深海の圧力は非常に大きいです。潜水艦は深度を超えると押しつぶされてしまいます。では、深海魚はなぜ自由に動き回ることができるのでしょうか?

鋼鉄でできた潜水艦が深く潜ると、高圧で押しつぶされてしまいます。深海魚はなぜ高圧下でも自由に生きられるのでしょうか？これは科学的な質問であり、長い話です。

まず圧力とプレッシャーの概念について話しましょう

圧力とは、2 つの物体の接触面に作用する力、または気体が液体と固体の表面に及ぼす垂直な力、または液体が固体の表面に対して及ぼす垂直な力を指します。物体に圧力によって加えられる力の大きさは、圧力で表されます。たとえば、海面気圧は 1 気圧で、これは 101325 Pa (パスカル)、または 101.325 kPa (キロパスカル)、1013.25 mPa (ミリバールまたはヘクトパスカル) になります。

一定の単位面積に作用する力を圧力と呼びます。 1気圧の圧力は1kg/cm^2で、1平方センチメートルあたり1キログラムの圧力が必要であることを意味します。 1m^2（平方メートル）を基準とすると、1気圧の圧力は10,000キログラムとなります。

人間や地球上のすべての動物は、このような圧力や圧迫環境下で長い時間をかけて進化してきたため、これらの動物は体内にこの圧力に応じた圧力を持っています。もちろん、さまざまな地域の動物が受ける圧力は、それほど正確で均一なものではありません。気圧は高度に応じて変化します。高度が高くなるほど圧力は低くなり、高度が低くなるほど圧力は高くなります。

したがって、高原で生き残る動物は平原や盆地での生活に適応することができません。逆に、盆地や平野の動物は高原での生活に適応することができません。

人間が圧力に耐えられる能力にも範囲があります。例えば、青海チベット高原の大気圧は海面の0.5～0.6しかありません。そこに長く住んでいる人は耐えられますが、標高の低い場所から来た人はそこに行くと高山病になります。同様に、青海・チベット高原で生まれ育った人々も、平原に来るとめまいや酸素中毒を感じるだろう。

しかし、人間の圧力に耐える能力は柔軟です。例えば、水深10メートルまで潜ると圧力は2気圧（海面が1気圧で、水深10メートルごとに1気圧ずつ圧力が上昇）に達し、人間が耐えられる圧力である2kg/cm^2に達することになります。訓練を受けた人は、10気圧以上の圧力である100メートル以上の深さまで潜ることができます。

しかし、それがより深ければ、耐えられないでしょう。胸部や腹部などの空洞部分が押し潰され、骨までもが砕かれて死に至ります。そこで人々は深く潜って身を守るために潜水艦を建造しました。通常の潜水艦は数百メートル、軍用潜水艦は最大1,250メートルの深さまで潜ることができますが、それ以上深く潜ると鋼板が押しつぶされて崩壊してしまいます。

深海潜水艇はマリアナ海溝の最深部、水深11,000メートルに到達でき、そこでは大気圧が1,100以上に達する。これには、潜水艦に十分な厚さの鋼板装甲が必要であるだけでなく、そのような高圧に耐えられる非常に高度な製造技術も必要です。

では、深海魚は死ぬ生き物なのに、なぜこれほど大きな圧力に耐えられるのでしょうか?

深海魚が深海の圧力に耐えられるのは進化の結果である

種の進化の本質は自然淘汰と適者生存です。具体的には、過酷な環境や競争の中で生き残り、繁殖するために、環境や競争のニーズに適応することを意味します。深海魚は深海の環境で繁殖・進化し、この環境に適応することができます。

深海魚は、外見、骨などの具体的なマクロ構造、細胞レベルまでのミクロ構造の点で、浅海魚や浅瀬魚とは根本的に異なるまでに進化しています。

まず、深海魚の微細構造の特徴についてお話しましょう。

深海魚は、原始細胞から多細胞生物に進化するまで、常に高圧の暗い環境にいたため、その体の構造はこの環境に合わせて設計されています。研究により、深海魚の細胞膜には不飽和脂肪酸が多く含まれていることがわかっており、これにより、高圧環境下でも細胞膜の流動性が高く保たれ、生命システムを維持するために十分な栄養素を輸送する効率が向上します。

直感的に言えば、いわゆる不飽和脂肪酸は固まりやすい脂肪酸です。たとえば、動物性の脂肪や油は不飽和脂肪酸を多く含んでいるため、室温では固体になります。植物油には不飽和脂肪酸が多く含まれているため、固まりにくく、冬でも流動性を保つことができます。

