チューブワームは、メキシコ湾の4つの冷湧水群集タイプの1つで優勢な種の1つです。vte冷水湧出帯(コールドベントと呼ばれることもあります)は、硫化水素、メタン、およびその他の炭化水素に富む流体の浸透が発生する海底の領域であり、多くの場合、塩水溜まりの形で発生します。寒さは、浸透の温度が周囲の海水の温度よりも低いことを意味するものではありません。それどころか、その温度はしばしばわずかに高くなります。「寒さ」は、熱水噴出孔の非常に暖かい(少なくとも60°Cまたは140°F)条件に関連しています。冷水湧出帯は、いくつかの固有種をサポートするバイオームを構成します。冷水湧出帯は、メタンと海水の間の反応が炭酸塩岩の形成とサンゴ礁を作り出す、時間の経過とともに独特の地形を発達させます。これらの反応は、細菌の活動にも依存している可能性があります。含水炭酸カルシウムであるイカ石は、冷水湧出帯でのメタンの酸化と関連している可能性があります。タイプこれらのクレーターは塩水溜まりの形成を示しており、そこから塩が海底から浸透し、近くの基質を覆っています。冷水湧出帯の種類は、浅い冷水湧出帯と深い冷水湧出帯のように、深さによって区別できます。[2]冷水湧出帯は、次のように詳細に区別することもできます。地殻変動によって引き起こされた海底の亀裂の上に冷水湧出帯が発生します。石油とメタンはそれらの割れ目から「浸透」し、堆積物によって拡散し、幅数百メートルの領域に出現します。[3]メタン(CH4)は、私たちが一般的に天然ガスと呼んでいるものの主成分です。[3]しかし、メタンは人間にとって重要なエネルギー源であることに加えて、冷水湧出帯の生態系の基礎も形成しています。m(660フィート)未満の冷湧水生物相は、通常、棚の深さからのものよりもはるかに体系的な特殊化と化学独立栄養への依存を示します。[4]深海の浸透堆積物は非常に不均一です。[4]それらは、専門家(従属栄養生物)の混合物が生息する生息地の複雑なモザイクに反映されるさまざまな地球化学的および微生物的プロセスを維持しますおよび共生関連)および背景の動物相。[4]化学合成コミュニティ硫化物酸化細菌ベッギアトア属からなる細菌マット。サウスカロライナ沖のブレイクリッジのしみで。赤い点は距離測定レーザービームです。冷水湧出帯と熱水噴出孔の生物学的研究は、主に微生物学と化学合成微生物で繁殖する著名な大型無脊椎動物に焦点を当ててきました。[2]メイオファウナのサイズ(<1mm)でのより小さな底生画分については、ほとんど研究が行われていません。[2]ある種のセットから別のセットへの群集構成の秩序あるシフトは、生態遷移と呼ばれます:[3]この深海のエネルギー源を利用する最初の種類の生物はバクテリアです。[3]冷水湧出帯でバクテリアマットに凝集するこれらのバクテリアは、メタンと硫化水素(浸透から発生する別のガス)をエネルギーとして代謝します。[3]化学物質からエネルギーを得るこのプロセスは、化学合成として知られています。[3]塩水溜まりの端にあるムール貝のベッドこの初期段階では、メタンが比較的豊富な場合、冷水湧出帯の近くに密なムール貝の層も形成されます。[3]主にシンカイヒバリガイ属の種で構成されているこれらのムール貝は、直接食物を消費しません。[3]代わりに、彼らは、マットを形成する彼らの親戚と同様に、メタンからエネルギーを生成する共生細菌によって栄養を与えられます。Mytilidaeによって表されます。[5]この微生物の活動により炭酸カルシウムが生成され、それが海底に堆積して岩​​の層を形成します。チューブワームを引き付け、ムール貝とともに定着して成長します。[3]ムール貝のように、チューブワームは生存のために化学合成細菌(この場合、メタンの代わりに硫化水素を必要とするタイプ)に依存しています。[3]あらゆる共生関係に忠実であるように、チューブワームはまた、環境から硫化水素を流用することによってバクテリアを提供します。