TED日本語 - デビッド・グルーバー: 暗闇で光るサメと驚くほど美しい海洋生物たち

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TED日本語 - デビッド・グルーバー: 暗闇で光るサメと驚くほど美しい海洋生物たち

TED Talks

暗闇で光るサメと驚くほど美しい海洋生物たち
Glow-in-the-dark sharks and other stunning sea creatures
デビッド・グルーバー
David Gruber

内容

波のほんの数メートル下で、海洋生物学者であり、ナショナルジオグラフィックのエクスプローラーかつ写真家のデビッド・グルーバーは、素晴らしいものを発見しました。海の薄暗い青い光の中で様々な色の蛍光を発する驚くべき新しい海洋生物たちです。彼と一緒に生体蛍光のサメ、タツノオトシゴ、ウミガメ、その他の海洋生物を探し求める旅に出て、この光る生物たちがどのように私たちの脳への新たな理解を明らかにしたのかを探りましょう。

Script

I'm a marine biologist and an explorer-photographer with National Geographic, but I want to share a secret. This image is totally incorrect, totally incorrect. I see a couple of people crying in the back that I've blown their idea of mermaids. All right, the mermaid is indeed real, but anyone who's gone on a dive will know that the ocean looks more like this. It's because the ocean is this massive filter, and as soon as you start going underwater, you're going to lose your colors, and it's going to get dark and blue very quickly.

But we're humans -- we're terrestrial mammals. And we've got trichromatic vision, so we see in red, green and blue, and we're just complete color addicts. We love eye-popping color, and we try to bring this eye-popping color underwater with us.

So there's been a long and sordid history of bringing color underwater, and it starts 88 years ago with Bill Longley and Charles Martin, who were trying to take the first underwater color photograph. And they're in there with old-school scuba suits, where you're pumping air down to them, and they've got a pontoon of high-explosive magnesium powder, and the poor people at the surface are not sure when they're going to pull the string when they've got their frame in focus, and -- boom! -- a pound of high explosives would go off so they could put a little bit of light underwater and get an image like this beautiful hogfish. I mean, it's a gorgeous image, but this is not real. They're creating an artificial environment so we can satisfy our own addiction to color.

And looking at it the other way, what we've been finding is that instead of bringing color underwater with us, that we've been looking at the blue ocean, and it's a crucible of blue, and these animals living there for millions of years have been evolving all sorts of ways to take in that blue light and give off other colors. And here's just a little sample of what this secret world looks like. It's like an underwater light show.

(Music)

Again, what we're seeing here is blue light hitting this image. These animals are absorbing the blue light and immediately transforming this light.

So if you think about it, the ocean is 71 percent of the planet, and blue light can extend down to almost a 1,000 meters. As we go down underwater, after about 10 meters, all the red is gone. So if you see anything under 10 meters that's red, it's an animal transforming and creating its own red. This is the largest single monochromatic blue environment on our planet.

And my gateway into this world of biofluorescence begins with corals. And I want to give a full TED Talk on corals and just how cool these things are. One of the things that they do,one of their miraculous feats, is they produce lots of these fluorescent proteins, fluorescent molecules. And in this coral, it could be making up to 14 percent of its body mass -- could be this fluorescent protein. So you wouldn't be making, like,14 percent muscle and not using it, so it's likely doing something that has a functional role. And for the last 10,15 years, this was so special to me, because this molecule has turned out to be one of the most revolutionary tools in biomedical science, and it's allowing us to better see inside ourselves.

So, how do I study this? In order to study biofluorescence, we swim at night. And when I started out, I was just using these blue duct-tape filters over my strobe, so I could make sure I'm actually seeing the light that's being transformed by the animals. We're making an exhibit for the Museum of Natural History, and we're trying to show off how great the fluorescent corals are on the reef, and something happened that just blew me away: this. In the middle of our corals, is this green fluorescent fish. It's the first time we've ever seen a green fluorescent fish or any vertebrate for that matter. And we're rubbing our eyes, checking the filters, thinking that somebody's maybe playing a joke on us with the camera, but the eel was real.

It was the first green fluorescent eel that we found, and this just changed my trajectory completely. So I had to put down my corals and team up with a fish scientist, John Sparks, and begin a search around the world to see how prevalent this phenomenon is. And fish are much more interesting than corals, because they have really advanced vision, and some of the fish even have, the way that I was photographing it, they have lenses in their eyes that would magnify the fluorescence. So I wanted to seek this out further.

