深海

深海は、おおよそ水深200メートル（660フィート）で光が弱まり始める海域、または大陸棚から大陸斜面への移行点として広く定義されています。^{[ 1 ] [ 2 ]}深海内の環境は、低温、暗闇、高圧の組み合わせです。 [ ^{3 ]深海}は、極限的な環境のためアクセスや探査が困難であることから、地球上で最も探査されていない生物群系と考えられています。 ^{[ 4 ]}  

深海に生息する生物は、このような環境で生き残るためにさまざまな適応能力を持っています。^{[ 5 ]}生物は、腐肉食、捕食、濾過など、さまざまな摂食方法によって深海で生き残ることができ、多くの生物はマリンスノーを食べて生き残っています。^{[ 6 ]}マリンスノーとは、表層水から深海に落下した有機物です。^{[ 7 ]}

1960年、深海潜水艇トリエステ号はグアム近郊のマリアナ海溝の底、水深10,911m （35,797フィート、6.780マイル）に到達し、これは既知の海洋における最深地点となった。エベレスト山（8,848m 、29,029フィート、5.498マイル）がそこに沈んだとすると、山頂は水面下2km （1.2マイル）以上になる。トリエステ号が退役した後、日本の遠隔操作無人潜水機（ROV）かいこう号が、2003年に海上で消息を絶つまで、この深度に到達できる唯一の船舶となった。^{[ 8 ]} 2009年5月と6月には、ハイブリッドROVネレウス号がチャレンジャー海淵に戻り、水深10,900m （35,800フィート、6.8マイル）を超える深度まで3回潜水した。           

表層帯より下の領域はさらにいくつかのゾーンに分けられ、まず漸深帯（大陸斜面とも呼ばれる）があり、これは海面下200～3,000メートル（660～9,840フィート）^{[ 12 ]}に広がり、本質的には移行帯であり、上方の大陸棚と下方の深海の両方の要素を含んでいる。^{[ 13 ]}このゾーンの下の深海は、深海帯（水深3～6km 、1.9～3.7マイル）^{[ 14 ]}と超深海帯（6～11km 、3.7～6.8マイル）^{[ 15 ] [ 16 ]}から構成されている。食物は「マリンスノー」として知られる沈降有機物と、上方の生産帯に由来する死骸からなり、空間的にも時間的にも分布が乏しい。^{[ 17 ]}     

深海に生息する多くの生物は、浮力を得るためにガスに頼るのではなく、グリコサミノグリカンを主成分とするゼリー状の組織を持ち、非常に低い密度を実現している。また、深海イカの多くは、このゼラチン状の組織と、代謝老廃物である塩化アンモニウムからなる体腔液で満たされた浮力室を組み合わせている。この体腔液は周囲の水よりも軽い。

中層魚は、こうした環境に対処するための特別な適応能力を備えています。体長は通常25センチメートル（10インチ）以下と小型で、代謝が遅く、特定の食性に特化しておらず、エネルギーを浪費して餌を探すよりも、じっと座って餌を待つことを好みます。体は細長く、筋肉と骨格は弱く水っぽい構造をしています。多くの場合、伸縮自在の蝶番式の顎と湾曲した歯を持っています。分布がまばらで光も少ないため、繁殖相手を見つけるのは難しく、多くの個体は雌雄同体です。 

光が非常に少ないため、魚は桿体細胞のみを持つ通常よりも大きな管状の目を持つことが多い。^{[ 18 ] [ 19 ]}上方の視野により、獲物のシルエットを探し出すことができる。^{[ 20 ]} しかし、捕食される魚も捕食に対処するための適応を持っている。これらの適応は主にシルエットの縮小、つまりカモフラージュの一種に関係している。これを実現する主な方法は、体の横方向の圧縮による影の面積の縮小^{[ 21 ]}と生物発光によるカウンター照明^{[ 22 ] [ 19 ]}の2つである。これは腹側の発光器から光を生成することによって実現され、魚の腹側が背景光と似た外観になるように光強度を生成する傾向がある。低照度でのより敏感な視覚のために、一部の魚は網膜の後ろに再帰反射器を持っている。^{[ 23 ]}フラッシュライトフィッシュはこれに加えて発光器も持っており、この組み合わせを使って他の魚の眼の光を感知します（タペタム・ルシダムを参照）。^{[ 24 ] [ 25 ]}