深海魚は不飽和脂肪酸を多く含むため、冷たい深海水の高圧環境下でも細胞膜が柔らかく、細胞が傷つきにくいのです。同時に、深海魚のタンパク質は耐圧性も備えています。例えば、その体内のαアクチンは、カルシウムイオンやATPの結合部位を含む複数の部位でアミノ酸置換を受けており、これによりアクチンが高圧環境下でも正常に機能することが保証されます。

さらに、深海魚のタンパク質中の化学結合の数と種類も変化し、タンパク質の三次構造が変化して構造の剛性が強化され、高圧環境への適応性が向上しました。深海魚のトリメチルアミンオキシド含有量も浅海魚よりもはるかに高い。これは、タンパク質が本来の構造と機能を回復し、細胞の活動を確保するのに役立つ重要なタンパク質安定剤です。

しかし、魚臭の主な原因はトリメチルアミンです。深海魚が死ぬと、トリメチルアミンオキシドはトリメチルアミンに分解されます。そのため、深海魚は死後、浅海魚よりも魚臭くなります。

深海魚のマクロ的な構造特性

気体は簡単に圧縮できますが、液体や固体は圧縮するのが難しいことはよく知られています。したがって、浮袋は深海魚が進化の過程で放棄した最初の器官です。いわゆる魚の浮袋とは、潜水魚を屠殺したときに腹腔内に見られる魚の泡のことです。浅瀬の魚が浮上と沈下を調整するために使用する「道具」です。泡の中にはガスが入っています。浮上したい場合は、魚の泡を大きくして浮力を高めるために、より多くのガスを充填する必要があります。沈めたい場合は、ガスを排出して魚の泡を小さくし、体の密度を高める必要があります。

この魚の泡が深海にあったら潰れてしまいます。深海魚は、この泡器官を放棄した後、主に体内の脂質を使って浮力と沈下を調節しています。例え話をしてみましょう。空のガラス瓶は深海の圧力で簡単に潰れてしまいますが、水が入ったガラス瓶は深海に沈んでも割れません。これは、ボトルの内側と外側に比較的バランスの取れた圧力が形成されるためです。

深海魚は浅海魚に比べて骨や筋肉が少なく、脂質やゼラチンが比較的多く、骨に占める軟骨の割合も浅海魚よりもはるかに高い。諺にあるように、硬すぎるものは簡単に壊れてしまいます。深海魚は軟骨と脂質コロイドを使って深海の圧力に耐え、高圧下でも自由に動き回ることができます。

そのため、深海魚は既に高圧に耐える能力を持っており、つまり内部の圧力と環境の圧力がバランスを形成しているため、深海の高圧に耐えることができます。しかし、本物の深海魚は深海でしか動けません。浅瀬に泳ぎ去ったり、捕まったりして突然高圧バランスを崩すと、深海魚の細胞物質が内部から染み出します。中には体内の高圧により破裂し、すぐに死んでしまう人もいます。

そのため、市場で販売されている深海魚が生きている可能性は低いです。通常、漁船には氷蔵庫が用意されており、魚は捕獲後すぐに冷凍保存されます。

さまざまな深さの海に生息する代表的な魚種

深海魚には多くの種類がありますが、厳密に言えば、トラハタ、アオハタ、カラフトハタ、スッポン、サバ、アカハタなど、市場に出回っている一般的な魚の中には深海魚とは言えないものもあります。これらの魚は一般的に数十メートルの深さの海に生息しており、100メートル以上の深さにいる魚は多くありません。そのため、レストランの水槽で飼育できる魚もいます。これらの魚は、より正確には海の魚と呼ぶしかありません。本物の深海魚は水槽の中で生かして飼うことはできません。

水が深くなればなるほど、水は暗くなり、圧力も大きくなります。そのため、深い水域で育つ魚は、まるで外来種のように、より奇妙で恐ろしい外見をしています。一般的に、深海魚は目が大きく、口も大きく、歯も鋭いです。多くの深海魚の体の一部は光ることができ、暗い環境で同種の魚を誘惑して交尾させたり、獲物をおびき寄せたりするのに利用することができます。

一般的に、水深200メートルでは弱い光では光合成ができなくなり、この深さでは緑の植物はなく、魚もほとんどいません。リュウグウノツカイと呼ばれる魚がいます。これは一般に海竜王として知られています。水深200メートル以下の海には、最大500メートルの深さまで潜ることができるカニ、シロナガスクジラ、皇帝ペンギンもいます。

600メートルでは、基本的には光が極めて弱い暗い世界になります。ここには透明な頭と、頭の左右半分にぶら下がったボールのような目を持つ、大気圏外から来た鋼鉄の魚のような生物が活動している。眼球は下を見る必要がないので上だけを見ており、何も見えません。水深700メートル以下にはタチウオやウナギなどの深海魚が生息し、水深900メートルにはダイオウイカが生息しています。

