火山をプールとして使う？地球上で最も耐熱性の高い動物

ご存知のとおり、地球上の生物のほとんどは、高温や極寒などの極端な環境では生き残ることが困難です。しかし、自然は非常に広大であるため、多くの場所にまだ魔法のような例外が存在します。たとえば、火山は動物のプールとして利用できます。この現象の理由は科学者たちさえも困惑させている。

火山に生息する驚くべき生物

実際、火山自体も自然の驚異のひとつです。主に地殻変動により地下からマグマが噴出することで形成されます。これらの溶融マグマは通常非常に高温であり、ほとんどの生物が避ける「禁断の領域」です。しかし、この高温環境をとても好む動物がいます。

主に海底火山の近くに生息するポンペイワームです。体全体が毛皮で覆われており、高温環境でも生存し、繁殖できる軟体動物です。地球上で最も耐熱性の高い種として知られています。

ポンペイワームは主に地殻活動帯に集まり、その周囲には多くの海底クレーターが点在しており、ここの高温の温泉地帯は彼らの繁殖地ともいえます。

ご存知の通り、高温温泉帯の温度は400度にも達します。このような環境で生き残ることができるのは、まさに生物界における奇跡です。

ポンペイワームはどのようにして形成されたのでしょうか?

人々が地表で見ることができるのは火山だけではありません。一部は主に太平洋の海底に分布しています。一部の科学者は、生命が海で生まれたという理解に基づき、ポンペイワームが火山のような場所に現れて生き残ることができるのは、火山ガスが高温高圧の作用で蒸発できるためだと指摘した。

たとえば、一般的な二酸化炭素や一酸化炭素は、マグマ鉱物と反応してこれらの有機物質を生成します。

進化生物学と比較ゲノム学の分析を通じて、科学者たちは細菌と真核生物のゲノムに含まれる保存された配列と異なる配列を比較し、生命の樹を構築しました。

その結果、古細菌は真核生物と原核細菌の中間に位置する特殊な生命体であり、極めて高温な環境や強酸・強アルカリの場所でも生存できることがわかった。

火山から噴出したマグマの外層が低温の海水に触れると、ゆっくりと固まり始めます。同時に、高熱とガスの噴出の過程で低温の影響も受け、温度が上昇し続け、最終的に目に見える水中煙突が形成されます。

その後、研究者たちは海底の煙突の近くで大量の古細菌を発見した。実際、海底煙突は 2 つのタイプに分けられます。1 つは白色煙突で、温度は通常 100 度から 300 度の間であり、その成分は硫酸塩鉱物とシリカです。

もうひとつは、温度が300度から400度の間である黒い煙突です。主成分は磁硫鉄鉱、黄鉄鉱、閃亜鉛鉱、および硫化鉄で、特に色が濃く、蓄積すると徐々に黒くなります。

ブラックスモーカーは、19世紀後半にUSSアルビン深海潜水艦が潜水中に偶然発見し、その周辺地域ではミミズやカニなどの他の生物群も発見されました。

この発見は多くの科学者から広く注目を集めました。高温高圧の特殊な環境に加え、海底深部の水には硫黄や水銀など、いずれも非常に有毒で酸性の強い有害物質も多数含まれているからです。

その中でも、最も目を引くのがポンペイワームです。煙突の石柱の表面に直接根を張り、細長い管のような場所に生息する生き物です。通常はチューブの中に体を埋めますが、一部を露出させることもあります。鮮やかな赤と白の色なので、注目を集めるのも簡単です。

当初、科学者たちはそれが生き物だとは思っていなかったが、すぐにポンペイワームがゆっくりと這い出て歩き回る映像を撮影した。

観察によれば、ポンペイワームは長さが約6〜8cmで、主な色は赤です。生息する場所はほとんどが高温地帯で、気温は100度以上になります。他の生き物がこんな環境にいたら、焼け焦げてしまうかもしれないのに、彼らはとてものんびりと泳いでいます。

この謎を解くために、米国は1995年に再びアルビン号を海に送り込み、ポンペイワームの周囲の特定の温度を検出することを期待した。

特殊な温度計で注意深く測定したところ、彼らが住んでいた管の底の温度は62度から74度の間であり、最高温度は81度に達することがわかった。パイプの口の温度は20～24度なので、生息地では40～50度くらいの温度差があります。

では、なぜポンペイワームは高温にそれほどよく耐えられるのでしょうか?科学者たちはこれについて多くの調査と研究を行っており、さらに数匹を捕獲して実験室に持ち込んで詳細な調査を試みたものの、結局ポンペイワームは海水から出られず、そのほとんどが実験室に入る前に死んでしまったことが判明し、科学者たちはその理由を説明できていない。

ポンペイワームに関する推測

科学者たちはこれについて2つの仮説を立てています。 1 つ目はポンペイワームに含まれるコラーゲンによるもので、2 つ目はワームが生息する管や体に生えている毛の影響によるものです。

科学者たちは、慎重な測定の結果、ポンペイワームに含まれるコラーゲンの量が、高温環境でも安定した状態を保つことができるため、高温に対する耐性の主な理由である可能性があることを発見しました。

同時に、その体の毛はある程度「断熱服」に相当し、体を保護することができ、また、毛は昆虫の体と共存する細菌に属しています。

細菌は一般にポンペイワームの背後に分布しています。ポンペイワームは細菌の分泌物を利用して自己防衛プロセスを完了することができ、高温から身を守るだけでなく、水中の煙突の周りの有毒物質を濾過することもできます。

同様に、ポンペイワームは細菌の生存に必要な栄養素も提供し、細菌の周囲に常に十分な水があることを保証します。

結論：

自然が驚異に満ちていることに気づくのは難しくありません。火山のような高温の環境でも、自由に生きられる生き物はいます。自然の中には、私たちが探検するのを待っている未知の領域がまだたくさんあります。時代の発展と科学技術の進歩により、私たちを困惑させる疑問に対する答えはやがて見つかるだろうと私は信じています。

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