今日はウミウシと太陽光発電についてお話します。
私の経歴と仕事は、無脊椎動物の動物学者です。
つまり、無脊椎動物は背骨を持たない動物です。
つまり、これは実際には地球上のほとんどの動物です。
それは、昆虫、二枚貝、海綿、虫など、今日話す時間がない素晴らしいものやその他多くのものに及びます。
私たちの地球上で利用できる生物学的エネルギーのほとんどは、最終的には太陽から来ています。
これが太陽エネルギーから生物エネルギーに変換されるまでのプロセスが光合成です。
これは植物の働きとしてよく知られているのではないでしょうか。
そして、私たちが食べるすべての食べ物は、最終的には光合成によって得られ、私たちは植物を直接食べるか、植物を食べる動物を食べるかのどちらかです。
そして、すべての動物が持つすべてのエネルギーはまさにそこから来ています。
しかし、それをなんとか回避し、自ら光合成を行うようになり、太陽からのエネルギーを捕捉し、それを生物学的エネルギーに変換できる動物がいくつかいます。したがって、植物と同じように、二酸化炭素と太陽光を取り入れて、糖と酸素に変換します。
この最も良くて最も有名な例はサンゴです。
ここで見ている写真は、エジプトの紅海とキューバのサンゴ礁で採れたサンゴです。
今日紹介する写真はすべて私が撮った写真です。
現場から写真を入手したら、興味があればその場所を載せておきます。実験室からの写真には黒い背景が付いていますが、そのようなラベルは付けられません。
サンゴは、褐虫藻と呼ばれる単細胞藻類との特別なパートナーシップ、つまり共生関係によって光合成を行うことができます。
藻類はサンゴの細胞内に生息し、太陽光を捉えてサンゴに糖分を供給します。
したがって、事実上、私たちは光合成動物を持っています。
これは珍しいことですが、実際にはかなり多くのサンゴとその近縁種で発生しており、他のかなりの数の動物でも同様に発生します。
したがって、これは一部の海綿動物や扁形動物、さらにはイソギンチャクやクラゲなどのサンゴに近縁な他の動物にも見られます。
これは逆さまのクラゲです。
これは、先ほどのサンゴと同じように褐虫藻が体内に存在し、光合成を行うことができる生物です。
つまり、この動物は世界中の浅いマングローブのような場所に住んでいて、ただ底に横たわって日光を捉えているのです。
私は研究室に数匹飼っていて、教育用に使っていますが、実際に餌を与える必要はありません。
水族館のライトの 1 つから光を与えるだけで、何匹かは 2 年間そこに保管することができ、無脊椎動物学のコースで使用しています。
私はクラゲが好きです。おそらくサンゴの方が有名な例かもしれませんが、クラゲは素晴らしいです。なぜなら、クラゲの触手を取り出して顕微鏡で見ることができ、その過程を見ることができるからです。
これは顕微鏡写真です。逆さまのクラゲ カシオペアの触手から採取した褐虫藻の一部を撮影した顕微鏡写真です。
私はタンパにある私の研究室でこれを行いました。そして私たちが見ているそれらの小さな金茶色の球体はすべて、それらのそれぞれが藻類の細胞の1つです。
したがって、それらはそこに非常に密にロードされます。
そこにはたくさんあります。
したがって、これらの動物はそのようにして光合成を行うことができます。
したがって、典型的な動物の行動をとらない動物がいることは非常に注目に値します。
クラゲは野生でも餌を食べることができますが、エネルギーのほとんどは太陽からのみ得ています。
素晴らしい。
私は主に軟体動物と呼ばれる生物のグループを研究しています。
軟体動物はおそらく皆さんの中にはよく知られているものですが、それはその殻と、場合によっては食物としての理由だけです。
これらには、カタツムリや二枚貝などの動物、タコやイカなどの動物、そして今日は説明する時間がありませんが、その他の奇妙なものも含まれます。
しかし、軟体動物は驚くほど多様なグループです。
彼らは、昆虫のせいで絶滅した節足動物に次いで、地球上で2番目に多様な動物群です。
しかし、体の形の多様性という点で言えば、実際には軟体動物が最も多様性があり、米粒よりも小さいものから絶対的に巨大なイカまで、その範囲は多岐にわたると私は主張します。
