熱水噴出孔

生物群集

深海生物は太陽光が届かないため、化学堆積物や熱水などに含まれる栄養分に依存して生活している。しかし、熱水噴出孔は周囲の海底に比べ、1万倍から10万倍もの生物の密度がある。

熱水噴出孔の生物群は、化学合成細菌に食料を依存しているため、このような膨大な量の生命を維持することができる。化学合成細菌は、硫黄化合物、特に多くの生物にとって毒性の高い硫化水素を利用して、化学合成というプロセスで有機物を生成する。

化学合成細菌は厚いマットに成長し、両脚類や橈脚類などの他の生物を引き寄せて、直接細菌をかすめるようになる。カタツムリ、エビ、カニ、チューブワーム、魚、タコなどの大型生物は、一次消費者の上に捕食者と被食者の関係で食物連鎖を形成する。

海底噴出し口周辺の主な生物群は、ワムシ、腹足類、甲殻類で、非微生物では大型二枚貝と「目のない」エビが大部分を占めている。

チューブワームは、熱水噴出孔周辺の生物群集の重要な部分を形成しています。栄養分を直接組織に吸収する。チューブワームの組織1オンスあたり約2850億個の細菌が存在する。

チューブワームには、ヘモグロビンを含む赤いプルームがあります。ヘモグロビンは硫化水素を結合し、ミミズの中に住むバクテリアに硫化水素を伝達する。ヘモグロビンは硫化水素を結合し、ミミズの中にいるバクテリアに渡し、バクテリアはミミズに炭素化合物を与えて栄養を補給する。

また、鉄と有機物でできたウロコで足を補強した腹足類のCrysomallon squamiferumや、80℃まで耐えられる「ポンペイワーム」Alvinella pompejanaなども、この生態系に生息する珍しい動物たちです。

熱水噴出孔では300種以上の新種が発見されており、その多くは地理的に離れた噴出孔地域に生息する他の種と「姉妹種」であることが判明している。北米プレートが大西洋中央海嶺を乗り越える以前は、東太平洋に単一の生物地理学的な噴出孔地域が存在していたと提唱されている。その後、移動の障壁となったことで、異なる場所に生息する種の進化的分岐が始まった。このように、異なる熱水噴出孔の間で見られる収斂進化の例は、自然淘汰説や進化論全体を大きく支持するものと考えられている。

メキシコ沖の水深2,500mにあるブラックスモーカーの近くに、光栄養細菌の一種が生息していることが発見された。この海域では、太陽光がそこまで浸透しない。その代わりに、クロロビアの一種であるこのバクテリアは、ブラックスモーカーからの微光を利用して光合成を行う。自然界で発見された、太陽光以外の光だけを利用して光合成を行う生物はこれが初めてである。