1. 海は、どのくらい もぐると まっくらに なるの
1. 海は、どのくらい潜ると真っ暗になるのか
1. 水深200メートルを境に、光はほぼ消えていく
太陽の 光は、海の 中に 入ると どんどん よわく なって いきます。水しん 200メートルの ところでは、水めんの 光の 100分の 1くらいしか とどきません。
それより 深い ところでは、光は ほとんど とどかなく なります。この くらい 深い 海の ことを 「しんかい」と よびます。しんかいは、海の 中で、体積が いちばん 大きい 部分です[1]。
太陽の光は、海の中に入るとどんどん弱くなっていきます。水深200メートルのところでは、水面の光の100分の1くらいしか届きません。
それより深いところでは、光はほとんど届かなくなります。この位深い海のことを「深海」と呼びます。深海は、海全体の中で体積がいちばん大きい部分です[1]。
2. あかい 色から さきに、見えなく なって いく
2. 赤い色から先に、見えなくなっていく
2. 波長の長い赤色から、水中で先に吸収される
太陽の 光には、いろいろな 色が まざって います。海に もぐると、あかい 色から じゅんばんに 見えなく なって いきます。あかは 水しん 10メートルくらいで、ほとんど 見えなく なります。さいごまで のこるのは、あおい 色です[2]。
だから 深い ところで けがを して 血が 出ても、あかく 見えず、くろっぽく 見えて しまいます。この せいしつを つかって、深海には あかい 色を した 生きものが 多いのです。あかい 光が ない 深海では、あかい 体は くろに 見えて、てきに 見つかりにくいのです[2]。
3. じぶんで 光る さかなが いる
3. 自分で光る魚がいる
3. 生物発光は、化学反応で光を作り出す
水しん200メートルから1000メートルくらいの ところに すむ 生きものは、その やく90パーセントが 自分の 体を 光らせる ことが できます[3][10]。
「チョウチンアンコウ」と いう さかなの なかまには、頭から のびた つりざおの ような ぶぶんの さきを 光らせて、えさを おびきよせる しゅるいが 多く います。この 光は、アンコウじしんでは なく、そこに すみついた 光る 小さな 生きものが 光って いるのです[3][11]。
4. 光る えものを 食べても、光を もらさない 魚が いる
4. 光る獲物を食べても、光を漏らさない魚がいる
4. 一部の深海魚は、胃を超黒色にして光を隠す
発光する えものを 食べる 魚には、こまった ことが あります。食べた あとも、えものの 体が おなかの 中で しばらく 光り つづけて しまうのです。これでは、じぶんの いる 場しょが てきに バレて しまいます。
そこで、いくつかの 深海魚は、おなかの ないがわを まっくろに して、光を もらさない ように して います。この くろさは、光の 99パーセント いじょうを すいこんで しまう ほど こい くろです[4]。
発光する獲物を食べる魚には、困ったことがあります。食べたあとも、獲物の体がお腹の中でしばらく光り続けてしまうのです。これでは、自分のいる場所が敵にバレてしまいます。
そこで、いくつかの深海魚は、お腹の内側を真っ黒にして、光を漏らさないようにしています。この黒さは、光の99パーセント以上を吸い込んでしまうほど濃い黒です[4]。
5. わずかな 光を あつめる ため、頭が とうめいな 魚が いる
5. わずかな光を集めるため、頭が透明な魚がいる
5. デメニギスは、透明な頭で光を効率よく集める
「デメニギス」と いう 深海魚は、あたまが とうめいな ドームで おおわれて いて、その 中に つつの ような 形の 目が 入って います。この 目は 上を むいて いて、頭の むきを かえずに、上から くる わずかな 光を さがせます[5]。
あみで つかまえた とき、この とうめいな ドームが こわれて しまう ことが 多く、むかしは 目の 形が うまく つたわって いませんでした。カメラを つんだ きかいが、生きた すがたを うつすまで、正しい 形は 分かりませんでした[5]。
6. 深海の 生きものの 体は、水あつで つぶれにくい
6. 深海の生きものの体は、水圧でつぶれにくい
6. 深海生物の体は、気体をほとんど含まない
深い 海ほど、水の おもさで おされる 力(水あつ)が 強く なります。深海の 生きものも、強い 水あつを うけて います。でも、体の 中と 外の 力が つりあうので、つぶれにくいのです。
