Research press release

クサウオは暗い深海でどのように生存しているのか

Nature Ecology & Evolution

How the snailfish survives in deep, dark depths

クサウオの形態、体の構造、および高品質ゲノムについて報告する論文が、今週掲載される。この研究は、クサウオがマリアナ海溝の深くて暗い高圧条件下で生存することを可能にした適応を明らかにしている。

海面下6000~1万1000メートルは、海洋の深度区分で最も深い領域である。超深海と呼ばれるこの領域は、高い静水圧、暗黒、低温、低酸素濃度、および食物資源の欠乏により、地球上で有数の過酷な場所である。にもかかわらず、超深海では、クサウオ類など数百種の生物が見つかっている。クサウオ類は超深海の食物網の頂点捕食者であり、超深海の魚類動物相を支配している。

今回Wen Wangたちは、マリアナ海溝の水深約7000メートルのいくつかの地点で、複数のクサウオを捕獲した。超深海のクサウオは、潮間帯凹地に生息する近縁種とは異なり、透明な皮膚、大きな胃、細い筋肉、わずかに骨化した骨格、不完全に閉じた頭蓋など、深海に対する複数の適応を示している。

Wangたちは、組織の石灰化と骨格の発達を調節するオステオカルシンの遺伝子が、超深海のクサウオでは短くなっていることを明らかにした。このことは、クサウオの独特の頭蓋と柔軟な骨格に寄与している可能性がある。暗黒環境での生活に伴って、超深海のクサウオは複数の光受容体遺伝子を失い、明所での視覚が低下していた。またWangたちは、細胞膜の流動性を高めるさまざまな遺伝子のコピーを複数見いだしており、これらが超深海の極端な高圧下で細胞が機能するのを助けていると考えている。

今回、超深海のクサウオのゲノムが明らかになったことは、深海の極限環境に対する生物種の適応を解明するのに役立つ可能性があると、Wangたちは結んでいる。

The form, structure and high-quality genome of a snailfish are reported in a paper published online this week in Nature Ecology & Evolution. This study reveals adaptations that enable the snailfish to survive in the deep, dark, high-pressure conditions of the Mariana Trench.

The deepest areas of the ocean lie between 6 and 11 km below the surface. Known as the hadal zone, it is among the most hostile areas on earth, due to high hydrostatic pressure, darkness, cold temperatures, low oxygen concentration and scarce food resources. Nevertheless, hundreds of species in the hadal zone have been identified, including liparid snailfishes. Snailfishes are top predators in the hadal food web and dominate the hadal fish fauna.

Wen Wang and colleagues caught several snailfishes from multiple locations in the Mariana Trench that were approximately 7 km deep. Unlike their relatives that live in tide pools, these hadal snailfishes demonstrate several adaptations to the deep sea, including transparent skin, big stomachs, thinner muscles, lightly ossified skeletons and incompletely closed skulls.

The authors found that osteocalcin, a gene that regulates tissue mineralization and skeletal development, is truncated in the hadal snailfish. This may contribute to the snailfish’s unusual skull and soft skeleton. Consistent with living in a dark environment, the hadal snailfish has lost several photoreceptor genes, resulting in poor vision in light. The authors also found multiple copies of genes that make cell membranes more fluid, which likely helps cells function at extreme pressures in the deepest ocean.

The authors conclude that the availability of this hadal snaifish genome may help illuminate species adaptation to extreme environments in the deep sea.

doi: 10.1038/s41559-019-0864-8

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

メールマガジンリストの「Nature 関連誌今週のハイライト」にチェックをいれていただきますと、毎週最新のNature 関連誌のハイライトを皆様にお届けいたします。

「注目のハイライト」記事一覧へ戻る

プライバシーマーク制度