So we designed a new set of gear and we're scouring the reefs around the world, looking for fluorescent life. And it's a bit like "E.T. phone home." We're out there swimming with this blue light, and we're looking for a response, for animals to be absorbing the light and transferring this back to us. And eventually, we found our photobombing Kaupichphys eel. It's a really shy, reclusive eel that we know almost nothing about. They're only about the size of my finger, and they spend about 99.9 percent of their time hidden under a rock. But these eels do come out to mate under full-moon nights, and that full-moon night translates underwater to blue. Perhaps they're using this as a way to see each other, quickly find each other, mate, go back into their hole for the next long stint of time. But then we started to find other fluorescent marine life, like this green fluorescent bream, with its, like, racing stripes along its head and its nape, and it's almost camouflaged and fluorescing at the same intensity as the fluorescent coral there.

After this fish, we were introduced to this red fluorescent scorpionfish cloaked and hidden on this rock. The only time we've ever seen this, it's either on red fluorescent algae or red fluorescent coral.

Later, we found this stealthy green fluorescent lizardfish. These lizardfish come in many varieties, and they look almost exactly alike under white light. But if you look at them under fluorescent light, you see lots of patterns, you can really see the differences among them. And in total -- we just reported this last year -- we found over 200 species of biofluorescent fish.

One of my inspirations is French artist and biologist Jean Painleve. He really captures this entrepreneuring, creative spirit in biology. He would design his own gear, make his own cameras, and he was fascinated with the seahorse, Hippocampus erectus, and he filmed for the first time the seahorse giving birth. So this is the male seahorse. They were one of the first fish to start swimming upright with their brain above their head. The males give birth, just phenomenal creatures. So he stayed awake for days. He even put this electrical visor on his head that would shock him, so he could capture this moment. Now, I wish I could have shown Painleve the moment where we found biofluorescent seahorses in the exact same species that he was studying. And here's our footage.

(Music)

They're the most cryptic fish. You could be swimming right on top of them and not see the seahorse. They would blend right into the algae, which would also fluoresce red, but they've got great vision, and they go through this long mating ritual, and perhaps they're using it in that effect.

But things got pretty edgy when we found green fluorescence in the stingray, because stingrays are in the Elasmobranch class, which includes ... sharks. So I'm, like, a coral biologist. Somebody's got to go down and check to see if the sharks are fluorescent. And there I am.

(Laughter)

And I was like, "Maybe I should go back to corals."

(Laughter)

It turns out that these sharks are not fluorescent. And then we found it. In a deep, dark canyon off the coast of California, we found the first biofluorescent swellshark, right underneath all the surfers. Here it is. They're just about a meter long. It's called a swellshark. And they call them a swellshark because if they're threatened, they can gulp down water and blow up like an inner tube, about twice their size, and wedge themselves under a rock, so they don't get eaten by a predator. And here is our first footage of these biofluorescent swellsharks. Just magnificent -- I mean, they're showing these distinct patterns, and there are areas that are fluorescent and areas that are not fluorescent, but they've also got these twinkling spots on them that are much brighter than other parts of the shark.

But this is all beautiful to see. I was like, this is gorgeous. But what does it mean to the shark? Can they see this? And we looked in the literature, and nothing was known about this shark's vision. So I took this shark to eye specialist Ellis Loew at Cornell University, and we found out that this shark sees discretely and acutely in the blue-green interface, probably about 100 times better than we can see in the dark, but they only see blue-green. So what it's doing is taking this blue world and it's absorbing the blue, creating green. It's creating contrast that they can indeed see. So we have a model, showing that it creates an ability for them to see all these patterns. And males and females also have, we're finding, distinct patterns among them.

But our last find came really just a few miles from where we are now, in the Solomon Islands. Swimming at night, I encountered the first biofluorescent sea turtle. So now it's going from fish and sharks into reptiles, which, again, this is only one month old, but it shows us that we know almost nothing about this hawksbill turtle's vision. And it makes me think about how much more there is to learn. And here in the Solomon Islands, there's only a few thousand breeding females of this species left, and this is one of the hotspots for them. So it shows us how much we need to really protect these animals while they're still here, and understand them.

In thinking about biofluorescence, I wanted to know, how deep does it go? Does this go all the way to the bottom of the ocean? So we started using submarines, and we equipped them with special blue lights on the front here. And we dropped down, and we noticed one important thing -- that as we get down to 1,000 meters, it drops off. There's no biofluorescent marine life down there, below 1,000 meters -- almost nothing, it's just darkness. So it's mainly a shallow phenomenon. And below 1,000 meters, we encountered the bioluminescent zone, where nine out of 10 animals are actually making their own lights and flashing and blinking.

