メタンを排出する作物への怪しい解決策

次に湯気の立つご飯を椀に盛る時、考えてみてください。人間が食べる穀物の中で、米の二酸化炭素排出量が最も大きいのです。もちろん、米は人類の半数が主食としており、それがこの莫大な排出量の一因となっています。しかし、大きな問題は、米は通常水の中で栽培され、水田の泥底には酸素がほとんどないことです。酸素の少ない泥は、メタンを生成するバクテリアにとって格好の場所です。そして、メタン分子1つ1つは二酸化炭素分子1つよりもはるかに大きな悪影響を気候に及ぼし、100年間で約30倍もの温暖化をもたらすのです。

言い換えれば、米を栽培すると、気候を温める細菌も大量に栽培されることになります。

解決策の一つは魚です。非営利団体「リソース・リニューアル・インスティテュート」の実験によると、水田に魚を導入することで、水中の細菌群集を変化させる一連の変化が起こり、最終的には大気中へのメタン放出が減少することが示唆されています。この解決策は、生物系が気候変動にどのように寄与しているかについて、新たな視点を提示しています。

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このプロジェクトが成功すれば、世界中の稲作に変革をもたらす可能性がある。だからこそ、この取り組みがほぼ偶然に始まったことは注目に値する。同団体は、野生での乱獲を減らすため、2012年に「Fish in the Fields（野原で魚を捕まえる）」プロジェクトを開始した。「順調に進んでいました」と、同研究所の所長デボラ・モスコウィッツ氏は語る。しかし2015年、同研究所の主要な資金提供者であるアウトドア用品メーカー、パタゴニアが、稲作が気候に与える影響について懸念を表明した。同社はモスコウィッツ氏に、田んぼから発生するメタンガスについて、同氏のグループが何かできることはないかと尋ねたのだ。

モスコウィッツは科学文献を徹底的に調べ始めた。そして、アジアで、水田で魚を養殖する――その地域では古くから行われている方法――がメタンを大幅に削減できることを示唆する証拠を見つけた。しかし、研究結果には一貫性がなく、魚がどのようにしてこのような成果を上げているのかを説明できる者は誰もいなかった。そこでモスコウィッツは、ネイチャー・コミュニケーションズ誌で、湖という別の環境における魚とメタンの関係を調査した論文を見つけたとき、大喜びした。

この論文の筆頭著者であるショーン・デブリン氏は、3年間の夏、フィンランドの小さな湖をカーテンのような障壁で二つに分けました。湖は浅く、冬になると氷に覆われるため、当然魚はいませんでした。デブリン氏は片側にパーチを放し、もう片側には魚を放しませんでした。そして、月に一度、湖から排出される温室効果ガスを測定した結果、魚のいる側では、魚のいない側に比べてメタン排出量が90%も少なかったのです。

どのように？食物連鎖です。水圏生態系には、まさにセレンゲティのような微生物が生息しています。問題となっているメタン生成菌のように、植物の死骸を食べて肥え太る微生物もいます。一方、メタンを食べて成長する微生物もいます。こうしたメタンを好む微生物は、メタン資化性細菌として知られています。

パーチが現れると、メタン資化細菌の主な捕食者である動物プランクトンと呼ばれる小さな生物を捕食しました。動物プランクトンが減少すると、メタンを分解するバクテリアが増殖し、湖から排出されるガスの多くが大気中に放出される前に捕捉されました。

「この論文は私を驚かせました」とモスコウィッツ氏は語る。「『この湖が水浸しの水田とそんなに違うはずがない』と思いました」

モンタナ大学の生態学者であるデブリン氏は、当初、自身の研究結果が排出量削減の手段となるとは考えていなかった。彼はこの研究を、特定の湖の動態を単に記述するだけのものだと考えていた。そのため、モスコウィッツ氏からこのアイデアを水田に適用するという提案の電話を受けたとき、彼は驚愕した。「生態学者として、この概念がどこかで応用されるというのは非常に稀なことで、本当に驚きです」とデブリン氏は語った。彼はカリフォルニアへと向かった。

これまでの共同研究の成果は有望だ。カリフォルニアの水田では、プロジェクトで導入されたゴールデンシャイナーミノーによって、休耕田から排出されるメタンガスが64%削減された。デブリン氏は、魚の種類や密度を変えることで、フィンランドで観測された90%という数値に近づけることができると考えている。

イェール大学森林環境学部の生態学者オズワルド・シュミッツ氏（このプロジェクトには関与していない）にとって、デブリン氏の研究から得られる大きな教訓は「動物の多様性が炭素循環を駆動する」ということだと彼は言う。大型捕食動物の存在下では、植物の腐敗によって生じた炭素はメタンとして大気中に放出されるのではなく、魚の肉に取り込まれる。動物は、水田よりも野生的な生態系が炭素を固定し、気候変動との闘いに貢献するなど、自然保護全般においても役立つ可能性がある。「私たちは動物を沈没船の乗客と見なしていますが、実際には彼らは船の舵取り役なのです」とシュミッツ氏は言う。

カリフォルニア州サクラメント・バレーの12月の霧雨の降る雨の日、資源再生研究所はこのアイデアのこれまでで最も野心的な実験を開始した。同研究所のプログラムディレクター、チャンス・カトラノ氏は、腹部が銀色に輝くゴールデンシャイナーミノーをバケツいっぱいに詰め、7エーカーの水田に放流した。2,500匹から3,000匹の魚が濁った水田に放流され、その後、さらに13,000匹の魚が別の2か所に放流された。「魚にとってはこれ以上ないほど素晴らしい」とカトラノ氏は言った。「さあ、成長しよう！」

稲作農家にとって、「Fish in the Fields」は、冬場はあまり利用されない水田から得られる第二の収入源という新たな魅力ももたらします。水田は魚に必要な餌をすべて供給し、魚は田植えのシーズン前に収穫されるため、夏の作物の妨げになりません。

農家はどこでミノーのタンパク質を売ることができるだろうか？その冬の日、モスコウィッツはコンセプトの実証実験をしていた。干し魚の犬用おやつがぎっしり詰まった袋だ。彼女はそれを自宅で焼いていた。「作った後、キッチンがすごくいい匂いになりました」と彼女は笑顔で言った。でも、彼女の犬はそれをとても気に入っていた。

MOISES VELASQUEZ-MANOFF (@moisesvm) は健康と科学について書いています。

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