アメリカの ちょうさせんが、ガラパゴスしょとうの ちかくの 海に むかいました。もくてきは、海の そこの ちけいと、 水の せいぶんを しらべる ことでした［1］。

この ちょうさたいには、地しつ学者や 化学者は いましたが、 生きものを しらべる 学者は 1人も いませんでした ［1］。しらべる もくてきが、海の そこの ちけいと 水だったからです。ふかい 海の そこは、光が とどかず、たべものが すくない ばしょが おおいと かんがえられて いました。

アメリカの調査船が、ガラパゴス諸島のちかくの海にむかいました。目的は、海の底の地形と、水の成分を調べることでした［1］。

食べものが少ないと考えられていた深海

この調査隊には、地質学者や化学者はいましたが、生きものを調べる学者は1人もいませんでした［1］。目的が地形や水の成分を調べることだったからです。深い海にも生きものがいることは、100年ほど前の調査でわかっていました［5］。ただ、光がとどかない深い海の底は、多くの場所で食べものが少ないと考えられていました。

1977年2月8日、アメリカの調査船ノアー号が、パナマ運河を出発してガラパゴス海嶺（ガラパゴス諸島近くの海底山脈）に向かった。この「ガラパゴス熱水調査」の目的は、海底の熱水活動と、周辺の地質・化学的な性質を調べることだった［1］。

食物の乏しい場所と考えられていた深海

調査隊には地質学者・地球化学者・地球物理学者が名を連ねていたが、生物学者は1人も含まれていなかった［1］。調査の主目的が地質・地球化学だったからである。

深海に生物がいること自体は、19世紀にはすでに確かめられていた。1868〜1869年、ワイヴィル・トムソンはイギリスの調査船ライトニング号とポーキュパイン号で、深さ2,400ファゾム（約4,400メートル）からも生物を採集した［5］。1872〜1876年のチャレンジャー号探検では、5,000種近い新種が見つかり記載されたとされる［6］。ただ、太陽光の届かない深海の多くは、食物の乏しい場所と考えられていた。熱水の周りに大型の生物が密集しているとは誰も予想しておらず、生物標本を保存するための薬品すら十分に積まれていなかった［1］。

1977年2月17日、ちょうさたいは、せんすいてい「アルビンごう」 で、水しん 2500メートルの 海の そこへ もぐりました ［1］。

あかりに てらしだされたのは、あたたかい 水が わきだす ばしょの まわりに あつまる、白い チューブワームや、大きな かいの むれでした［1］。

リーダーの コリスは、がくせいに こう たずねました。 「ふかい海の そこって、たべものが すくない はずじゃ なかったっけ？」 ［1］。そこには、だれも よそうして いなかった、いきものだらけの せかいが 広がって いたのです。

1977年2月17日、調査隊は、潜水艇「アルビン号」で、水深2500メートルの海の底へもぐりました［1］。

明かりの先に、白い生きものの群れがいた

明かりに照らしだされたのは、あたたかい水がわきだすばしょのまわりに集まる、白いチューブワームや、大きな貝の群れでした［1］。

リーダーのコリスは、学生にこうたずねました。「深い海って、砂漠のはずじゃなかったっけ？」［1］。あまりの発見に、チームのメンバーは、うれしさのあまりとびはねて、おどりだしたと伝えられています［1］。

1977年2月17日、ガラパゴス海嶺で713回目の潜航を行った潜水艇アルビン号は、水深約2,500メートルの海底に到達した［1］。

明かりの先に、誰も予想しなかった生物群集があった

投光器に照らし出されたのは、温かい熱水が噴き出す場所の周囲に密集する、白い管状の生物（チューブワーム）、大型の二枚貝、カニなど、誰も想像していなかった生物群集だった［1］。調査隊のリーダー、ジャック・コリスは学生に「深海って、砂漠みたいなものじゃなかったっけ？」と尋ねたという［1］。

地球化学者ジョン・エドモンドはのちに、その瞬間の興奮を「みんな飛び跳ねて踊り出した。まるでコロンブスの気分だった」と語っている［1］。生物標本を保存する薬品が足りなかったため、パナマで買ったロシア製の強いウォッカを使って、採集した貝の標本を保存したという逸話も残っている［1］。

