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北極の海底に外界の生態系?海綿動物は化石を食べて生きている

登録:2022-02-12 10:17 修正:2022-02-12 12:38
[アニマルピープル] 
海底山脈の頂上15平方キロメートルに巨大な海綿庭園 
微生物の助けでチューブワームの残骸から栄養分を摂取
北極海のランクセス海底山脈の頂上に広がる海綿群落。大きさ1~50センチの海綿動物10匹余りが集まっている=アルフレッド・ウェゲナー研究所提供//ハンギョレ新聞社

 北極の真ん中の深海底は生物が生きるには最悪の環境だ。冷たい水温のうえ、1年中厚い氷で覆われ光合成をする日差しがほとんど当たらず、陸地から遠いため流れ込む栄養分もないためだ。

 しかし、ここで巨大な海綿が支配する独特な生態系が発見された。平均年齢300歳、直径1メートルになる海綿のえさは、驚くことに数千年前活火山に寄生していたチューブワームの死骸が固まった化石であることが分かった。

 ドイツのアルフレッド・ウェゲナー極地海洋研究所の砕氷船ポーラーシュテルン号に乗った国際研究者らは、グリーンランド北西の北極海の深海底山脈であるランクセス山脈を探査した結果、山脈の頂上を中心に15平方キロメートルにわたって広がる大規模な海綿生息地を発見したと、科学ジャーナル「ネイチャー・コミュニケーションズ」最近号で報告した。

アルフレッド・ウェゲナー極地海洋研究所の砕氷船ポーラーシュテルン号=ハンネス・グローブ、アルフレッド・ウェゲナー研究所提供//ハンギョレ新聞社

 著者であるアルフレッド・ウェゲナー研究所のボエティウス教授は「活動を止めた海底火山の頂上で繁生する巨大な海綿庭園を発見したが、何を食べて生きているのか不思議だった」と、同研究所の報道資料で述べた。この海山は熱水噴出口から硫黄が多量に含まれた熱湯を吹き出し、周囲にチューブワームや貝など様々な生物が生息していたが、2000年前に活動を止めた。

 発見された海綿は、大きさ1メートル・重さ25キロに達し、この海山の生態系の優占種であることが分かった。海綿の主な生息地は、水深500~700メートルの海山の頂上部分だった。

海綿は極度に栄養分が不足した北極海で多様な生物が集まって生きる「生態系エンジニア」の役割を果たす=アルフレッド・ウェゲナー研究所提供//ハンギョレ新聞社

 採集した海綿を分析した結果、この原始動物が極限環境で繁生することができた秘訣は、微生物との共生であることが分かった。研究に参加したヘルムホルツ海洋研究所の微生物学者ヘンチェル氏は「海綿とともに生きる微生物が、固い粒子と海水に溶けている有機物を消化できる遺伝子を道具として持っていることが分かった」とし「これらが海綿が生きるのに必要な窒素や炭素などを提供している」と述べた。

活火山の熱水噴出口付近に生育するチューブワーム。火山が消えてこれらも死ぬが、海綿など新しい生物が生きる栄養源になっていることが明らかになった=米海洋大気管理庁(NOAA)提供//ハンギョレ新聞社

 海綿と微生物が見つけたえさは、数千年前に火が消えた熱水噴出口周辺のチューブワームの化石だった。筆頭著者であるマックスプランク海洋微生物学研究所の海綿専門家テレサ・モルガンテ氏は「チューブワームを形成するたんぱく質とキチン(カニなどの甲殻類の硬い殻をなす物質)などを分解して有機物を摂取していたことを同位体分析で明らかにした」と述べた。

 化石を食べる動物が明らかになったのは今回が初めて。これが可能である秘訣が微生物との共生であるということも目を引く。

 海綿はこの生態系で「生態系エンジニア」の役割を果たしていると研究者は明かした。海綿は針状体と呼ばれるシリカ材質の物質を作り、これがマットとなって他の生物に棲み処を提供するほか、彼らが食べる粒子がそれに引っかかる。このような海綿のおかげで、極端に厳しい環境でもソフトコーラルが生息するほど生物多様性の高い「ホットスポット」が形成されたと研究者は明らかにした。

死んだ海綿に群がるヒトデ。北極の海綿生態系にとって最大の脅威は気候変動だ=アルフレッド・ウェゲナー研究所提供//ハンギョレ新聞社

 では、北極の海綿庭園はいつまで維持できるのだろうか。研究者は、水温が低く海綿の新陳代謝が遅いため、少なくとも今後数千年間は過去のチューブワームの遺産を食べてしのげるものと見通した。

 問題は、それより先に起きる気候変動の脅威だ。ボエティウス教授は「気候変動で雪解けが急激に減っており、海洋環境が変化しているため、北極海の独特な多様性を保全・管理するための研究が必要だ」と述べた。

 今回の発見は、私たちが地球の生物について知らないことがどれほど多いかを示してくれる。氷の下の生態系は言うまでもない。ボエティウス教授は「氷に覆われた海には私たちがやっと接近して見回り、地図を作成する技術を保有しただけなので、地球外生命体のような生命体が生息している」と英国BBCのインタビューで述べた。

 海綿は最初に進化した多細胞動物の一つで、全世界の海に約8000種余りが分布し、多くの絶滅危機を乗り越えるほど適応能力に優れ、酸素不足、海の酸性化、温暖化に耐えられる。

引用論文: Nature Communications, DOI: 10.1038/s41467-022-28129-7

チョ・ホンソプ記者 (お問い合わせ japan@hani.co.kr)
https://www.hani.co.kr/arti/animalpeople/ecology_evolution/1030394.html韓国語原文入力:2022-02-10 18:18
訳C.M

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