深海域

深海域または深遠洋域は、海洋の外洋域の層です。 「アビス（abyss）」という語は、ギリシャ語の「ἄβυσσος（ábussos ）」に由来し、「底なし」を意味します。[ 1 ]深さ4,000～6,000メートル（13,000～20,000フィート）では、[ 2 ]この領域は永遠の暗闇に包まれています。[ 3 ] [ 4 ]この領域は海洋の総面積の83％、地球の表面積の60％を覆っています。[ 5 ]深海域の大部分は、温度が2～3℃（36～37°F）程度です。[ 3 ]水圧は最大76MPa（750気圧、11,000psi）に達することがあります。

光がないため光合成は起こらず、分子状酸素（O2 ）を生成する植物も存在しない。代わりに、分子状酸素は主に極地で昔に溶けた氷から供給されている。この海域の海底海水には分子状酸素がほとんど存在せず、酸素が豊富な上部の海水にすぐに戻れない、あるいは低酸素環境で生存できない生物にとっては死の罠となっている。また、この海域には、上部の海域から漂流して分解する大量の有機物の死骸があるため、窒素、リン、シリカなどの栄養塩類の濃度がはるかに高い。 [ 3 ]

深海域より下の領域は、生物がまばらに生息する超深海域である。[ 1 ]深海域より上の領域は、深海域である。[ 1 ]

塹壕

外洋域の層

海底から数千メートル下の深い溝や亀裂（例えば、太平洋のマリアナ海溝などの大洋中央の海溝）はほとんど未踏である。[ 6 ]これまで、深海潜水艇トリエステ、リモートコントロール潜水艦かいこう、そしてネレウスだけがこの深さまで潜ることができた。[ 7 ] [ 8 ]しかし、2012年3月25日の時点で、ディープシーチャレンジャーという探査機が水深10,898メートル（35,756フィート）まで到達した。

エコシステム

一次生産者の相対的な希少性により、深海域に生息する生物の大部分は、上層の海洋層から降下する海雪に依存しています。深海域の生物量は、分解物質と分解者のほとんどが海底に沈んでいるため、実際には海底付近で増加しています。[ 9 ]

深海平原の構成は海底の深さによって異なります。水深4000メートルを超える海底は通常、有孔虫、動物プランクトン、植物プランクトンの石灰質の殻で構成されています。4000メートルを超える深度では、殻は溶解し、動物プランクトンと植物プランクトンが死んだ茶色の粘土とシリカからなる海底が残ります。[ 3 ]化学合成細菌は熱水噴出孔付近で大規模かつ多様な生物群集を支えており、これらの生態系において、上空の太陽光が当たる海域の植物と同様の役割を果たしています。[ 10 ]

スコットランド海洋科学協会の研究チームは、深海環境の複雑さに関する新たな知見を提供した。彼らは、深海底のマンガン団塊が水分子から自由酸素を生成していることを発見した。 [ 11 ]

マンガン団塊は様々な金属を含むため、一種の電池として機能し、環境中に酸素を放出します。これまでは、植物と藻類だけが暗黒酸素（光なしで生成される酸素）を生成すると考えられていたため、これは科学的なブレークスルーと言えるでしょう。

生物学的適応

この深さに生息する生物は、深海域の厳しい環境を克服するために進化を遂げてきました。魚類や無脊椎動物は、この深海域の極寒と強烈な水圧に耐えられるよう進化を遂げなければなりませんでした。彼らは常に暗闇の中で狩りをし、生き残る方法を見つけなければならなかっただけでなく、上層域に比べて酸素やバイオマス、エネルギー源、獲物が少ない生態系で繁栄しなければなりませんでした。このような環境で生き残るために、多くの魚類やその他の生物は代謝がはるかに遅くなり、上層域の生物よりもはるかに少ない酸素しか必要としません。多くの動物はエネルギーを節約するために非常にゆっくりと動きます。また、競争を減らしエネルギーを節約するために、繁殖速度も非常に遅くなります。ここに生息する動物は一般的に胃や口が柔軟であるため、獲物が不足した場合でも、できるだけ多くを消費することができます。[ 10 ]