As I try to get deeper, this is slapping on a one-person submarine suit -- some people call this my "Jacques Cousteau meets Woody Allen" moment.

(Laughter)

But as we explore down here, I was thinking about: How do we interact with life delicately? Because we're entering a new age of exploration, where we have to take great care, and we have to set examples how we explore. So I've teamed up with roboticist Rob Wood at Harvard University, and we've been designing squishy underwater robot fingers, so we can delicately interact with the marine life down there. The idea is that most of our technologies to explore the deep ocean come from oil and gas and military, who, you know, they're not really caring to be gentle. Some corals could be 1,000 years old. You don't want to just go and crush them with a big claw. So my dream is something like this. At night, I'm in a submarine, I have force-feedback gloves, and I could delicately set up a lab in the front of my submarine, where the squishy robot fingers are delicately collecting and putting things in jars, and we can conduct our research.

Back to the powerful applied applications. Here, you're looking at a living brain that's using the DNA of fluorescent marine creatures, this one from jellyfish and corals, to illuminate the living brain and see its connections. It's funny that we're using RGB just to kind of satisfy our own human intuition, so we can see our brains better. And even more mind-blowing, is my close colleague Vincent Pieribone at Yale, who has actually designed and engineered a fluorescent protein that responds to voltage. So he could see when a single neuron fires. You're essentially looking at a portal into consciousness that was designed by marine creatures.

So this brings me all back to perspective and relationship. From deep space, our universe looks like a human brain cell, and then here we are in the deep ocean, and we're finding marine creatures and cells that can illuminate the human mind. And it's my hope that with illuminated minds, we could ponder the overarching interconnectedness of all life, and fathom how much more lies in store if we keep our oceans healthy.

Thank you.

(Applause)

私は海洋生物学者です そしてナショナルジオグラフィックの エクスプローラーであり 写真家です 秘密を教えましょう この画像は完全に間違っています 完全に違います 私が人魚の概念を 台無しにしたので 後ろで泣いている人が見えます いいでしょう 人魚は本当にいることにします でも海に潜ったことがあれば このように見えることは ご存知ですね 海は大きなフィルターなので 水中に入るとすぐに 色が失われます すぐに暗く青くなります

人間は陸生哺乳類です 三色視なので 赤、緑、青が見え 完全にカラー中毒者です 目を見張る色が大好きで 水中にも鮮やかな色を 持ち込もうとします

だから水中に色を持ち込もうという 長くさえない歴史があります それは88年前にビル・ロングレイと チャールズ・マーティンが始めました 初の水中カラー写真を 撮ろうとしたのです 彼らは旧式の潜水服を着て 水中にいました ポンプで空気を送るのです そして強力に爆発する マグネシウム粉の浮きを持っていました かわいそうな水上の人たちには いつ焦点が合って 紐が引かれるのか 見当もつきません そして ドーン!と 強烈に爆発しました これで少しだけ水中を明るくして このような美しいベラの 写真を撮りました 極めて美しい写真ですが 本物ではありません 彼らは人工的な環境を作って 私たちのカラー中毒を 満足させたのです

逆の視点から見ると 水中に色を付ける代わりに 青い海を見ていたことに 気が付きました そこは青のルツボで 生息する動物は 何百万年にも渡って 青い光を取り込んで他の色を放つために あらゆる方法で 進化していたのです この秘密の世界が どのようにみえるのかをお見せします 水中のライトショーみたいです

(音楽)

青い光が当たっています これらの動物は 青い光を吸収して すぐこの光に変換します

考えてみると 地球の71%は海です 青い光は 約1,000m下まで届きます 水中を潜っていくにつれて 約10mを過ぎると 赤い色は全てなくなります もし10mよりも深い場所で 赤いものが見えたら 生物が変換して作った 独自の赤い色です 地球最大で唯一の 単色の青い環境です

私の生物蛍光の世界への 入口はサンゴでした サンゴと その素晴らしさについての TEDトークをしたいものです サンゴの驚異的な能力の一つは 沢山の蛍光タンパク質を 生産することです 蛍光分子です このサンゴは体重の14%までの 蛍光タンパク質を 生産できます 使わない筋肉を 14%も作らないでしょう だから何か機能的な 役割がありそうです このことは10から15年間 私とって非常に特別なものでした この分子が生物医科学で 最も画期的な道具の一つと判明し ヒトの内部をより良く 見えるようにしたからです

