圧力の下で：深海でのアザラシの驚異的な生存

Under pressure: the extraordinary survival of seal lice in the depth of the sea.

• Maria Soledad Leonardi
• José E Crespo
• Florencia A Soto
• Ricardo B Vera
• Julio C Rua
• Claudio R Lazzari

抄録

アシカ、アザラシ、セイウチなどの鰭脚類のシラミは、海に潜っても生き延びることができる唯一の昆虫である。シラミは進化の歴史の中で、低酸素、高塩分、低温、特に高静水圧に耐えるように適応してきました。シラミが宿主の深海潜水中に生き延びる能力の限界を理解するために、実験室で一連の制御実験を行った。ゾウアザラシからシラミを採取し、異なるライフステージのシラミを高圧条件に曝露した。シラミは最初に4つの静水圧のうちの1つにさらされた。(a) 30 Kg/cm、(b) 80 Kg/cm、(c) 150 Kg/cm、(d) 200 Kg/cm の 4 つの静水圧のいずれかに最初に曝露し、最初の経験の影響を調べるために、高い静水圧または低い静水圧条件に 2 回目に曝露した。その結果、ゾウアザラシのシラミは水深2000mに相当する200kg/cm（200気圧に近い）以上の静水圧に耐えられることがわかった。成体は、高い静水圧に浸漬した後の回復時間がニンフよりも短かった。これらの知見は、シラミが極限の海洋環境に耐えるために独自の適応能力を開発したことを示している。これらの極限的な性能は、これらの昆虫の潜水に対する形態学的特徴や生理学的反応と関連している。

Lice from pinnipeds, i.e. sea lions, seals, and walruses, are the only insects capable of surviving marine dives. Along their evolutionary history, they adapted to tolerate hypoxia, high salinity, low temperature and, in particular, to tolerate conditions of high hydrostatic pressure. To understand the limits of the capacity of lice to survive during host deep dives, we conducted a series of controlled experiments in the laboratory. We collected lice from elephant seals and submitted the different life stages to high pressure conditions. Lice were first exposed to one of four hydrostatic pressures: (a) 30 Kg/cm; (b) 80 Kg/cm; (c) 150 Kg/cm, or (d) 200 Kg/cm They were then exposed a second time to higher or lower hydrostatic pressure conditions to test for the impact of the first experience, which could either be deleterious or trigger physiological adaption, allowing them a better tolerance to high pressure. We found that lice from elephant seals can tolerate hydrostatic pressures higher than 200 Kg/cm (close to 200 atm), equivalent to 2000 m depth. Adults exhibited lower recovery times than nymphs after immersion at high hydrostatic pressure. Our findings show that lice developed unique adaptations to endure extreme marine conditions. We discuss these extreme performances as related to the morphological characteristics and physiological responses to diving in these insects.

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