その ひみつは 体の つくりに あります。深海の 生きものの 体は、空気の ような 気体を ほとんど もたず、水分や あぶらで ぎっしり つまって います。水は おされても かさが へりにくいので、外から 強い 力が かかっても、つぶれにくいのです[6]。
空気の 入った ふうせんを ぎゅっと にぎると、空気が おされて ちぢみ、ふうせん全体も 小さく なります。でも 水を いっぱいに 入れた ふうせんは、おなじ ように にぎっても、中の 水の かさは ほとんど かわりません。深海の 生きものの 体も、水分が おおいので、強く おされても つぶれにくいのです。ただし ほんとうは、風船のように 水を つつむ ふくろが あるのでは なく、体 その ものが 水分や あぶらで できて います。
深い海ほど、水の重さで押される力(水圧)が強くなります。深海の生きものも、強い水圧を受けています。でも、体の中と外の圧力がつり合うので、つぶれにくいのです。
その秘密は体のつくりにあります。深海の生きものの体は、空気のような気体をほとんど持たず、水分や油でぎっしり詰まっています。水は押されてもかさが減りにくいので、外から強い力がかかっても、つぶれにくいのです[6]。
7. 食べものが すくないから、大きな 口で のみこむ
7. 食べ物が少ないから、大きな口で飲み込む
7. 深海魚は、少ない獲物を逃さない体を持つ
深海には、上の 方の 海に くらべて、食べものが とても すくないのです。だから 深海の 生きものは、たまに 出あった えものを ぜったいに にがさない くふうを して います。
「フクロウナギ」と いう さかなは、体の わりに とても 大きな 口を もちます。自分より 大きな えものが きても、口を おおきく ひろげて、まるごと のみこんで しまいます。おなかも おおきく のびちぢみ できます[7]。
深海には、上の方の海に比べて、食べ物がとても少ないのです。だから深海の生きものは、たまに出会った獲物を絶対に逃さない工夫をしています。
「フクロウナギ」という魚は、体の割にとても大きな口を持っています。自分より大きな獲物が来ても、口を大きく広げて、まるごと飲み込んでしまいます。お腹も大きく伸び縮みできます[7]。
8. 日光が なくても、電気で 栄養を 作る 生きものが いる
8. 日光がなくても、電気で栄養を作る生きものがいる
8. 沖縄沖で、電気合成する微生物が確認された
深海の 海ていには、あつい お湯が わき出る「熱水噴出孔」と いう 場しょが あります。日本の 沖縄の 近くの 熱水噴出孔では、日光の かわりに、電気の エネルギーを つかい、空気にも ある 二酸化炭素から 栄養に なる ものを 作る、小さな 生きものが 見つかりました[8]。この 場しょ じたいの くわしい しくみは、べつの メモで あつかって います(くわしくは べつの メモ)。
このように、光が とどかない 深海にも、いろいろな やり方で 栄養を 手に 入れて いる 生きものが います。
深海の海底には、熱いお湯が湧き出る「熱水噴出孔」という場所があります。日本の沖縄の近くの熱水噴出孔では、日光のかわりに電気のエネルギーを使い、二酸化炭素から栄養になるものを作る、珍しい細菌が見つかりました[8]。この場所自体の詳しい仕組みは、別のメモで扱っています(詳しくは別のメモ)。
このように、光が届かない深海にも、いろいろなやり方で栄養を手に入れている生きものがいます。
海底に熱水が噴き出す熱水噴出孔の周辺には、太陽光がまったく届かないにもかかわらず、化学合成細菌を出発点とする独自の生態系が存在する。この生態系の発見の経緯や、光合成に依存しない仕組みの詳細については、当サイトの別記事「熱水噴出孔 ── 光のない海の底に、なぜ生きものが集まるのか」で扱っている[9]。
海洋研究開発機構(JAMSTEC)などの研究グループは、沖縄近海の熱水噴出孔付近に生息する微生物が、電気エネルギーを利用して二酸化炭素から有機物を作り出す「電気合成」によって増殖することを実証した。光合成でも従来型の化学合成でもない、電気を直接利用する栄養獲得のしくみが確認されたのは、これが初めてである[8]。
じぶんでも やって みる
自分でも調べてみたくなったら
自分でも調べてみたくなったら
インターネットで JAMSTEC(海の けんきゅうを する 日本の きかん)が とった 深海の えいぞうを、大人と いっしょに さがして みましょう。光る 魚や、口の 大きな 魚を 見つけられるでしょうか。
