が消える前に、海のあふれる薄暮地帯を照らす| 科学| スミソニアン - 記事、科学、私たちの惑星、野生生物、エコセンター：海洋

フィリピン列島で最大の陸地であるルソン島沖のさわやかな朝、私はスキューバギアの狭い船体の木製ボートをバックフリップし、バタンガス湾に降りました。表面が後退するにつれて、光はターコイズからピーグリーンに変わりました。 85フィートで、私は5人の上昇ダイバーと合流し、その身体はホースとスチールタンクとカメラの機械的な甲羅に包まれました。1人あたり100ポンド以上のギアです。このバイオニッククインテットのメンバーの1人であるバートシェパードは、標本でいっぱいのメッシュ袋を渡してくれました。各動物はスノーグローブの中身のように、独自のビニール袋の中に漂います。鮮やかなオレンジ色の針金のサンゴ、透けて見える櫛ゼリー、マツ針に過ぎないハゼなどの動物をじっと見ました。これらの生物の一部は、科学によって説明されたことはありませんでした。

関連性のあるコンテンツ

潜水に縛られた科学者のチームがどのようにサンゴ礁生態系を再定義したか

未知の種はトワイライトゾーンに豊富にあります。トワイライトゾーンは、ほとんど訪問されておらず、あまり理解されていない深海サンゴ礁のグローバルバンドです。人気の想像力と科学文献を支配するサンゴ礁は、浅い太陽に照らされた庭園であり、アマチュアのダイバーでもアクセスできます。しかし、130フィートかそこら下に沈むと、薄暗い新しい世界にいることに気付くでしょう。おなじみのハードコーラルは、テューニカラーのソフトボディのサンゴになります。このサンゴは、スースの熱の夢のように、現在のように揺れます。ブダイとウサギフィッシュは、明るいバスレットとゴーグルアイリスに引き継がれます。メソフォティックまたは「ミドルライト」ゾーンとして研究者に知られているトワイライトゾーンは、プランクトンを食べる人や肉食動物の王国である植物の生活が不足しているサンゴ礁です。

カリフォルニアアカデミーオブサイエンスの水族館ディレクターであるシェパードは、水面に出てダイビングボートに戻ったら、「ボートの側面から降りて、これまでにない場所に自由落下するのは最高です」と言いました。、 バンカと呼ばれるフィリピンの伝統的な工芸品。シェパードは、水深5時間、圧力が1平方インチあたり200ポンドを超えていた後、排水されたように見えたが満足した。「私はあなたがまだこの惑星でそれをすることができるのが大好きです」と彼は言いました。

サンゴ礁は、世界で最も危険にさらされている生息地の1つです。気候変動によるストレス、乱獲による略奪、汚染による中毒。しかし、保全はサンゴの原因に反するものでしたが、深いサンゴ礁は長い間視界と精神から離れていました。過去10年間で、それは変化し始めています。2010年以降、メソフォリックリーフに関する500を超える論文が発表され、過去50年の2倍以上になりました。現在、世界のメソゾティックゾーンが海洋生物多様性の不均衡な割合を抱えていることがますます明らかになってきています。

その豊富で奇妙な生物多様性において、世界のトワイライトゾーンは海底の島ほどではありません。ダーウィン以来、生物学者は陸生の島が種分化の大釜であることを認識してきました。科学作家のデイビッド・クメンがかつて言ったように、「地理的孤立は進化のフライホイールです」。ガラパゴスが独特のフィンチとカメに満ちているように、世界もそうです。トワイライトゾーンは、その孤独のおかげで固有種をかき混ぜて、深い島の島として機能します。

メソゾティックゾーンに関する科学の急進的な理解は苦労してきました。ほんの一握りのエリートテクニカルダイバーだけが、トワイライトゾーンの暗い深byを貫通することができます。「あなたがそこにいるときのあなたの最高の思い」、カリフォルニアアカデミーの魚のキュレーターであり、遠征の共同リーダーであるルイス・ロチャは、その夜、「自分を生かし続けている」と私に語った。