そして私たちの軟体動物の中でも光合成が行われています。
つまり、これは巨大なハマグリです。
彼らは幻想的に美しい動物です。
彼らは主にインド太平洋の熱帯のサンゴ礁に住んでいます。
巨大と言っても範囲はあります。
それほど大きくない種もありますが、非常に巨大で美しい種もあります。
そして、これらのいくつかで見られる色の多くは、それらの共生藻類に由来しています。
彼らは、私たちがサンゴ内で見たのと同じ褐虫藻を持っています。
残念ながら、シャコ貝を野生で見るのはかなり困難です。
人々がその大きな殻を欲しがり、それも食べられてしまうため、多くの地域で乱獲されてきました。
それも非常に興味深い共生です。
しかし、私が最も興味があるグループは腹足類と呼ばれるものです。
腹足類はカタツムリとナメクジです。
あなたがよく知っている典型的な庭のカタツムリです。
そして、ビーチを訪れて集めた貝殻の多くは腹足類のものです。
つまり、これは非常に多様な軟体動物のグループです。
彼らは種の数の点で最も多様な軟体動物のグループであり、その数は非常に多いです。
そしてそれらは非常に興味深いものです。
ここでさらに詳しく説明する時間があればよかったと思います。
真ん中にいるのは、地球上で最も有毒な動物のひとつであるイモガイです。
また、その毒の可能性を研究する多くの生物医学研究の対象でもあります。
しかし、私の本当の情熱はナメクジです。
私の一番好きなことは、熱帯のサンゴ礁でスキューバ ダイビングに行き、ウミウシを探すことです。
そして、ウミウシは、あるいはどんなナメクジでも、最終的には進化の過程で殻を失ったカタツムリです。
つまり、ナメクジはカタツムリから殻を除いたものです。
そして、これは何度も起こりました。
これは単一の進化的な出来事ではなく、何度も繰り返し発生したものでした。
そのため、進化の過程で殻を大幅に縮小または喪失した、無関係なカタツムリのグループが複数存在します。
ここでは、多様性を示すために、そのうちのいくつかを示します。
これにはヘッドシールドのスラグも含まれます。
タツノオトシゴのほかに、肺動物や空気を吸うナメクジが庭に現れて、あなたに多大な不快感を与える可能性があります。
私が生計を立てているナメクジの研究を人々に話すときに受ける最も一般的な質問は、なぜそんなことをするのですかということです。なぜナメクジを研究するのか？何でもできます。
なぜそんなことをするのでしょうか？そして、これを皆さんに説明する最善の方法は、話すことではなく、見せることだと思います。
そこで、私が旅行中に出会ったナメクジをいくつか紹介します。
彼らは本当に奇妙だ。
幻想的に美しいですね。
彼らはとても奇妙なことをします。
これらの動物には本当に興味深い生物学がたくさん起こっています。
そして、私たちが知らないことがたくさんあります。
多くのナメクジについて書かれた唯一の科学論文は種の説明だけです。
そして、まだ説明されていないものもたくさんあります。
そのため、私たちには学ぶべきことがたくさんあり、知らないことがたくさんあります。
それはとてもオープンで、私にとってとても魅力的です。
今、海にはたくさんの種類のナメクジがいます。
それはすでにお見せしました。
これからお話しする2つのグループがあります。
そのうちの 1 つのグループはおそらく最も有名であり、種の総数の点で最も多様なのは確かにウミウシです。
そして、その名前、ヌーディーは裸を意味しますが、ブランチはエラを意味します。
つまり、これらの動物に見られる羽毛の房のことを指します。
彼らは美しく、多様性があり、興味深い、そして肉食動物です。
彼らは他の動物を食べます。
ほとんどがナメクジですよね？したがって、彼らは物事を追求していません。
彼らは他の遅いものを食べます。
だから時々他のナメクジもいます。
彼らはまた、スポンジのようなものや、場合によってはイソギンチャクなどのサンゴの仲間も食べます。
そして、それを行うウミウシの一部は、先ほど話した褐虫藻を自分の細胞の中に取り込み、光合成を行うことができます。
したがって、彼らは光合成を盗みます。
彼らは優秀な盗賊だ。
中にはクラゲやイソギンチャクから刺胞を盗み、自らの身を守るために利用するものもいます。