ミッドケイマン海膨のビーブ熱水噴出孔に生息するリミカリス・ハイビサエビの密集地。このエビはほぼ完全に目が見えず、冷たい深海水と超臨界熱水の境界で生き延びている。[ 12 ]

深海域の生物が直面するその他の課題は、その深さによって生じる圧力と暗闇である。この海域に生息する多くの生物は、浮袋などの内部の気室を最小限にするように進化してきた。この適応は、約 75 MPa (11,000 psi) に達することもある極度の圧力から生物を守るために役立っている。光がないことで、大きな目や自ら光を作り出す能力 (生物発光) など、さまざまな適応も生まれた。大きな目があれば、どんなに小さな光でも検知して利用できる。[ 3 ]一般的に、深海域の動物は生物発光し、青色の光を発する。青色の波長域の光は、他の波長域よりも長い距離を移動すると減衰するからである。[ 13 ]この光がないことから、複雑な模様や鮮やかな色は必要ない。ほとんどの魚種は、暗闇に溶け込み、明るい模様や複雑な模様の発達と維持にエネルギーを浪費しないように、透明、赤、または黒になるように進化してきた。[ 3 ]

動物

深海域は、微生物、甲殻類、軟体動物（二枚貝、巻貝、頭足動物）、様々な種類の魚類、そしておそらくは未発見の動物を含む、多種多様な生物で構成されています。この海域に生息する魚類のほとんどは、底生魚類または底生動物に分類されます。底生魚とは、海底またはその付近（通常は海底から5メートル以内）に生息する魚類です。深海域の栄養素の大部分は海底に存在しているため、ほとんどの魚種がこの分類に当てはまります。したがって、深海域のこの領域には、最も複雑な食物網、つまり最大の生物量が存在すると考えられます。

深海域の生物は、海洋上層の自然現象に依存しています。高層で動物が死ぬと、その死骸が時折深海域に漂着し、深海の生物が餌とすることがあります。クジラの死骸が深海域に落下することを「ホエールフォール」と呼びます。クジラの死骸は、深海域の生物にとって複雑な生態系を形成する可能性があります。[ 7 ]

深海底に生息する底生生物は、海底より上の酸素の乏しい水域に近づかないようにするか、あるいは海底から酸素を抽出できる形態学的特徴を進化させ、同時に海底とその栄養分にアクセスできるようにする必要がある。[ 14 ]深海域の上部で過ごす動物もおり、中には時折、そのすぐ上の深海域で過ごすものもいる。条鰭綱（条鰭類）のように、多くの異なるグループや綱に属する魚種は数多く存在するが、サメ、エイ、ギンザメなどの軟骨魚綱で深海域を主要または恒常的な生息地とする種は知られていない。これが資源の限界、エネルギーの利用可能性、あるいはその他の生理学的制約によるものかどうかは不明である。ほとんどの軟骨魚綱は深海域までしか潜らない。[ 15 ]