では これをどのように 調査するのでしょうか? 生体蛍光の研究をするためには 夜に泳ぎます 私が研究を始めたときは 青い粘着テープのフィルターで ストロボをカバーしました これで実際に 動物が変換した光だと 確かめられます 私たちは蛍光のサンゴ礁の 素晴らしさを紹介する 自然史博物館の 展示物を準備していました そこで心底驚くことが 起こりました これです サンゴの真ん中にいるのは 緑色蛍光の魚です 緑色蛍光の魚や 脊椎動物を見たのは 初めてでした 目を擦って フィルターを確認しながら カメラを使って 誰かが からかっていると思っていました でもウナギは本物でした

緑色蛍光のウナギを 初めて発見したのです これで私の方向性が 完全に変わりました サンゴの研究は脇に置いて 魚類学者のジョン・スパークスと協力し これが一般的な 現象であるかを調べるために 世界中の調査を始めなくては なりませんでした 魚はサンゴより もっと興味深いものでした 本当に進化した視覚を持ち 中には私の撮影方法と同じように 蛍光を拡大して捉えるレンズが 目の中にある魚もいたからです だからこれを もっと追及したいと思いました

新しい装置一式を設計し 蛍光の生物を求めて 世界中の礁を探し回りました 「E.T.おうち 電話」 に少し似ています 私たちは青いライトを 持って泳いでいます 生物が光を吸収して これを返す反応を探しています ついにイワアナゴが こっそりと写りました とても内気で 人前に姿を見せず ほぼ何も知られていません だいたい指の大きさしかなく 約99.9%の時間を 岩の下に隠れて過ごしています イワアナゴは満月の夜 交尾のために出てきます 満月の夜には 水中も青く照らされます 多分 これでお互いを見て 素早く相手を見つけて交尾し 自分の穴に戻って また長い時間を過ごすのです それから この緑色蛍光のタイのような 蛍光の海洋生物を 発見し始めました 頭と首筋に走る縞模様で そこにあるサンゴの蛍光と 同じ明るさに光って ほぼカモフラージュされています

この魚のあとは この赤色蛍光のオニカサゴを 知りました 岩の上に被さって隠れています 唯一これを見たのは 赤色蛍光の藻の上か 赤色蛍光のサンゴの上でした

その後 このコソコソした 緑色蛍光のエソを発見しました このエソには色々な 模様がありますが 白色光の下では ほとんど同じに見えます しかし蛍光灯の下で見ると 沢山の模様が現れて 個体の違いが分かります ちょうど去年報告しましたが 合計200種以上の 生物蛍光の魚を発見しました

私はフランスの芸術家で生物学者の ジャン・パンルヴェに影響を受けました 生物学において まさに起業的で 創造的な精神を持つ人で 彼は自分で装置を設計し カメラを作りました タツノオトシゴに魅了されていて タツノオトシゴの出産を 初めて撮影しました これはオスです 頭を上にして直立で泳ぐようになった 最初の魚の一つです オスが出産する 驚異的な生物です パンルヴェは何日も起きていました 頭に 自分にショックを与える 電気バイザーを被ることまでして この瞬間を捉えたのです 彼が研究していたのと 全く同一の種に 生体蛍光のタツノオトシゴを 私たちがみつけた瞬間を パンルヴェに見せたかったです 私たちが撮った映像です

(音楽)

彼らは最も謎めいた魚です タツノオトシゴの真上を 泳いでも姿は見えません まさに赤色蛍光の藻に 溶け込んでいます 彼らはとても良い目を持ち 長い求愛の儀式を行います 恐らく 蛍光が求愛に 効果的なのでしょう

それから とてもゾッとする展開がありました エイにも緑色蛍光を みつけたのです どういうことかというと エイは軟骨魚類の仲間ですが 同じ仲間には ― サメもいます 私は まあ サンゴの生物学者なんです 誰かが潜って サメは蛍光か 確かめる必要があります そこに私がいます

(笑)

「サンゴに戻った方が良いかも」 という感じです

(笑)