しょくぶつは、たいようの 光を つかって エネルギーを つくります（こうごうせい）。でも、水しん2500メートルの 海の そこには、光は とどきません。

ちょうさせんの 上で、海の そこの 水を くんだ とき、へやに くさった たまごの においが ひろがりました ［1］。この においの もとは「りゅうかすいそ」と いう ガスです。この ガスを ほかの ものと はんのうさせると、 エネルギーが 出るようなのです。

海の そこでは、じめんの 下で あたためられた お湯が ふきだして いる ところが あります。ここを「ねっすい ふんしゅつこう」と よびます。この お湯には、ガスが たくさん とけて います。さいきん（とても ちいさな いきもの）は、この ガスが ほかの ものと はんのうする ときに 出る エネルギーを つかって、えいように なる ものを つくりだす ことが できるのです［3］。この しくみを 「かがくごうせい」と よびます。

植物は、太陽の光をつかってエネルギーをつくります（光合成）。でも、水深2500メートルの海の底には、光はとどきません。

くさった卵のにおいのガスが、光のかわりになる

調査船の上で海の底の水をくんだとき、部屋にくさった卵のにおいが広がりました［1］。このにおいのもとが「硫化水素」というガスです。海の底には、地面の下で温められたお湯がふき出している場所があり、そこを「熱水噴出孔」と呼びます。このお湯には、硫化水素がたくさんとけています。細菌（とてもちいさな生きもの）は、このガスがほかのものと反応するときに出るエネルギーをつかって、栄養になるものをつくりだすことができるのです［3］。このしくみを「化学合成」と呼びます。

太陽光の届かない深海では、光合成による一次生産（無機物から有機物をつくり出すこと）は成り立たない。ではこの生態系は、何をエネルギー源にしているのか。

腐った卵のにおいの気体が、光のかわりのエネルギー源になる

1977年の調査船で最初の水試料を採ったとき、実験室に腐った卵のにおいが充満した［1］。においのもとは硫化水素である。熱水噴出孔の噴出水には、海底の岩石と反応して溶け出した硫化水素が高濃度で含まれている。ここに生息する微生物（化学合成細菌）は、この硫化水素を酸素と反応させることで得られるエネルギーを使い、二酸化炭素から有機物を合成する［3］。この過程を化学合成と呼ぶ。

光合成が太陽光をエネルギー源とするのに対し、化学合成は無機化合物の化学反応をエネルギー源とする。このしくみのおかげで、化学合成細菌は、地球上でもっとも生命の存在が難しいと考えられていた深海底で、生態系全体を支える一次生産者としての役割を果たすことができる。

ねっすい ふんしゅつこうの まわりで いちばん 目立つ いきものが、 白い くだの ような すがたの「チューブワーム」です。

この いきものには、口も、たべものを しょうかする ための おなかも ありません。かわりに、からだの中に、化学ごうせいを する さいきんを たくさん すまわせて います。この さいきんが つくって くれた えいようを もらって いきて いるのです ［3］。

熱水噴出孔のまわりでいちばん目立つ生きものが、白い管のようなすがたの「チューブワーム」です。

細菌と一体になった体

この生きものには、口も、食べものを消化するためのおなかもありません。かわりに、体の中に、化学合成をする細菌をたくさん住まわせています。この細菌がつくってくれた栄養をもらって生きているのです［3］。

熱水噴出孔生態系を象徴する生物が、ハオリムシ（学名Riftia pachyptila、和名は羽織虫）とも呼ばれる大型のチューブワームである。

細菌と一体になった体

この生物には口も消化管もなく、独力で栄養を摂取する手段を持たない。かわりに、体内の「トロフォソーム」と呼ばれる特殊な器官に、硫黄酸化細菌を大量に共生させている［3］。

ハオリムシは、血液中の特殊なヘモグロビン（血液を赤くする、酸素などを運ぶ色素たんぱく質）で熱水流体や周囲の海水に含まれる硫化水素と酸素を細菌に届け、細菌が化学合成でつくり出した有機物を栄養源として利用する。宿主と細菌が互いに利益を得ながら1つの生物のように機能する、高度に特殊化した共生関係を結んでいる。

ねっすい ふんしゅつこうから 出て くる お湯の おんどは、300どを こえる ことも あります。でも その まわりには、 チューブワームや カニ、エビ、さかななど、たくさんの いきものが あつまって います［2］。

この はっけんまで、太陽の 光に たよらない 大きな いきものの むれは、見つかって いませんでした。でも ねっすい ふんしゅつこうの まわりには、そんな いきものたちが いたのです。