ロシャ、シェパード、および彼らのチームよりも未開拓のサンゴ礁に目を向けた科学者はほとんどいません。 2013年以来、カリフォルニアアカデミーは、バヌアツ、プラウ、イースター島、ブラジルなどの場所で、トワイライトゾーンへの一連の調査遠征を実施しています。去年の夏、私はチームに参加して、フィリピンのヴェルデ島航路に沿ってダイビングを行いました。この海峡は、海流が衝突することで地球上で最も豊かな海洋生息地の一部に栄養を与えます。アカデミーの9人の乗組員は、一連の差し迫った質問への回答を求めました。深いサンゴ礁はどのように浅い対応物に接続しますか？

そして、最も差し迫った：生態系を保護して、それが存在することに気付かない人がほとんどいないようにするには、何が必要でしょうか？

カリフォルニアアカデミーのダイビングチームが発見したチョウチョウウオの新種。（ルイスロシャ/カリフォルニア科学アカデミー）

近代的な海底探査の起源は、ジャックイヴクストーがエンジニアのエミールガニャンと共同でアクア肺を作り出した1943年にさかのぼります。彼らの発明である圧縮ガスシリンダーからダイバーの空気を供給する呼吸装置は、現代のスキューバダイビングと海洋研究の黄金時代を生み出しました：最後に、科学者はホースで表面につながれることなく海を探索することができました。「夜、私はしばしば翼として翼を伸ばして飛ぶというビジョンを持っていました」とクストーは1953年に彼の回顧録「サイレント・ワールド 」に書いた。「今、私は翼なしで飛んだ。」

しかし実際には、クストーの翼はまだ切り取られていました。従来のスキューバの境界は約120フィートにあります。より深く降下すると、医学の教科書を埋めるのに十分な生命にかかわる病気に直面します。ハワイの動物学者、リチャード・パイルよりも深いサンゴ礁探検の危険性を理解している人はほとんどいません。リチャード・パイルは、ダイバーの血流中の窒素の泡の成長によって引き起こされる、曲がりとして知られる恐ろしい状態である減圧病に一時的に麻痺しました1986年にパラオで魚を追いかけている間に、あまりに急上昇中に。

19歳のパイルは1年間杖を持って歩きましたが、彼の死の筆は深い所を訪れたいという欲求を強めただけでした。 1980年代後半、彼と他の人々は海中潜水技術をサンゴ礁の研究に適合させ、技術革新を開始し、トワイライトゾーンを初めて研究するようになりました。

彼らの努力は、サンゴ礁の構造という概念を覆しました。「メソフォリックリーフは生息地の80パーセントであることが判明しました」とパイルは驚嘆します。「何十年もの間、サンゴ礁に対する私たちの見方は逆でした。」

Pyleのイノベーションにより、トワイライトゾーンの探査が可能になりました-「人々が愚かな間違いを犯して自殺することはより困難です」と彼は私に語りました-私はフィリピンのカリフォルニアアカデミーの乗組員を訪れたときに発見したように、困難な技術的課題であり続けます。トワイライトゾーンの加圧された環境では、古き良き空気は有毒になります。通常の酸素濃度は発作を引き起こしますが、窒素は麻薬となり、指に2つと2つを追加すると理論物理学と同じくらいやりがいを感じるようになります。これらの毒性の影響を克服するために、ダイバーはヘリウムを主成分とするガスの特別に混合されたカクテルを呼吸します。

バートシェパードとカリフォルニアアカデミーの他のダイバーが機械に非常に重くのしかかっているように見える理由があります。彼らの生活は、精密に調整されたギアのバッテリーにかかっています。リブリーザーはすべての呼気をリサイクルします。スクラバーキャニスターは、二酸化炭素を炭酸カルシウムに変換することで、二酸化炭素を捕捉します。コンピューターは空気ホースに正確な酸素を吹き込みます。リブリーザーが故障し、水面に向かって後退しなければならない場合に備えて、各ダイバーは3つのバックアップタンクを持ちます。

昨年の夏のダイビングでは、アカデミーの潜水安全担当役員のモーリシャスベルが、午前中に乗組員と一緒に水中で死にそうな耐え難い方法をすべて確認することから始めました。「私たちがすることについて些細なことは何もありません」と彼は彼らに思い出させた。「これは、ダイビングと同じくらい複雑です。」