本当に素敵。
これは私のお気に入りのナメクジのグループです。
こちらはsaccoglossumウミウシです。
彼らは泥棒でもあります。
お気づきかもしれませんが、それらは緑色ですよね？迷彩のために緑色になっているものもあるが、多くはまったく異なる理由で緑色になっている。
それらの中には草食動物もいて、特別な小さな歯を持っていて、藻類に小さな穴を一つ開けるだけで、その中の内容物を飲み出します。
そして、彼らはそれらのコンテンツの一部を取得し、それを消化します。
しかし、他の葉緑体は、植物の光合成を可能にする植物細胞内の細胞小器官であり、ナメクジはそれを取り込み、自分の細胞の中に貼り付けると、光合成が可能になります。
私たちはこれを折れ形成術と呼んでいます。
クレプトは鋼のように、可塑性は葉緑体のように、そうでしょう？それで彼らは葉緑体を盗んだのです。
そして、これらのナメクジ、それはさまざまです。
数日間しかこれを行うことができない個体もいますが、何ヶ月もこれを行うことができ、ライフサイクル全体を完了する個体もいます。
これらのナメクジの消化管をもう少し詳しく見てみましょう。
これは私の同僚、ニック・カーティスが撮った写真で、これらの動物の消化管を示しています。
そのため、彼らの消化管は高度に分岐しています。
それはさまざまな方向に進みます。
そして、これらの枝の末端には、葉緑体が詰まった袋小路があります。
これらの袋小路の一つにある単一細胞をよく見ると、これも私の同僚ニック・カーティスによる写真ですが、ここに単一細胞が見えます。
それが私たちが注目していることです。
それは N というラベルが付いた構造化されています。
それが細胞の核です。
しかし、Cとラベルが付けられたこれらすべての構造と、それらに似たものすべて、それらの円、それらは葉緑体であり、それらはそこに非常にしっかりと密集して詰め込まれているため、その細胞には、少なくとも藻類で見つかるよりも多くの葉緑体が存在します。密度の観点から。
これは素晴らしい。
これらの動物は光合成を盗んでおり、葉のように見えるものもありますよね?スーパーグリーンです。
彼らは素晴らしい光合成をします。
そして、彼らがこれをどのように行うかは、いくぶん謎です。
葉緑体がくっついて細胞の中にくっついているだけでは、光合成ができるようになりません。
葉緑体は、藻類が提供する動物にはできないことを必要とします。
私たちはこの問題の一部を解明し始めていますが、これはゆっくりとしたプロセスであり、ほんの表面をなぞっただけです。
しかし、ここに示されている 2 つのウミウシについて私たちが発見したことの 1 つは、エメラルドウミウシは 1 回の食事から 9 か月後、成体のライフサイクル全体にわたって光合成を行うことができ、レタスウミウシはカリブ海全域に生息し、私が研究している主な研究では、食後 3 ～ 4 か月後に光合成が行われます。
これらの動物はどちらも、光合成が起こるために必要な化学物質の 1 つであるクロロフィルを作ることができます。
そして、動物にはこんなことはできないはずですが、どういうわけかこのナメクジはそれができてしまったのです。
これは、私が本当にエキサイティングだと感じているものの 1 つであり、私たちが解明しようとしているものです。
しかし、これについてはまだわかっていないことがたくさんあります。
私たちがまだ考えてもいない質問がたくさんあります。
細胞レベルで何が起こっているのでしょうか？分子レベルで何が起こっているのでしょうか？生化学レベルで何が起こっているのでしょうか?これらの質問に対する答えは得られ始めていますが、実際のところ、まだ知らないことがたくさんあります。
一部が青いのはなぜですか?私にはわかりませんが、私たちのナメクジのいくつかは時々この素晴らしい青い色をしているので、いつか解明したいと思っています。
ウミウシについてのこの紹介を楽しんでいただければ幸いです。
これを読んで、ナメクジや他の無脊椎動物についてもっと知りたいと思っていただければ幸いです。
私たちが知らないこと、学ぶべきことがたくさんあります。
どうもありがとうございます
コメント