このサメは 蛍光ではないと分りました それから見つけたのです カリフォルニア沖の 深く暗い渓谷で 生体蛍光のスウェルシャークを 初めて発見しました サーファーたちの真下です これです 約1mの大きさで スウェルシャークと呼ばれます スウェルシャークと呼ばれるのは 危険を感じると 水を飲んで タイヤのチューブのように 2倍に膨らんで 岩の下にはまり込んで 捕食者に 食べられないようにするからです 生体蛍光のスウェルシャークを撮った 初めての映像です 素晴らしいです ― つまり 彼らは独特な模様をしていて 蛍光部分と そうでない部分がありますが 他の部分より かなり明るい キラキラ光る斑点もあります

これを見ると みんな綺麗です 華やかな感じです でも これはサメにとって どんな意味があるのでしょうか? サメには見えるのでしょうか? 文献を見ましたが このサメの視覚について 何も知られていませんでした だからコーネル大学の眼科医である エリス・ロウの所に持ち込みました そして青と緑色の境界線が 個々にはっきりと 見えていることを発見しました 多分 暗闇では私たちより 約100倍よく見えますが 青と緑しか見えません 彼らはこの青い世界で 青を吸収して緑を作っています 彼らが実際に見える 明暗差を作っているのです このモデルは 全ての模様を見る能力が あることを示しています オスとメスは特徴的な 模様があることも 分りました

ソロモン諸島の今いるところから ほんの数キロの所で 最新の発見をしました 夜泳いでいたら 初めて生体蛍光の ウミガメに遭遇したのです 魚とサメから始まって 爬虫類まで進みました ほんの1か月ほど前の出来事です でも タイマイの視覚に関しても ほとんど何も 知識がないことが分りました 更に学ぶ事がどの位あるのかと 考えさせられました ここソロモン諸島は 彼らのホットスポットの一つですが 繁殖できるタイマイのメスは わずか数千匹いるだけです このことは彼らを保護する必要性に 迫られていることを示しています 彼らがまだ存在している間に 理解したいものです

生体蛍光は どの位深くまで 存在するのでしょうか? 海の底までずっとでしょうか? 私たちは前面に 特殊な青いライトを装備した 潜水艦を使い始めました そして潜って行って 一つの重要なことに 気付きました 1,000m近くまで潜ると 次第にいなくなるのです 生体蛍光の海洋生物は 1,000mより下にはいませんでした ほどんど何もなく暗闇だけです それは主に 浅い水深での現象だったのです 1,000mより下では 生物発光の領域に遭遇しました そこでは10匹中9匹は 自分の光を作って キラキラと点滅していました

もっと深く潜ろうとしたので 1人用潜水服を着ています 「ジャック・クストーとウディ・アレンが 出会った瞬間」と言う人がいます

(笑)

しかし水中で調査するにつれて 「生物を優しく扱う方法」を 考えるようになりました 探査の新時代に入っているので 最新の注意を払い 探査方法の手本を 示さなくてはいけません だからハーバード大学の ロボット研究家ロブ・ウッドと協力して 柔軟な水中ロボットの指を 設計しました これで水中生物を 優しく扱うことができます 深海探査の技術のほとんどは 石油、ガス、軍事に由来します これらはあまり 優しくすることは気にしていません いくつかのサンゴは 1,000歳かもしれません 大きな爪で 潰したくありませんよね 私の夢はこのようなものです 夜 潜水艦に乗り込んで フォースフィードバックグローブを使って 慎重に潜水艦の前に 研究室を作るというものです そこでは柔軟なロボットの指が やさしくサンプルを 採取して瓶に入れ 研究を行えるのです

有用な応用例に戻りましょう これは生きたままの脳です 生きた脳での発光から 神経の結合を見るために 海中の生物からの DNAを使っています この場合はクラゲと サンゴのものです 人の直観を満たすため 光の三原色を使っているのが 面白いのですが 私たちの脳を もっとよく見ることができます もっとびっくりするのは 私の親しい同僚のエール大学の ヴィンセント・ピエリボンが 電圧に反応する 蛍光タンパク質を 実際に考案し 設計したのです だから神経細胞の発火を 見られるようになりました ご覧のように 意識への玄関口が 海洋生物を利用して作られたのです

このことで将来への展望と その関連性のことを思い起こしました 深宇宙から見ると 私たちの銀河は 人間の脳細胞みたいです そして深海で 海洋生物と細胞は 人の心を照らし出せることが 分りました 私の望みは この照らし出された心で 私たちがあらゆる生き物の 全体的な関わり合いをよく考えて 健全な海を維持すれば いかに有益なのか 理解できるようになることです

ありがとうございました

(拍手)

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品詞分類

  • 主語
  • 動詞
  • 助動詞
  • 準動詞
  • 関係詞等

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