深海の生物は、1日に約100メートル沈む生きた有機物や死んだ有機物にほぼ完全に依存している。^{[ 26 ]}さらに、海面からの生産物の約1～3%だけが海底に到達し、そのほとんどはマリンスノーの形で存在する。これは最終的に海底に蓄積され、1,000年ごとに約1cmずつ増える。クジラの死骸 のような大きな餌の落下も発生し、研究によると、これらは現在考えられているよりも頻繁に発生している可能性がある。大きな餌の落下を主に、または完全に食べる腐肉食動物は多く、クジラの死骸間の距離はわずか8キロメートルと推定されている。^{[ 27 ]}さらに、フレイエラ・エレガンスのように触手を使って有機粒子を食べる濾過摂食動物も多数存在する。^{[ 28 ]}

海洋バクテリオファージは深海堆積物中の栄養素の循環において重要な役割を果たしている。世界中の堆積物中に極めて豊富に存在し（1平方メートルあたり5× ^10¹²～1× ^{10¹³個のファージ）、その数は[ 29 ]}

非常に孤立しているにもかかわらず、深海生物は依然として海洋との人間の相互作用によって害を受けています。ロンドン条約^{[ 30 ]}は、下水汚泥^{[ 31 ]}や放射性廃棄物などの廃棄物の投棄から海洋環境を保護することを目的としています。ある研究では、ある地域で2007年から2011年にかけて深海サンゴが減少しており、その減少は地球温暖化と海洋酸性化によるものとされ、生物多様性は58年間で最低レベルにあると推定されています^{[ 32 ]} 。海洋酸性化は、深海サンゴが溶解しやすい炭酸塩であるアラゴナイトでできており、成長が非常に遅く、回復に何年もかかるため、深海サンゴに特に有害です^{[ 33 ]。}深海トロール漁も、形成に何年もかかる深海生息地を破壊することで生物多様性に害を与えています^{[ 34 ]} 。深海生物を変化させたもう1つの人間の活動は鉱業です。ある研究では、ある鉱山跡地で魚の個体数が6か月後と3年後に減少したが、26年後には撹乱前と同じレベルに戻ったことがわかった。^{[ 35 ]}

月については、海の最も深い部分よりも多くのことが知られているという説がある。^{[ 45 ]}これは、1953年にジョージ・E・R・ディーコンが『ジャーナル・オブ・ナビゲーション』に発表した声明に基づくよくある誤解であり、当時入手可能だった海底地形図の量が少なかったことに大きく起因している。^{[ 46 ]}海の最も深い部分に行った人よりも、月に立った人のほうが多いという同様の考えも疑わしい。^{[ 46 ]}

それでも、深海は地球上で最も探査されていない領域の一つである。^{[ 47 ]}中深層でさえ圧力が従来の探査方法では大きすぎるため、深海研究には別の方法が必要となる。餌付きカメラステーション、小型有人潜水艇、ROV（遠隔操作無人潜水機）は、海の深部を探査するために利用される3つの方法である。この領域を探査する難しさとコストのため、現在の知識は限られている。圧力は10メートルごとに約1気圧増加するため、深海のいくつかの領域では1,000気圧を超える圧力に達する可能性がある。これは、機械的な補助なしでは深海に到達することが非常に困難であるだけでなく、これらの領域に生息する可能性のある生物を研究しようとする際に、細胞の化学がそのような巨大な圧力に適応しているため、大きな困難をもたらす。

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