トワイライトダイブは時間とともにさらに障害を負います。深く行くほど、そして深部で過ごす時間が長くなるほど、体の組織が吸収する窒素が多くなり、ひどい曲げのリスクが高まります。最深のダイブでは、シェパード、ロシャ、およびそのチームメイトは最下部で10分以内しか過ごすことができないため、各ディセントは動物を集め、魚を数え、ビデオを撮影するための狂ったスクランブルになり、網膜ディスプレイのライトを点滅させて貴重な時間を警告します上がっています。

10日間のフィリピン遠征の途中で、疲労がチームに忍び込み、ステルスで窒素の泡として身に着けていました。乗組員は20個のサンゴのサンプルを収集し、最終的にカリフォルニアに戻るために地元のホテルの部屋にある仮設の水槽にそれらを差し戻しました。彼らの主な標的は、とらえどころのないものでした。櫛ゼリーとして知られる派手な無脊椎動物で、チームはバニーの形をしたマシュマロキャンディーに似ていることから「海のぞき見」と名付けました。

過去の遠征中、バタンガス湾のメソゾティックゾーンのほぼすべての表面に櫛のゼリーが飾られていました。これで、手袋をはめた1つの手ですべてを数えることができます。彼らの不可解な不在は、シェパードとロシャ、トワイライトゾーンの住人についてほとんど知らなかったことをあざ笑うリマインダーをtaしているように見えました。

「昨年、1回のダイビングで50の海の覗き見を収集できたはずです」とロチャはその夜、ホテルのポーチにビールを片手に座ってため息をつきました。欲求不満と疲労のノートを含んだ音で彼はうめきました。「梁にぶら下がって野球のバットで打たれたような気がします。」ロシャはラップトップを広げてその日の写真を確認し、 Grammatonotus brianne （派手な尾と夕日色の側面を持つバスレット）を見てすぐに元気になりました—彼と同僚は前年だけを説明していた魚。「私たちは今、キューに記述する必要がある約15の新しい種を持っている」と彼は私に言った。

誰もがトワイライトゾーンの罰を吸収できる場合、3年生の教師がグッピーでいっぱいのタンクを持ち込んだときに生物学者になることを決意したのはブラジル人の元気なロチャです。ブラジルの魚の生物学者のほとんどはアマゾンに引き寄せられます。ロシャは川を1回訪れ、代わりに海水を研究することになったと判断しました。大学では、彼はしばしばモーターボートを3時間海上に操縦し、通常の空気で70メートルまで潜りました。これは、リチャードパイルをほぼ殺した危険なビジネスです。「クレイジーダイビングでした」と彼は少し後悔せずに笑った。

最終的に、彼の知識への渇望は、自己保存に対する本能を無効にしました。「私がダイビングを始めて以来、私の全力は、新しい種を見つけ、サンゴ礁がなぜ多様であるか、そしてどのようにそれらの種が互いに相互作用するかを理解することでした」と彼は言いました。そして、トワイライトゾーンほど、この基本的な生態学的研究を実施しているのは、いらいらしていません。

これらのような鮮やかなオレンジ色のカップのサンゴは、垂直な表面で生活し、広大な深さまで洞窟を作ります。（ルイスロシャ/カリフォルニア科学アカデミー）

花の外観にもかかわらず、サンゴは動物です。しかし、それらは共生関係の半分でもあります。多くのサンゴは、褐虫藻と呼ばれる微細藻類を収容し、シェルターと引き換えに宿主に餌を与える光合成植物です。

それは微妙なパートナーシップです。水温が高くなりすぎると、熱ストレスのかかったサンゴが家を追い出し、幽霊のような白に変わり、最終的には死にます。これは漂白と呼ばれる有害な現象です。気候が暖まるにつれて、漂白はより頻繁になりました。 2014年から2017年まで続いた熱いストレッチは、世界のサンゴ礁の70％を苦しめ、オーストラリアのグレートバリアリーフのいくつかのコーナーでサンゴの80％以上を殺しました。その大惨事の影響は何年も続きます。