深海域に生息する生物には次のようなものがあります。    

  • スッポン科（Bathypterois grallator）：海底に生息し、通常は海面下4,720メートル付近に生息します。腹鰭と尾鰭には長い骨鰭が突き出ています。長い鰭の上でじっと立っている間、彼らは流れに逆らって泳ぎます。近くに餌がいると察知すると、大きな胸鰭を使って、油断している獲物を口元に叩きつけます。本種は雄と雌両方の生殖器官を持っているため、交尾相手が見つからない場合は自家受精することができます。
  • ダンボオクトパス：このタコは通常、水深1,000メートルから7,000メートルに生息し、これは既知のどのタコよりも深い。頭頂部の、羽ばたく耳のような鰭を使って海底をホバリングし、餌を探します。腕は方向転換や海底を這うのに使います。深海の強い水圧に対抗するため、この種は進化の過程で墨嚢を失いました。また、糸状の吸盤を使って捕食者や餌、その他の環境を感知します。
  • カスクウナギ（Bassozetus属）：カスクウナギよりも深い水深に生息する魚類は知られていない。カスクウナギの生息地は、海面下8,370メートルにも及ぶ。この動物の腹鰭は、感覚器官として機能する、二股に分かれたヒゲのような特殊な器官である。カスクウナギは交尾時に音を出す。オスは2対の音筋を持ち、メスは3対の音筋を持つ。[ 8 ]
  • アビサルグレナディア：深海に生息するこの種は、水深800メートルから4,000メートルに生息することが知られています。非常に大きな目を持ちますが、口は小さいです。一回性（一回繁殖）の種と考えられており、一度だけ繁殖して死ぬことを意味します。これは、この生物がエネルギーを節約し、健康で強い子孫を残す可能性を高める方法だと考えられています。この繁殖戦略は、深海のようなエネルギーの少ない環境では非常に有用である可能性があります。
  • Pseudoliparis swirei：マリアナウナギ、またはマリアナ超深度ウナギは、西太平洋のマリアナ海溝の超深度に生息するウナギの一種です。水深6,198～8,076メートル（20,335～26,496フィート）の範囲で生息することが知られており、水深7,966メートル（26,135フィート）での捕獲例もあり、これは海底で捕獲された魚類としてはおそらく記録的なものです。

環境問題

気候変動は深海域に悪影響を及ぼしています。深海域は水深が深いため、地球温暖化の影響は他の地域ほど急速かつ劇的に現れませんが、海洋酸性化の影響は依然として続いています。プラスチックなどの汚染物質も深海域に存在しています。プラスチックは特に深海域に悪影響を及ぼします。深海域の生物は、動くものやデトリタスらしきものを食べるように進化してきたため、栄養分ではなくプラスチックを摂取するようになったのです。海洋酸性化と汚染は、もともと少ない深海域の生物量をさらに減少させています。

人間が引き起こすもう一つの問題は、乱獲です。深海域付近の生物を漁獲する漁業は存在しませんが、深海域では依然として生物が危害を及ぼす可能性があります。深海域は、日光不足により生態系に生産者がいないため、表層域から海底に沈む生物の死骸に依存しています。魚やその他の生物が海から除去されるにつれて、深海域に到達する生物の死骸の頻度と量は減少します。

深海採掘は将来、深海域に問題を引き起こす可能性があります。この産業に関する協議と計画はすでに進行中です。深海鉱物の採掘は多くの生態学的危険を伴うため、深海採掘は極めて脆弱な生態系に壊滅的な被害をもたらす可能性があります。採掘は深海域だけでなく、海洋全体の汚染を増加させ、生息地や海底を物理的に破壊する可能性があります。[ 4 ]

採掘活動によって発生する堆積物の煙は広範囲に広がり、濾過摂食動物に影響を与え、海洋生物を窒息させる可能性があります。採掘機器や撹乱された海底物質から有毒化学物質や重金属が放出されれば化学汚染につながる可能性があり、機械からの騒音は海洋生物の行動やコミュニケーションを阻害する可能性があります。[ 16 ]海底への物理的な撹乱は、地質学的特徴とそれに関連する生態系を破壊する可能性があります。さらに、水質の変化や、深海に有機炭素が蓄えられている炭素隔離プロセスの阻害は、気候変動への寄与など、より広範な環境影響を及ぼす可能性があります。[ 17 ]深海環境の変化の速度が遅く、深海生物の寿命と生殖周期が長いため、このような撹乱からの回復には数十年または数世紀かかる可能性があります。[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]

参照

参考文献

  1. ^ a b c「Abyssal」 . Dictionary.com . 2009年4月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年4月27日閲覧。
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