水深1,000メートルでは真っ暗な世界となり、この深さでは魚の数もさらに少なくなります。しかし、水深1,300メートルのところにはオサガメと呼ばれるウミガメが生息しており、ヨーロッパヒメウミガメもこの深さに生息しています。深くなるにつれて魚の数は減っていきますが、南シナ海ゾウヒョウは水深1,700メートルまで潜ることができます。

水深2,000メートルのところには、黒龍魚と呼ばれる奇妙な魚がいます。これはまるで異星人のようで、その下には獲物を引き寄せるための2本の長いひげが光っています。巨大なマッコウクジラは水深3,000メートルまで潜ることができます。彼らの主な食べ物は巨大なイカです。統計によると、マッコウクジラは世界中で毎年500万匹のダイオウイカを食べているそうです。

4000メートルのところには、マムシ魚と呼ばれる深海魚がいます。長い歯と大きな目を持っています。暗い深海で獲物を捕まえるのは容易ではないため、鋭く長い歯を進化させました。一度獲物を噛んでしまったら、逃げることはできません。

人間の潜水深度

水深4,000メートル以下の深海で魚を見ることは非常に稀だが、2017年4月、中国の深海探査チームが水深8,150メートルで白い魚を発見した。偶然にも、同年8月に日本の探検隊も同じ場所で同じ魚を発見しており、同一種ではないかと考える人もいます。このような深い海域では魚は非常に珍しいため、人々はこの魚をマリアナクサウオと名付けました。

最も深い生物は、海底10,660メートルに生息する巨大な単細胞生物です。この単細胞生物は長さが20センチメートルです。

人類は、装備なしや装備ありの潜水、無人潜水艦や有人潜水艦などを使って、より深い海を探検しようと試みてきました。現在までに、装備なしで人間が到達した最も深い深さは 113 メートルで、これは 2006 年にフランスの探検家ギオン・ネリーによって達成されました。装備を付けたダイビングの世界記録は332メートルで、2014年に41歳のエジプト人、アハメド・ガブル氏が達成した。

有人潜水艇は現在、マリアナ海溝の最深部まで潜ることができる。現在、有人潜水艦の最深記録を保持しているのは、有名なアメリカの映画監督ジェームズ・キャメロンです。 「タイタニック」「ターミネーター」「アバター」などの大ヒット作の監督として知られるこの映画監督は、子供のような純真さと冒険への強い欲求を持っています。 2012年3月には潜水艦「ディープシー・チャレンジ」に乗り込み、マリアナ海溝の深さ1万929メートルまで潜り、現在まで破られていない有人深海潜水の世界記録を樹立した。

中国は有人潜水艇による深海潜水で世界第2位である。 2012年6月24日、中国の潜水艇「蛟龍」がマリアナ海溝で深海潜水実験を実施し、最大深度7,062メートルに到達した。 2020年11月10日、フェンドゥージェ号はマリアナ海溝の底に着陸し、水深10,909メートルに到達しました。

無人深海潜水艇の世界記録は、1995年に1万970メートルの深さに到達した日本の「海斗」が保持している。中国が開発した潜水艇「海斗」は、2016年7月28日に1万767メートルの深さまで潜り、世界第2位となった。

これは、深海高圧という特殊な自然環境と、深海動物たちと人類の闘いです。科学技術のさらなる進歩により、人類による海洋の探査と開発は今後も向上し続けるでしょう。

深海魚が人気なのはなぜでしょうか？

希少性は物事に価値をもたらします。深海魚は珍しく、捕まえるのが難しい。価値の法則によれば、それらは当然人間の間で非常に人気があります。価値の法則の理由に加えて、深海魚には浅海魚に比べて多くの利点があります。

まず、深海魚は海水の塩分濃度や水圧が高く、寄生虫や細菌などの微生物が非常に少なく、産業汚染による深海への影響も少ないため、より清潔で健康的な魚介類であり、刺身や魚のさしみなどの美味しい料理の主な供給源となっています。

深海魚には人体に有益な栄養素がより多く、より高濃度に含まれています。たんぱく質が豊富なだけでなく、人体に必要な特殊なアミノ酸、脂肪酸、DHAなども豊富に含まれています。不飽和脂肪酸、カルシウム、鉄、亜鉛などのミネラル微量元素、ビタミンA、B、Cなど。

したがって、深海魚を多く食べると、栄養バランスの促進、体内の栄養素のバランスの調整、発達の促進、脳の健康の改善、コレステロールの低下、血管の健康の促進、心血管疾患の発生とリスクの低減、冠状動脈性心疾患の効果的な抑制などに役立ちます。

一部の科学機関や企業は、深海魚から深海魚油などのさまざまな栄養健康製品を抽出し、人類の健康ニーズを満たしており、非常に人気があります。

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