深いサンゴ礁がこの悲観的な写真に収まる場所は、長い間魅力の源でした。 1996年に、マイアミ大学のサンゴ科学者であるPeter Glynnは、漂白の原因に関する論文で憶測を発表しました。グリンは、日当たりの良い浅瀬では水温が高くなる傾向があることに注意して、より冷たいメソフォティック深度は「サンゴの生息地に避難する」可能性があると仮定し、サンゴ礁の住人が表面状態が熱くなりすぎて対処できない場合の拠点を提供します。

その後、研究者の行列がディープリーフレフュジア仮説を研究し、トワイライトゾーンが漂白だけでなく、ハリケーン、汚染、乱獲などの他のトップストレス要因からのセキュリティを提供できるかどうかを調査しました。結果はまちまちです。カリブ海のハリケーンは地表近くのサンゴを破壊し、仮説を支持する深いものをspareしみませんが、いくつかのメソフォリックリーフは、おそらく地表近くのサンゴがお湯によりよく適応しているため、実際に漂白を受けやすく見えます。

2017年、クイーンズランド大学のサンゴ生物学者であるPim Bongaerts率いる研究チームは、バミューダ諸島の深いサンゴ礁のソーサーサンゴが浅いサンゴと遺伝的に異なっていることを発見しました。「私の一般的な結論は、レフュジア仮説は特定の種に非常に関連性があるかもしれないが、生態系全体では限られた役割しか果たさないかもしれないということです」とボンガーツは私に語った。「単純な真偽の答えよりも複雑です。」

これまでのところ、カリフォルニアアカデミーのデータは、レフュジアの仮説に対するストライキを表しているようです。ロシャと彼の同僚は、種を上記の浅瀬と共有するのではなく、メソフォリックリーフのほとんどが深海での生活に特化したユニークな魚で占められていることを発見しました。トワイライトゾーンの住民には、2017年にロシャが写真を撮るまで野生では撮影されなかったピンクと黄色の宝石である小さな妖精のバズレット（ Sacura parva ）のような奇妙なものが含まれます。彼は、自分のコンピューターに相談することなく、自分がどれだけ下降したかを知っています。

言い換えると、ゾーンの魚は、レフジウム効果を適用するのに十分に接続されていない可能性があります。「浅海域と深海域の両方で記録された魚でさえ、どちらか一方を非常に好む」と、ダイブチームの魚類学博士課程のハドソン・ピンハイロは私に語った。

深いサンゴ礁は浅瀬とわずかな種を共有しているだけでなく、多くの種を互いに共有しているようには見えません。アカデミーチームがイースター島のトワイライトゾーンを通過したとき、彼らが遭遇した事実上すべての種はこの地域の固有種でした。一方、浅い魚の約4分の1だけが固有種でした。他の研究者も同様のパターンを観察しています。リチャード・パイルがハワイのクレ環礁を調査したとき、彼はすべてのメソフォス魚がハワイ諸島に特有であることを発見しました。

その並外れた固有性を説明できる人は誰もいませんが、Pyleにはいくつかのアイデアがあります。彼の「生息地の永続性仮説」によると、トワイライトゾーンの動物の顕著な独特性は、歴史的な気候変動によって生み出されました。氷河時代に海水が閉じ込められ、海洋が縮小すると、海面の急落により多くの浅いサンゴ礁が立ち往生し、住民が死亡しました。氷が溶けて浅瀬が再び水没した後、魚と無脊椎動物の幼虫は他のサンゴ礁から浮かび上がり、新たに利用可能な生息地を再植民地化しました。しかし、トワイライトゾーンのサンゴ礁は、落下する海にさらされるには深すぎて、住民に明確な種に進化する時間を与えます。

深く潜るほど、より複雑な深いサンゴ礁になります。ディープリーフはモノリシックなエコシステムではないことが毎年明らかになります。代わりに、勾配、明確な環境条件と動物群集によって特徴付けられる重なり合う生息地層のスペクトルです。たとえば、今年3月、スミソニアンの研究者たちは、新しいゾーンを完全に命名しました。それは、約425フィートのメソフォティックのすぐ下から始まるラリフォティックゾーンまたは「希少光」ゾーンです。