熱水噴出孔から出てくるお湯の温度は、300度をこえることもあります。でもそのまわりには、チューブワームやカニ、エビ、魚など、たくさんの生きものが集まっています［2］。

くつがえった「常識」

この発見まで、太陽の光にたよらない大きな生きもののむれは、見つかっていませんでした。でも熱水噴出孔のまわりには、そんな生きものたちがいたのです。

熱水噴出孔から噴き出す流体の温度は、300度をこえることもある。その周辺の低温域には、チューブワームのほか、二枚貝、エビ、カニ、固有種の魚など、多様な生物が密集する豊かな生態系が広がっている［2］。

くつがえった「常識」

この発見以前は、太陽光に直接依存しない大規模な生態系が、熱水噴出孔の周囲にあるとは知られていなかった。熱水噴出孔生態系は、太陽エネルギーに直接依存しない生態系がこの地球上に存在することを初めて示した点で、生物学史上の画期的な発見となった。

その後、せかいじゅうの 海を しらべた ところ、にた ような ねっすい ふんしゅつこうが、500か所 いじょうも 見つかって います［2］。

学者たちは、太陽の 光が とどかない ばしょでも いきものが いきられる ことを しって、ある ことを かんがえはじめました。 木せいの まわりを 回る「エウロパ」や、土せいの まわりを 回る「エンケラドゥス」には、こおりの下に 海が あると かんがえられて います ［4］。もし そこにも ねっすい ふん しゅつこうが あれば、地きゅう いがいの ばしょにも いきものが いるかも しれないのです。

その後、世界中の海を調べたところ、似たような熱水噴出孔が、500か所以上も見つかっています［2］。

地球のそとにも、いきものがいるかも

学者たちは、太陽の光がとどかない場所でも生きものが生きられることを知って、あることを考えはじめました。木星の月「エウロパ」や、土星の月「エンケラドゥス」には、氷の下に海があると考えられています［4］。もしそこにも熱水噴出孔があれば、地球以外の場所にも、生きものがいるかもしれないのです。

その後、世界中の海底調査により、活動中の熱水噴出孔フィールドが同様に500か所以上で確認されている［2］。2000年代には、大西洋中央海嶺で「ロストシティ」と呼ばれる、より低温でアルカリ性の熱水系も発見され、生命の起源をめぐる議論を見直すきっかけにもなっている［4］。

地球のそとにも、いきものがいるかも

太陽エネルギーに依存しない生態系の存在は、地球外生命探査への大きなヒントにもなっている。木星の衛星エウロパや土星の衛星エンケラドゥスには、分厚い氷の下に液体の海が存在すると考えられており、探査機カッシーニはエンケラドゥスの水プルーム（噴出物）の中に、熱水活動を示す有力な証拠とされるシリカ（ガラスや砂の主成分となる、二酸化ケイ素の物質）の微粒子を検出した［4］。太陽光の届かない氷衛星の海底にも、地球の熱水噴出孔と同じしくみで生きものが存在する可能性が、真剣に考えられている。

じぶんでも、光の ない ばしょの いきものに ついて しらべて みましょう。

あんぜんな ばしょで できる こと

• チューブワームや アルビンごうの しゃしんを、インターネットで さがして 見て みる。 どんな 見た目か、かぞくと いっしょに かくにんして みましょう。
• 「こうごうせい」と「かがくごうせい」の ちがいを、 じぶんの ことばで せつめいして みる。 この きじで しょうかいした ないようを つかって みましょう。

自分でも、光のない場所の生きものについて調べてみましょう。

今日できること

• チューブワームやアルビン号の写真を、インターネットでさがして見てみる。どんな見た目か、家族といっしょに確認してみましょう。
• 「光合成」と「化学合成」のちがいを、自分の言葉で説明してみる。この記事で紹介した内容をつかってみましょう。

光合成と化学合成のしくみを比較したり、熱水噴出孔生態系の写真や映像を検索したりすると、この記事で扱った内容がより具体的につかめます。

手を動かして確かめる

• 光合成と化学合成、それぞれのエネルギー源・原料・生成物を表にまとめてみる。何が同じで、何が違うのかを整理してみましょう。
• エウロパ・エンケラドゥスの探査計画について調べてみる。NASAやESAが計画している、氷衛星探査ミッションがあります。

一次情報にあたる

WHOI（ウッズホール海洋研究所）の特設ページには、1977年の発見にいたる経緯が、より詳しくまとめられています。