Research press release

【生態学】熱水噴出孔を利用して卵嚢内の胚の発生を加速させている深海性のガンギエイ科魚類

Scientific Reports

Ecology: Hydrothermal hatcheries speed development of deep-sea skate spawn

深海に生息するガンギエイ科のトゲカスベ(Bathyraja spinosissima)が、熱水噴出孔から放出される火山熱を利用して孵卵していることが観察された。この結果について報告する論文が、今週掲載される。火山熱を利用する行動が海洋動物について観察されたのは今回が初めてだ。深海性のガンギエイ科魚類は、孵卵期間が数年間と最も長い部類に属しているため、熱水噴出孔を利用して胚の発生を加速させているのではないかと研究者たちは考えている。

深海熱水域は、最も解明の遅れたユニークな生態系を持つ場所の1つで、海洋地殻で加熱された熱水が放出されている海底域だ。今回の研究で、Pelayo Salinas-de-Leonたちの研究グループは、遠隔操作無人探査機(ROV)を使って、ダーウィン島の北45 kmに位置するガラパゴス諸島の活発な熱水域とその周辺の調査を行った。その結果、ガンギエイ科魚類の卵嚢157個が発見され、そのうちの4個がROVのロボットアームで回収された。これらの卵嚢は携帯電話くらいの大きさで、角状突起があり、色は黄色から茶色であった。DNA解析の結果、これらはガンギエイ科のトゲカスベの卵嚢であることが判明した。発見された卵嚢のうちの58%は、煙突のような「ブラックスモーカー」(熱水噴出孔の中で最も高温で、硫化物を主成分とする黒色の熱水を噴き上げている)から20 m以内に分布していた。さらに、89%以上は水温が平均より高い領域に分布していた。類似の孵卵行動は一部の陸生動物にも見られる。火山活動で加熱された土壌での孵卵行動は、現代のトンガツカツクリ(トンガ原産の希少鳥類)と白亜紀の竜脚類恐竜種の化石資料でも観察されている。

深海性のガンギエイ科魚類は、他の海洋生物と比べて寿命が長く、発生の速度が遅いため、絶滅のリスクが高くなっている、とSalinas-de-Leonたちは指摘している。ガンギエイ科魚類の発生と重要な生息地の必要性について理解を深めることは、有効な保全戦略を策定するとともに、具体的な孵卵場所を特定し、深海域へ拡大する漁業から保護する上で極めて重要だ。

Some deep-sea skates use the volcanic heat emitted at hydrothermal vents to incubate their eggs, the first time such behaviour has been seen in marine animals, reveals a study this week in Scientific Reports. With deep-sea skates having some of the longest egg incubation times, lasting years, the researchers believe the fish are using the hot vents to accelerate embryo development.

Among the least explored and unique ecosystems, deep-sea hydrothermal fields are regions on the sea-floor where hot water emerges after being heated in the ocean crust. In their study, Pelayo Salinas-de-Leon and colleagues used a remotely operated underwater vehicle (ROV) to survey in and around an active hydrothermal field located in the Galapagos archipelago, 45km north of Darwin Island. The authors found 157 mobile-phone-sized, horned, yellow-to-brown skate egg-cases, and collected four with the ROV’s robotic arm. DNA analysis revealed the cases belonged to the skate species Bathyraja spinosissima. The team found that 58% of egg-cases seen lay within 20 metres of chimney-like ‘black smokers’- the hottest kind of hydrothermal vent, which emit dark, sulphurous plumes. Furthermore, over 89% of the egg-cases had been laid in places where the water was hotter than average. Similar incubating behaviours are also seen in some land animals. Nesting eggs in volcanically-heated soils is a behaviour seen in both the modern-day Polynesian megapode - a rare bird native to Tonga - and fossil of certain Cretaceous-era sauropod dinosaurs.

In comparison with other marine creatures, deep-water skates have a longer life and slower rate of development; this may translate to a higher risk of extinction, the researchers note. Fostering a better understanding of the skates’ development and key habitat needs is vital for developing effective conservation strategies, as well as identifying and protecting specific egg nurseries from the expansion of fisheries into deeper water, the researchers argue.

doi: 10.1038/s41598-018-20046-4

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