「ラリフォティックの発見は、実際にメソフォティックの定義を改善するのに役立ちます」と、研究を主導した動物学者のキャロル・ボールドウィンは私に指摘しました。「真の下限を定義するには、それを超える必要があります。」

研究者たちはまた、サンゴ礁の健康に対する憂慮すべき脅威を認識し始めています。ある意味では、トワイライトゾーンの脆弱性は、その極端なアクセス不能性の産物です。世界中の保護活動家は、釣りなどの人間の活動が制限されている海の広がりである海洋保護区を作成することにより、浅いサンゴ礁を保護しようとしています。多くの場合、MPAはレクリエーションダイバーのためにロビー活動と資金提供を受けています。レクリエーションダイバーの観光ドルは、サンゴ礁を保護するインセンティブをコミュニティに提供します。しかし、ほとんどのダイバーが訪れることができないほど深くサンゴ礁を保護するのは誰でしょうか？

残念ながら、トワイライトゾーンの怠慢の例は大勢です。ニューギニアの海岸近くのサンゴ礁で鉱山の廃棄物が殺害されていると地元の人々が不満を述べた後、リチャード・パイルは嫌悪感を持って私に言った。

Pyle氏は、Refugia Hypothesisの定式化以来、善意の生物学者がTwilight Zoneの研究と保護の強化を提唱するためにそれに頼っていると述べました。しかし、トワイライトゾーンが結局は難民ではないことが判明した場合-浅瀬からの移民ではなく、それ自身の奇妙で素晴らしい生き物によって占められている場合-それはそれを保存する必要性を減少させないでしょう、単に理論的根拠を変更します。深いサンゴ礁は浅瀬の付属物ではなく、それ自体で保護を必要とする進化的な温床です。

「ダイビンググループは浅いサンゴ礁の保護を求め、科学者はそれを求め、懸念する市民はそれを求めます」とロチャはバンカに乗ってギアを検査しました。彼はマスクを吐き、曇りを防ぐために唾液を隅にすり込みました。「しかし、深いサンゴ礁のために？それは私たちだけです。」

チームによって発見された、現在の名前のない砂スズキの種。（ルイスロシャ/カリフォルニア科学アカデミー）

フィリピンでの最後の日に、私はトワイライトゾーンの乗組員の影から休みを取って、ニックイムとマリサアビラとバタンガス湾を探索しました。私たちは、暖かくまだらにされた浅瀬、カップのサンゴのつかむポリープと巨大なアサリの大理石の唇の上で遊ぶ日光のシャフトで数時間潜りました。まばゆいばかりのウミウシ、海草のように波打つ外gを備えた指の長さのナメクジ、サンゴ礁に沿ってchedぐ、および棚の下から覗き込むゴーグル目のカマキリの動物園。

スノーフレークのウツボの黄色い縁をじっと見ると、ホテルでの深夜の会話でバートシェパードが私に言ったことを思いました。メソフォティックリーフの独自性は、深海を救う理由となりましたが、浅海への脅威はさらに悲惨なものとなりました。「レフジウムの仮説が反論された場合、浅いサンゴ礁のバックアップ計画はありません」とシェパードは指摘しました。彼と彼のチームは世界の深いサンゴ礁の調査に何年も費やしていましたが、浅瀬を保護するという新しい議論にうっかりぶつかりました。熱帯雨林のように、ジャガーが床をtalkいている間、オオハシは天蓋を飛び回っています。サンゴ礁は3次元の環境であり、水平であると同時に垂直の保護を考慮することも重要です。

その夜、私はリゾートに戻り、ロチャに会いました。ロチャはその日の写真を同時に編集し、いくつかの国の同僚にメールを送り、ツイートをしていました。「それは確かに私のいリストに載っています」と、彼はラップトップに無意味な灰色のスズメダイが現れたので言った。彼は再びキーボードをタップし、チョウチョウウオを飛び出させました。その体はチョコレートブラウンと白く輝く縞模様で、ヒレは蛍光黄色でトリミングされていました。

「あれは何だ？」私は尋ねた。

ロシャは、手を上げて歓声を上げた。「その人には名前がない」と彼は言った。「まだ。」