[3]硫化物は水から来るだけでなく、硬い炭酸塩の基質にチューブワームの「ブッシュ」が確立する広範な「根」システムを介して堆積物から採掘されます。[3]チューブワームの茂みには、数百の個々のワームが含まれている可能性があり、堆積物の上に1メートル以上成長する可能性があります。[3]冷水湧出帯は無期限に続くわけではありません。ガスの浸透速度がゆっくりと低下するにつれて、寿命の短い、メタンに飢えたムール貝(より正確には、メタンに飢えたバクテリアのシンビオント)は死に始めます。[3]この段階で、チューブワームは浸透コミュニティの主要な生物になります。[3]堆積物に硫化物がいくらかある限り、硫化物採掘のチューブワームは存続することができます。1つのチューブワーム種Lamellibrachialuymesiの個体は、このような条件で250年以上生きると推定されています。[3]チューブワームの「根」はまた、堆積物からこれらのチューブワーム内のバクテリアへの硫化水素の供給を提供します。メキシコ湾の深さ550mの冷水湧出帯からの共生のvestimentiferanチューブワームLamellibrachialuymesi。ベース周辺の堆積物には、硫化物酸化バクテリアBeggiatoaspp。オレンジ色のバクテリアマットがあります。さまざまなアサリやカタツムリの空の貝殻も、浸透の一般的な住民です。[6]フロリダ海底崖の3,000m(9,800フィート)下にある浸透でのチューブワーム、ソフトコーラル、化学合成ムール貝。ゲンゲ、コシオリエビ、アルビノカリドのエビは、サンプリング運動中に損傷したムール貝を食べます。メタン生成(メタン消費)生物は、海底の下から浸透するメタンが上の水に放出されるのを防ぎます。メタンは非常に強力な温室効果ガスであるため、ガスハイドレート貯留層が不安定になる過去に地球が仮定したように、メタンの放出は地球温暖化を引き起こす可能性があります。[7]好気性および嫌気性の海底生物によるメタンの消費は、「底生フィルター」と呼ばれます。[8]このフィルターの最初の部分は、海底下の嫌気性細菌と古細菌であり、メタンの嫌気性酸化(AOM)によってメタンを消費します。[8]堆積物を流れるメタンのフラックスが大きすぎて、嫌気性細菌と古細菌が最大量のメタンを消費している場合、過剰なメタンは、海底の堆積物の上にある浮遊性または共生性の好気性細菌によって消費されます。共生細菌は、冷水湧出帯に生息するチューブワームやアサリなどの生物で発見されています。バクテリアがメタンの消費から得たエネルギーを提供するので、これらの有機体は好気性バクテリアに酸素を提供します。底生フィルターは、海底から上の水柱へのメタンのフラックスを減らします底生フィルターがどれほど効率的であるかを理解することは、どのくらいのメタンが冷水湧出帯で海底から逃げ出し、水柱、そして最終的には大気に入るのかを予測するのに役立ちます。研究によると、メタンの50〜90%は、バクテリアマットを使用した冷水湧出帯で消費されます。アサリのベッドがある地域では、メタンの逃げ道は15%未満です。[7]効率はいくつかの要因によって決定されます。底生層はメタンの流れが少ないほど効率が良く、メタンの流れや流れの速度が上がると効率が低下します。[8]冷水湧出帯の生態系に対する酸素需要は他の底生生態系よりもはるかに高いため、底水に十分な酸素がない場合、メタンを除去する好気性微生物の効率が低下します。[7]底生フィルターは、堆積物を通過していないメタンに影響を与えることはできません。メタンは、底生フィルターが表面に泡立ったり、堆積物の亀裂や亀裂を通過したりすると、底生フィルターを迂回する可能性があります。[7]これらの生物は、海洋におけるメタンの唯一の生物学的吸収源です。深海の冷水湧出帯と熱水噴出孔は、食料とエネルギーの生産を光合成に依存しないコミュニティです。[2]これらのシステムは、主に化学合成由来のエネルギーによって駆動されます。