IFREMER：アビサル族のDNAへの魅惑的なダイビング

「深海はどうして？」という大胆なプロジェクトは、研究チームを世界中の海を横断させました。彼らの探求とは？深海に住む微細な生物たちのDNAです。カメラマンのジル・マーティンはこのミニチュアな生物群を撮影し、サンピエール・エ・ミクロンとブレストの間でこれらの未知の存在の本質を捉えました。 「深海はどうして？」の船上での一夜 北大西洋の真ん中にある「深海はどうして？」の船上では、興奮が感じられます。秘密を秘めた「コア」サンプルがもうすぐ水面へ引き上げられる予定です。ダニエラ・ゼッピリ、ソフィー・アルノー・オンド、ジュリー・プーランは、3000メートル以上の深海に送り込んだ漁具オクトプスの帰還を心待ちにしています。オクトプスの10本のチューブが、大事な堆積物で満たされた状態で戻ってくることを期待しています。サンプルの作業は直ちに始まり、こうした重要な瞬間には睡眠は贅沢なものとなります。 微生物群集：小さな動物、大きな役割 これらの科学者たちは、微生物群集と呼ばれる微小なサイズの動物に全力を注いでいます。最も大きな標本でもわずか1ミリメートル、最も小さなものは数百マイクロンで計測されます。すべて多細胞生物であり、まとまった動物です。 ダニエラ・ゼッピリはこれらの生物の重要性を強調します：「このパズルの小さな部品は、生態系の機能に欠かせません。彼らは極端な条件に適応しており、強大な圧力、大きな温度変動、時には酸素不足さえも生き抜いています。彼らと細菌との相互作用は興味深いです。」 これらの生物は、特に人間の健康や気候変動への適応について、多くのことを私たちに教えてくれます。彼らのDNAは、基本的な質問に答える手がかりを秘めています。ダニエラ・ゼッピリは、この貴重な宝を研究する緊急性を強調しています。 自然から着想を得て革新するバイオミメティクスは、これらの発見から大いに利益を得ることができます。ダニエラ・ゼッピリは、これらの種が消滅してしまう前に研究を加速するよう呼びかけています。人工知能と自然の直接観察を組み合わせることで、我々の知識を革命的に進化させる可能性があります。 深海平原の探検：重大な挑戦 チームはこれらの生物を探して、まだほとんど探査されていない広大な深海平原に向かいます。ソフィー・アルノー・オンドは、大深海が1950年代と60年代に研究されたことがあるが、熱水噴出孔の発見が注目をそらしてしまったと説明します。しかし、これらの平原は我々の惑星の表面の半分以上を占めています。 生物量が少ない砂漠であるかのように見えるものの、驚くべき種の多様性が存在します。研究者は、我々の惑星の半分を知らないことを強調し、標準化されたツールを使って結果を比較し、世界規模で観察を一致させることによって、技術がこれらの種の分布に関する長年の仮説を確認または否定することを可能にすることを示します。 ソフィー・アルノー・オンドは、観察の標準化によって、独立した地域的なリストから、グローバルなリストへ移行することができると説明しています。 厳格なサンプリングサイトの選択 チームはサンプリングサイトを選ぶためにソナーの画像を使用しています。ソナーは、海底が柔らかいか硬いかを判断することができます。目標は、装置を損傷しないために開けた領域を特定することです。時には妥協が必要だったり、適したゾーンを待ったりすることもあります。 ダニエラ・ゼッピリは、コアリング装置にはカメラが装備されていないことを指摘しており、「手探り」での作業になります。待ち時間は長く、コアリング装置のバルブが適切に閉まらない場合、失望が大きいことがあります。システムが完全に機能したとしても、コアの内容は驚きのままです。収穫量は数十から数百種にも異なり、深海底に生息する全種の数は不明のままです。 堆積物の性質が粘着性か砂状か粉末状かは、生物多様性に影響を与えます。この影響を研究するために分析が行われます。また、「サルサ」と呼ばれるポンプを使用して、海底付近に生息する種を捕獲するための水のサンプリングも行います。 サンプルによって決まるライフサイクル ダニエラ・ゼッピリは、生きた動物が引き上げられる際の興奮を語ります：「休むことはできません、すべてを見たい、特に私の小さな虫たちを観察したいと思います！彼らの行動、食物、移動、細菌との共生を理解したいのです。」 船上では、チームの生活は食事と試料の厳しい作業によってリズムを刻まれます。睡眠は細かく分けられ、チームはミッションに心を込めています。ダニエラ・ゼッピリは、この経験を「もうひとつの世界」と表現し、昼夜がもはや意味を持たなくなると述べます。 ツールとプロトコルの開発：根気強い作業 ソフィー・アルノー・オンドは、過去10年間、チームが微生物学の方法を多細胞生物の研究に適用していると説明します。目的は、他のチームに移行可能な標準化された方法とサンプリングプロトコルを開発することです。 