水ぞくかんに 行く きかいが あったら、深海の コーナーが ないか さがして みましょう。生きたまま つれて くるのが むずかしい 生きものが 多いので、もけいや はくせいで しょうかいされて いる ことも あります。
インターネットでJAMSTEC(海の研究をする日本の機関)が撮った深海の映像を、大人と一緒に探してみましょう。光る魚や、口の大きな魚を見つけられるでしょうか。
水族館に行く機会があったら、深海のコーナーがないか探してみましょう。生きたまま連れてくるのが難しい生きものが多いので、模型や剥製で紹介されていることもあります。
JAMSTECなどの研究機関が公開している深海探査の映像記録を視聴し、発光する生きものや、体に対して口が大きい魚を見つけて、それぞれの適応の理由を考えてみる。深海生物は生きたまま展示することが難しいため、水族館では模型や剥製、映像で紹介されていることが多い。
しらべた ところ
参考にした情報源
参考にした情報源
- Wikipedia(日本語版)「中深層」。 https://ja.wikipedia.org/wiki/中深層 (水深200〜1000mの中深層で、最も浅い部分でも届く光が水面のわずか1%程度になること、深海が海洋のうち体積で最大の割合を占めること)
- スキューバモンスターズ「水中での色の見え方。暖色系が見づらいワケ」、生き物描き巡り「深海に目立ちそうな鮮やかな赤い色の生き物が多いのはナゼ?」。 https://scuba-monsters.com/underwater-color/ https://ri-animalart.com/red-deepsea-creatures/ (赤色光が水深10m程度でほぼ吸収され見えなくなり青色光が最も深くまで届くこと、赤色光のない深海では赤い体色が黒く見え保護色として機能すると考えられていること)
- subsea「生物発光とは?深海の生き物が光る仕組みと役割をわかりやすく解説」、いきふぉめーしょん「深海は発光するいきものだらけ!?」。 https://subsea.jp/articles/bioluminescence-explained/ https://onlineshop.sunshinecity.jp/blog/post-496/ (生物発光がルシフェリンとルシフェラーゼによる化学反応であり、発生エネルギーのほとんどが光に変わるため「冷光」と呼ばれること、チョウチンアンコウの発光器官が共生する発光バクテリアによるものという一般的な解説は同出典による。90%という具体的な割合と、共生関係を持たない科があることについては、それぞれNOAA・eLife論文〔下記〕による)
- ナショナルジオグラフィック日本版「黒い深海魚、99.9%の光を吸収と判明」、ニューズウィーク日本版「光を99%吸収 最も黒い深海魚が発見される」。 https://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/042000181/ https://www.newsweekjapan.jp/stories/world/2020/07/99-7.php (発光する獲物を食べた深海魚が体内に残る発光物質で居場所を露呈させてしまう問題、一部の深海魚が胃の内壁にメラノソームを敷き詰め特定波長の光を99.95%以上吸収する超黒色にしていること)
- Forbes JAPAN「頭を覆う透明なドームの中に、真上に向いた目を持つ深海魚「デメニギス」」、ログミーBusiness「奇妙な深海魚「デメニギス」常識はずれの姿に隠された秘密」。 https://forbesjapan.com/articles/detail/95072 https://logmi.jp/knowledge_culture/culture/167832 (デメニギスの頭部が透明なドームで覆われ内部に回転する管状眼を持つこと、目の黄色い色素フィルターが生物発光の青色光を遮り太陽光を効率よく検出すること、網での採集時にドームが損傷しやすく無人探査機の観察まで構造が誤解されていたこと)
- サカナト「深海魚たちの環境適応 <水圧が高くても潰れない理由は?>」、深海魚図鑑「深海魚はなぜ水圧に耐えられる?」。 https://sakanato.jp/852/ https://shinkaiuo-zukan.com/pressure-adaptation/ (深海魚の体組織が水分・脂肪で満たされ気体をほとんど含まないこと、液体が圧縮されにくいため水圧下でもつぶれないこと、TMAOという分子が高濃度に含まれタンパク質の変形を防ぐこと)