豊富な代謝活性、および化学合成独立栄養による自生の有機物質の生成などの共通の特性を共有しますバクテリア。[2]熱水噴出孔と冷水湧出帯の両方が、局所的な多様性の低さに関連して、後生動物バイオマスのレベルが定期的に高くなっていることを示しています。[2]これは、これらの集合体内に生息する、基礎種と流行動物の密集した集合体の存在によって説明されます。[2]コミュニティレベルの比較では、高度に硫化性の生息地間で多くの優勢な分類群を共有しているものの、ベント、浸透、および有機落下の大型動物相は、家族レベルでの構成に関して非常に異なっていることが明らかになっています。[4]ただし、熱水噴出孔と冷水湧出帯も多くの点で異なります。安定した冷水湧出帯と比較して、ベントは、局所的に高温、激しく変動する温度、pH、硫化物および酸素濃度、多くの場合、堆積物の欠如、比較的若い年齢、および多くの場合、ベントのワックスがけや衰えなどの予測できない状態によって特徴付けられます液体または火山の噴火。[2]揮発性で一時的な環境である熱水噴出孔とは異なり、冷水湧出帯はゆっくりと信頼できる速度で放出されます。気温が低く安定しているため、多くの冷湧水生物は熱水噴出孔に生息する生物よりもはるかに長寿命です。冷水湧出帯コミュニティの終わり最後に、冷水湧出帯が不活性になると、チューブワームも消え始め、サンゴが露出した炭酸塩基質に定着する道を切り開きます。[3]サンゴは、海底から浸透する炭化水素に依存していません。pertusaに関する研究は、彼らが主に海面から栄養を引き出していることを示唆しています。[3]化学合成は、それらの定着と成長において、あるとしてもごくわずかな役割しか果たしません。[3]深海のサンゴは化学合成に基づく生物ではないようですが、その前に来る化学合成生物はサンゴの存在を可能にします。[3]深海サンゴの樹立に関するこの仮説サンゴ礁は水理理論と呼ばれています。冷水湧出帯は、1983年に、メキシコ湾の深さ3,200メートル(10,500フィート)のフロリダ海底崖でチャールズポールとその同僚によって発見されました。[11]それ以来、世界の他の多くの海域で浸透が発見されています。5つの生物地理学的地域に分類されていますが[12]、南極の棚氷の下からの冷水湧出帯も知られています[13]北極海、北海、スカゲラク、カテガット、メキシコ湾、紅海、インド洋、オーストラリア南部沖、カスピ海内陸部。[14]南極海でのメタンの浸透の最近の発見により、[15]冷水湧出帯は、現在、すべての主要な海洋で知られています。冷水湧出帯は、地殻変動と圧密がメタンに富む流体の排出を促進する、一次生産性と構造活動が高い地域の大陸縁辺に沿ってよく見られます。[4]冷水湧出帯は斑状に分布しており、潮間帯から超深海帯の深さまでの海の縁の近くで最も頻繁に発生します。[4]チリでは、潮間帯から冷水湧出帯が知られています。カリフォルニア北部沖では35〜55mの浅さで見られます。(115〜180フィート)。m(24,035フィート)にあります。[18]今日存在する冷湧水に加えて、古代の浸透システムの化石の残骸が世界のいくつかの地域で発見されています。これらのいくつかは、以前は先史時代の海に覆われていた場所のはるか内陸に位置しています。[19]メキシコ湾で1983年にメキシコ湾で化学合成コミュニティの発見を可能にした有人潜水艇DSVアルビン号。発見メキシコ湾の化学合成コミュニティは1990年代から広く研究されており、斜面の上部で最初に発見されたコミュニティは、世界で最もよく理解されている浸透コミュニティである可能性があります。これらの注目に値する動物の発見の歴史はすべて1980年代から起こっています。世界のどこにでもある最初の熱水噴出孔群集からメキシコ湾の最初の冷水湧出帯群集まで、それぞれの主要な発見は予想外でした。[20]コミュニティは、1983年に有人潜水艇のDSVアルビン号を使用してメキシコ湾東部で発見されました。