世界最大の菌類コレクションが炭素回収の謎を解き明かすかもしれない

キューガーデンの目玉は見逃せません。ロンドンにあるこの植物園には、高くそびえるセコイアや、小さな子供を支えられるほどの巨大なアマゾンの睡蓮が生い茂っています。毎年春になると、巨大な温室では様々な種類のランが鮮やかな色彩で彩られます。

しかし、キューガーデンで本当に素晴らしいものを見るには、地下に目を向けなければなりません。庭園の東端にある実験室の下には、世界最大の菌類コレクションを誇る菌類館があります。緑色の段ボール箱の中に、約130万個の子実体（菌類のうち地上に現れ、胞子を放出する部分）の標本が収められています。

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「これは基本的に菌類の図書館です」と、キュー王立菌類館の学芸員リー・デイヴィスは言う。「これによって、菌類の生物多様性に関する参考資料、つまり世界にはどんな菌類がいて、どこで見つかるのかを示す資料を作成できるようになります」。なぜかキノコの帽子をかぶったアーキビストたちが棚の間を歩き回り、科学的に知られている種の約半分を含む膨大なアーカイブをせっせとデジタル化している。

環境要因の階層構造において、菌類は伝統的に最下層に位置しているとデイヴィス氏は言う。彼自身も、自分の意志に反して菌類飼育場に連れてこられた。熱帯植物の研究をしていたデイヴィス氏は、人事異動で温度管理された菌類飼育場に移った。「2014年にここに異動になったんですが、本当に素晴らしいです。最高です。本当に大好きです。完全に方向転換しました。」

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デイヴィス氏自身の啓示は、見過ごされてきたこれらの生物への感謝の広範な目覚めを反映している。2020年には、菌類学者マーリン・シェルドレイクの著書『絡み合った生命：菌類が私たちの世界を作り、私たちの心を変え、私たちの未来を形作る』が予想外のベストセラーとなった。ビデオゲームとHBOのドラマシリーズ『The Last of Us 』では、脳を食べる冬虫夏草（ Cordyceps）という架空の菌類が世界を終末の渦に巻き込む。（キュー植物園のコレクションには、冬虫夏草に感染したタランチュラも含まれている。死んだクモの肢の間の柔らかい隙間から、菌の巻きひげが伸びているのだ。）

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世界がこれらの魅力的な生物に目覚めつつある中、科学者たちは生態系におけるそれらの重要な役割に迫りつつあります。キュー植物園の菌類館のすぐ上にある研究室で、菌類学者のローラ・マルティネス＝スーズ氏は、菌類が土壌中の炭素固定にどのように役立つのか、そしてなぜ土壌炭素の固定能力が場所によって大きく異なるのかを研究しています。

土壌は巨大な炭素貯蔵庫です。世界中の土壌には約1兆5000億トンの有機炭素が蓄えられており、これは大気中の炭素量の約2倍に相当します。科学者たちはかつて、この炭素の大部分は枯れ葉や植物質が分解する際に土壌に取り込まれると考えていましたが、現在では植物の根と菌類のネットワークがこのプロセスに重要な役割を果たしていることが明らかになりつつあります。スウェーデンの森林に覆われた島々を対象としたある研究では、森林土壌中の炭素の大部分は、地上から落下した植物質ではなく、根と菌類のネットワークに由来することが明らかになりました。

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マルティネス＝スーズ氏の研究は、植物の根系と共存する菌類の大きなグループである菌根菌に焦点を当てています。菌根菌は植物の根の周囲や時には根の内部まで入り込み、植物に栄養分と水分を供給し、炭素と交換します。植物種の約90%が、異なる菌類種とこのような共生貿易ネットワークを形成していることが知られています。「これらの植物は菌根菌に覆われています。信じられないことです。菌類は小さいのに、どこにでもいるんです」とマルティネス＝スーズ氏は言います。

これは植林計画に深刻な影響を及ぼします。新たな森林の植林は炭素隔離の大きな期待となっていますが、菌根ネットワークがこうした試みの成功に不可欠である可能性を示す証拠が増えています。ある植林研究では、スコットランド北部のヒース・ムーアランドに植えられたシラカバとマツの森は、地中に40年近く埋まっていても土壌炭素貯蔵量が増加しなかったことが明らかになりました。この研究を行った研究者たちは、新たな樹木の流入が、既存のムーアランドの繊細な菌根ネットワークを乱したためではないかと考えています。

「菌類を他の菌類に置き換えることは、土壌における長期的な炭素隔離と生物多様性に影響を与えます」とマルティネス＝ス氏は言います。彼女の現在のプロジェクトでは、フィンランド北部のような汚染の少ない地域の森林と、ベルギーやオランダのような汚染の深刻な地域の森林のサンプルを比較しています。汚染地域の菌類は多様性が低いため、森林の炭素貯蔵効率に連鎖的な影響を与える可能性があると彼女は言います。

主な原因は窒素汚染です。これは、電力や輸送のための化石燃料の燃焼、そして農業を通じて土壌に侵入します。窒素過剰は土壌菌の組成を変化させ、栄養分を保持し土壌に炭素を注入する能力に最も優れた菌の減少を引き起こします。

しかし、森林が状況を好転させる可能性に希望が持てます。オランダのある研究では、窒素汚染が減少すると、有益な菌類が森林に戻り始めたことが分かりました。マルティネス＝ス氏は、生態系が過度に変化した場合、菌類の胞子が残ってしまい、個体数を増加させることができなくなる可能性があると指摘します。

これらの菌類が重要な生態系にどのような影響を与えているかをより深く理解するには、すべての種を詳しく調べる必要があります。菌類学者は、世界の菌類の約90%がまだ発見されていないと考えています。キュー植物園のアーカイブ担当者は、研究者が菌類がいつどこで発見されたかを容易に把握できるよう、コレクションのデジタル化という長いプロセスをまだ半ばまでしか進めていません。

菌類館には毎年約5,000点の標本が追加で持ち込まれ、棚は乾燥・保管を待つ標本でぎっしり詰まっています。デイヴィス氏によると、その多くは菌類の世界に魅了されたアマチュア菌類学者から送られてくるそうです。「このような学術機関の人たちは、彼らに研究や同定を依頼する標本を送ってきます。彼らは正式な訓練を受けていないにもかかわらず、世界的な専門家だからです。彼らは本当に執念深いんです。本当にすごいですね。」

この記事は、WIRED UK マガジン 2024 年 7 月/8 月号に掲載されています 。

2024 年 6 月 13 日午後 3 時 (BST) 更新: タランチュラは昆虫ではなくクモ類であることを反映するように記事を修正しました。