- Woods Hole Oceanographic Institution「Pelican Eel」、subsea「ペリカンウナギ(Gulper Eel)」、カラパイア「フクロウナギの口はどうしてあんなに大きいの?」。 https://www.whoi.edu/ocean-learning-hub/ocean-facts/pelican-eel/ https://subsea.jp/creatures/gulper-eel/ https://karapaia.com/archives/52082717.html (フクロウナギ(ペリカンイール)が水深500〜3000mに生息し、体の大きさに比べて著しく大きく開く口を持つこと、自分より大きな獲物を飲み込めるようのど・胃が大きく拡張できる構造になっていることは、海洋研究機関であるWoods Hole Oceanographic Institution〔WHOI〕の解説による)
- Science Portal「深海熱水噴出孔近くの微生物、「光合成」ならぬ「電気合成」で増殖」(海洋研究開発機構〔JAMSTEC〕等の研究グループによる)。 https://scienceportal.jst.go.jp/newsflash/20260728_n01/ (沖縄近海の熱水噴出孔付近の微生物が電気エネルギーを利用して二酸化炭素から有機物を作り出す「電気合成」によって増殖することが実証されたこと)
- きになるノート「熱水噴出孔 ── 光のない海の底に、なぜ生きものが集まるのか」。 ../articles/hydrothermal-vent.html (熱水噴出孔の発見の経緯、化学合成生態系の詳しい仕組みについては、この記事で詳しく扱っている)
- NOAA Ocean Exploration「Bioluminescence」(アメリカ海洋大気庁)。 https://oceanexplorer.noaa.gov/education/bioluminescence/ (外洋の水柱(pelagic zone)に生息する生物のおよそ90%が生物発光の能力を持つと推定されていることは、アメリカ海洋大気庁〔NOAA〕の解説による)
- Freed et al., “Diverse deep-sea anglerfishes share a genetically reduced luminous symbiont that is acquired from the environment”, eLife, 2019年(査読誌、PMC公開版)。 https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6773444/ (深海性チョウチンアンコウ類(Ceratioidei)は11の科に分かれ、そのうち9つの科の雌が発光バクテリアと共生する誘引突起を持つこと、残り2科はこの共生関係を持たないことは同出典による)
なおした ところ
更新履歴
更新履歴(改版の記録)
- 初版を公開。
- lower・upper の文体を、です・ます調にそろえた。
- 3章の出典を補強。(1)「中深層生物の約90%が生物発光」という数値、「チョウチンアンコウは発光バクテリアと共生する」という説明が、一般サイト2件のみを根拠にしていたため、NOAA(アメリカ海洋大気庁)の公式解説と、eLife誌の査読論文(Freed et al., 2019)を新たに出典に追加した。(2)査読論文により、この共生関係を持つのはチョウチンアンコウ類11科のうち9科にとどまり、全種に共通する特徴ではないことがわかったため、本文を「発光する種が多くいる」という表現に改めた。あわせて、フクロウナギの解説にWoods Hole海洋研究所(WHOI)の公式解説を出典として追加した。
- lower・upper で、深海の広さは「体積」で比べていることを明記し、電気合成の説明を「日光のかわりに電気のエネルギーを使う」に直し、lower の水圧のたとえを分かりやすくしました。また、「深海の生きものは水圧でつぶれない」という言い方を、水圧は受けているが体の中と外の圧力がつり合うので「つぶれにくい」という説明に直し、lower の電気合成の説明に材料の二酸化炭素を加えました。さらに、upper の電気合成の説明にも材料の二酸化炭素を加え、lower の風船のたとえの「水の大きさ」を「水のかさ」に直し、lower の「めずらしい」を外して upper・junior との言い方をそろえました(先生の目での読み直しによる)。
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