にある熱水噴出孔からは、熱水が勢(いきお)いよくふきだしています。そしてそのまわりにはロドリゲスユノハナガニ、カイレイツノナシオハラエビ、アルビンガイなどの生き物がたくさん群がっています(写真1)。これらは、なぜ熱水に集まるのでしょうか?

その理由は、そこにエネルギー源()があるから。では、何がエネルギー源なのでしょう?まずは海の浅いところを思いうかべてください。浅い海にはこんな食物連鎖(しょくもつれんさ)があります(図1)。浅い海に日光がふりそそぎます→日光のエネルギーを利用して植物プランクトンが光合成をして育ちます→植物プランクトンを動物プランクトンが食べます→動物プランクトンを魚が食べます→魚を哺乳類(ほにゅうるい)が食べます。つまり浅い海では、みちあふれるエネルギー源をもたらすのは日光なのです。

一方、水深2,000mの熱水噴出孔のまわり。日光もとどかずまっくら()なので、浅い海のような食物連鎖はありません。では何がエネルギー源なのでしょう。そこにあるのは、熱水からただよってくる硫化水素(りゅうかすいそ)などの人間にとって有害な成分、またメタン、水素(すいそ)、鉄、マンガンなどの成分です。実はこれらこそが、熱水噴出孔のまわりの生き物にとってのエネルギー源なのです。

熱水噴出孔のまわりには、硫化水素などの有害な成分を、生き物にとって栄養分となるエネルギー源に変えることのできる細菌(さいきん)がいます。熱水噴出孔の生き物はこれを体の中、例えばエラなどに棲(す)みつかせています()。このように生き物の体内に棲んでおたがい助け合って共に生きることを「共生(きょうせい)」、そしてこの共生する細菌を「共生細菌(きょうせいさいきん)」と呼びます。この共生細菌をもつ生き物は、熱水中の硫化水素やメタンなどを取りこんで体内の共生細菌にあたえ、共生細菌はこれらを生き物にとって栄養分になるエネルギー源に変えて生き物に返すのです(図2)。

つまり、浅い海では日光を、熱水噴出孔のまわりでは地球内部の化学物質をエネルギー源とする食物連鎖があるのです(図3)。

ところで、そんな熱水噴出孔のまわりの生き物の中に、熱水中の成分から硫化鉄(りゅうかてつ)という鉱物のよろいを作り出してしまう奇妙(きみょう)な生き物がいます。今回のスケーリーフットです。

スケーリーフットのサイズは大きいもので約4.5cm

カタツムリのような形の黒いカラから出ている黒いよろいのような部分は、なんと硫化鉄でできたうろこです。うろこにおおわれた足をもつことから、スケーリー(うろこ)フット(足)と名付けられました。このうろこは丈夫なので、ハサミをもつエビやカニにおそわれても心配いりません。また最近になって、黒いカラの表面も硫化鉄におおわれていることがわかりました。つまり、スケーリーフットは体の表面すべてを鉄でコーティングしているのです。そして、体内の食道には共生細菌を棲まわせていて、これらにイオウや鉄などをあたえて、これらから栄養分となるエネルギー源を受けとるのです。

これまで、スケーリーフットについては様々な研究がされてきました。けれども、うろこのできるしくみや1つの熱水噴出孔でしか見つからない理由などについてはよくわかっていませんでした。これらを解き明かそうと、研究者は今年(2009年)11月に有人潜水調査船(ゆうじんせんすいちょうさせん)「しんかい6500」()(参考:しんかい6500 )でインド洋の海にもぐりました。

スケーリーフットは、うろこに守られた足で熱水噴出孔のまわりにべったりとはりつきます。この上に、カイレイツノナシオハラエビやアルビンガイなどがおり重なるようにして群がります(図4)。

調査の結果、数千匹以上とみられるスケーリーフットの大群集を発見しました(図5、写真3)。

しかもこの大群集は、熱水の影響(えいきょう)が強い場所まで広がっていました。これは研究者にとっておどろきの発見です。これまで、スケーリーフットは熱水の影響が弱いところにしかいないと考えられてきたからです。研究者はさっそく一部をつかまえて船の実験室で集中的に調べました。今までは、海にもぐっている時に観察するか、数少ない標本(ひょうほん)を調べるかしかありませんでした。今回のように生きたスケーリーフットで実験ができると、体のしくみなどを細かいところまで明らかにできます。また、スケーリーフットを飼育する水槽の水温や酸素濃度(さんそのうど)などを注意深く管理した結果、3週間以上におよぶ飼育に世界で初めて成功しました。

研究者は、実験や飼育からとれたデータを分析(ぶんせき)して、スケーリーフットがとげた進化の道のりや硫化鉄のうろこを作るしくみを解き明かしていきます。特に、何がきっかけで共生細菌が体内に棲みつくようになったのか、またどうやってエネルギー源の受けわたしをしているのかを明らかにしたいと考えています。将来は、この研究を医療(いりょう)や産業に役立てることを目指して、研究者は今日も実験にはげみます!

解説1:エネルギー源(げん)

人間でいえばごはんです。

解説2:

太陽の光は、水深200mより深い海には届きません。

解説3:
「住む」と「棲む」のちがいは?

「住む」は人々がそこで生活すること。「棲む」は海の生き物や鳥などがそこで生活することです。

解説4:しんかい6500

日本が世界にほこる有人潜水調査船です。もぐれる深さは6500mで、世界で1番。海底の地形や地質、深海生物の調査などを行います。