圧電愛好家

ピエゾフィル（ギリシャ語の「 piezo-」は圧力、「-phile」は好むという意味）とは、高静水圧下で最適な成長を示す生物、すなわち、許容されるすべての温度でテストした場合に、静水圧が10メガパスカル（99気圧、1,500psi ）以上で最大の成長率を示す生物のことである。^{[ 1 ]}元々は、これらの生物には好圧生物という用語が使われていたが、接頭辞「baro-」は重量を表すため、ピエゾフィルという用語が好まれるようになった。^{[ 2 ] [ 3 ]}極限環境生物の定義と同様に、ピエゾフィルの定義も人間中心主義的であり、人間は静水圧の適度な値を約1気圧（= 0.1 MPa = 14.7 psi ）とみなすが、これらの「極限」圧力はこれらの生物の通常の生活条件である。超好圧生物とは、最大成長速度が 50 MPa (= 493 atm = 7,252 psi) を超える生物のことである。^{[ 4 ]}  

大気圧下で生育する生物にとって、高い静水圧は有害な影響を及ぼすが、深海の高圧生息地にのみ生息するこれらの生物は、最適な生育のために高圧を必要とする。多くの場合、これらの生物は、通常低圧下で生育する生物と比較して、はるかに高い圧力（100MPaなど）でも生育を続けることができる。^{[ 5 ]}

最初に発見された絶対好圧菌は、Colwellia marinimaniae株 M-41と呼ばれる低温細菌でした。 ^{[ 6 ] [ 7 ]}これは、マリアナ海溝の底にある腐敗した端脚類Hirondellea gigasから分離されました。最初の好熱性好圧古細菌Pyrococcus yayanosii株 CH1 は、深海の熱水噴出孔である Ashadze サイトから分離されました。^{[ 8 ]}株 MT-41 は 2 °C で 70MPa の最適生育圧力を持ち、株 CH1 は 98 °C で 52MPa の最適生育圧力を持ちます。これらは 20MPa 以下の圧力では生育できず、両方とも 100MPa を超える圧力で生育できます。現在、生育が観察された最高静水圧の記録は、 Colwellia marinimaniae MTCD1によって示された 140MPa です。^{[ 9 ]}「絶対好圧性生物」とは、0.1 MPaのような低い静水圧下では生育できない生物を指します。一方、「耐圧性生物」とは、10 MPa以下の静水圧下で最大生育速度を示すものの、より高い静水圧下でも低い速度で生育できる生物を指します。  

地球の生物圏の大部分（体積の面）は高い静水圧にさらされており、圧力圏は深海（水深1,000m以上）と深層地下（海底または大陸表面から最大5,000m下まで広がる）から構成されています。^{[ 4 ] [ 10 ]}深海の平均温度は約1～3 ℃で、冷圧好性生物が優占しています。対照的に、深層地下と海底の熱水噴出孔は、45 ℃（113 °F） 以上の温度で繁栄する熱圧好性生物が優占しています。  

ピエゾスフィア内での栄養素の獲得と代謝の研究はまだ初期段階にあるが、存在する有機物のほとんどは富栄養層由来の難分解性複合ポリマーであることが分かっている。従属栄養代謝と独立栄養固定の両方がピエゾスフィア内に存在し、鉄含有鉱物と一酸化炭素の重要な代謝がさらなる研究によって示唆されている。ピエゾスフィア代謝を完全に理解し特徴づけるには、さらなる研究が必要である。^{[ 11 ]}

高圧は生物系に様々な影響を及ぼします。圧力を加えると、平衡が小さな体積を占める状態へとシフトし、分子間距離が変化し、立体構造に影響を及ぼします。これは細胞の機能にも影響を及ぼします。好圧性生物は、これらの高い静水圧に適応するためにいくつかのメカニズムを利用します。圧力に応じて遺伝子発現を調節し、生体分子を圧力の違いに適応させます。^{[ 12 ]}

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