アミゴキャンペーンのおかげで、世界中でおよそ80のサイトがIfremerのチームや外国のチームによってサンプリングされました。唯一の欠けている地域は極地です。 サンプリング方法の標準化に加えて、データ処理のための分子ツールとバイオインフォマティクスの開発も必要でした。この基礎作業には3年の準備が必要でした。2017年には、研究の継続に必要なゲノスコープの支援が得られました。DNAデータと形態学的観察の組み合わせは、知識の大幅な進展を約束します。 「大西洋の大きなスマイル」 IFREMERの船団は、研究者たちにとって貴重な機会である航行時間を計画に提供しました。サンピエール・エ・ミクロン / ブレストの行程中に、異なる深度でのコアリングを行いました。 ソフィーは語ります：「私はこれを『大西洋での大きなスマイル』と呼んでいます。我々は、ライドの両側における種の分布を研究し、移動の障壁となっているかどうかを判断し、両側のコミュニティの構造を比較したいと思います。」 アミゴミッションは、様々な地域、特に太平洋のハダールすくい地方で、6000メートル以上の深海でサンプリングを行いました。国際的な呼びかけも行われ、他のチームによるサンプリングコアが収集されました。 研究者たちは現在完全に分析段階にあり、その作業は少なくとも5年かかる予定です。ソフィー・アルノー・オンドは、堆積物とDNA銀行が将来のより先進的な技術による分析のために保存される予定であると述べています。 メタバーコーディング：生物多様性研究の革命 研究プログラムは、複雑なサンプルの生物多様性を明らかにするための分子ツールを用いた「メタバーコーディング」に基づいています。原理は、ターゲットを設定し、増幅し、マーカー基因を配列することにより、サンプル内の存在する種を特定することです。 これらのDNAバーコードは、オックスフォード・ナノポア・テクノロジー社が発展させた最近のシーケンシング技術によって得られました。この技術は、増幅されたDNA分子をナノポアを通過させることに基づいています。DNA分子がナノポアを通ると、そのシーケンスに特有の方法で電気信号を乱します。 ジュリー・プーラン、ゲノスコープの分子生物学研究エンジニアは、生物多様性研究のためのシーケンシングの重要性を強調します。この作業の新しさは、「深海はどうして？」の船上での試みが名刺サイズのシーケンサーMinIonを利用していることにあります。 MinIonの誤差率は5〜10%であるのに対し、研究室の技術の誤差率はわずか0.1%です。何千ものDNAバーコードが並行してシーケンシングされ、リファレンスデータベースと比較されました。これらのデータベースは、研究プログラムによって継続的に更新され、新しい種が存在するかどうかを判断するのに役立ちます。これらの情報は、形態学的観察と突き合わせられます。 ジュリー・プーランは、現場でのシーケンシングが24〜48時間以内に結果を得ることを可能にし、サンプルの保管を促進し、より深く探索する前のサンプルサイトの調査を可能にすることを説明しています。 「深海はどうして？」：象徴的な船 「深海はどうして？」は、110メートル長の外海貢船で、IFREMERの艦隊に所属しています。極地探検を専門とする海洋学者シャルコット司令官の四隻の船にちなんで命名されました。2005年から就役しており、水路学、地形測量の任務や海軍で使用されています。 ジル・マーティン：深海のサービスに携わる写真家 ダニエラ・ゼッピリは、タラがプランクトンに対して行ったように、深海生物の美しさを明らかにすることを目的としていたと説明しています。そのため、アーティストの目で微細なものを捉える才能を持つ写真家ジル・マルタンに依頼しました。 ジル・マルタンはメイオファウナだけでなく、ポリケート、多毛類、甲殻類、軟体動物を含むマクロファウナも撮影しました。彼はまず、「プルクワ・パ？」に乗船して研究者たちの仕事を記録に残し始めました。その後、彼の任務は異なるスケールでの作業に導かれ、未知の世界に挑戦しました。 彼はツールのスタジオで、動物の大きさに合わせた機材（蛇腹、ステレオ顕微鏡、ツァイス光学顕微鏡）を使用しました。また、ブレストのIFREMERに赴き、数百万倍の倍率が可能な走査電子顕微鏡を使って作業を行いました。 ダニエラ・ゼッピリは写真家との情熱的な議論を思い出しますが、その結果は美しい写真で、未知の世界への窓を開きます。彼の作品はウェブサイトで見ることができます: https://www.gilles-martin.com. 深海の秘密を共有するための展覧会と映画 ジル・マルタンの画像と共に制作されたIfremerの「深海の秘密」展覧会がモンティエ＝アン＝デルのフェスティバルで展示されます。AMIGOミッションに関する映画も制作中です。 この記事は元々、誌面版「PLONGEZ!」のためにイザベル・クロワゾーによって書かれたもので、ウェブ用に適応されました。