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地球から太陽までの距離の10億倍!地下の菌糸ネットワークの規模が地図化で明らかに

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Image credit:Truth & Beauty / Moritz Stefaner Justin Stewart – SPUN
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 我々の足元の地面の下には、地球から太陽までの距離の約10億倍という途方もない長さの菌類ネットワークが張り巡らされていた。

 土の中の菌類は植物の根に入り込んで細い菌糸を四方に伸ばし、水や栄養をかき集めて植物に届け、お返しに植物が光合成で作った栄養を受け取って暮らしている。

 この持ちつ持たれつの菌類が地球上のどこにどれだけ広がっているのか、国際研究チームが世界で初めて地図にして公開したた。

 総延長は約110兆km、重さは全人類を合わせた4〜6倍にもなる。地下の菌類は大量の二酸化炭素を土に取り込み、気候変動を和らげてくれている。

 この研究成果は『Science』誌(2026年6月11日付)に掲載された。

参考文献:

植物の根に入り込んで栄養を運ぶ菌根菌

 土の中には、目に見えないほど細い菌類の菌糸(きんし)が無数に張り巡らされている。

 菌類は植物の根に入り込んで菌糸を四方に伸ばし、土の中から水やリンなどの栄養をかき集めて植物に届ける。

 お返しに植物が光合成で作った栄養を受け取って生きている。

 植物の根と栄養をやり取りしながら共生する菌類を菌根菌(きんこんきん)と呼ぶ。

 菌根菌を調査し、保護活動を行っているSPUN(地下ネットワーク保護協会)を中心とする国際研究チームは、菌根菌の中でもアーバスキュラー菌根菌(AM菌)という種類を調べた。

 AM菌は植物の根の細胞の中まで入り込んで栄養を交換し、地球上の植物のおよそ70%がこのAM菌と共生して暮らしている。

 菌糸が枝分かれしながらどこまでも広がり、地下に「菌糸ネットワーク」と呼ばれる巨大な網目を作る。

 これほど身近な存在でありながら、菌糸ネットワークが地下にどれだけの量がどこまで広がっているのかは詳しく調査されていなかった。

 地面を掘り返さなければ菌根菌の姿は見えないからだ。

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菌糸体のネットワーク構造。菌糸体の構造は、菌株や種によって異なる。Image credit:Corentin Bisot – VU Amsterdam, AMOLF Justin Stewart – SPUN

世界16,000か所の土壌を調べAM菌の分布を初めて地図化

 研究チームは世界各地の16,000か所以上で、地面に細い筒を刺して土の柱を抜き取り、土壌に含まれる菌糸の量を一つずつ測っていった。

 砂漠やツンドラ、森林までさまざまな場所のデータをAIに学習させ、まだ調べていない場所の菌糸の量も予測できるようにした。

 さらに物理学を使って生き物の仕組みを解き明かすオランダの研究所アモルフ(AMOLF)と協力して、実験室で育てた生きた菌糸をロボットのカメラで撮影し、糸の太さまで細かく測って予測の精度を高めた。

 こうして地球の陸地を1kmごとに区切り、地下のAM菌がどこにどれだけ広がっているかを世界規模で細かく可視化し、地図化することに初めて成功した。

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土壌採取作業 Image credit:Tomás Munita

菌糸ネットワークの距離は地球から太陽までの約10億倍

地球の表土に含まれる菌糸をすべて一本につなぐと、その長さはおよそ110兆kmに達し、地球から太陽までの距離の約10億倍で太陽系をはるかに超える長さになった。

 ティースプーン一杯の土をすくっただけでも、その中には最大で10mもの菌糸が詰まっていると論文筆頭著者のジャスティン・スチュワート博士は説明する。

 菌糸をすべて束ねた重さは炭素換算でおよそ3億トンになり、地球上に生きる全人類を合わせた体重の4〜6倍にもなる。

 菌糸ネットワークは、健康な土壌では植物の根が栄養を探せる範囲を最大100倍に広げ、植物が必要とするリンの80%以上を供給している。

 根よりも細く深くまで伸びる菌糸が、根の届かない場所から栄養を引き出し地下を流れる栄養や水を運ぶ働きから、地球の血管にもたとえられている。

 菌糸ネットワーク地図は「Map — A hidden infrastructure」で公開されている。

 マイロケーションを選択すると、自分の住んでいる場所の菌糸ネットワークを見ることができる。

 ただし日本はまだ完全に調べられていないようだ。

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Map — A hidden infrastructure

 まだ土を集められていない地域も数多く残されており、研究チームはこの地図を最初の一枚と位置づけている。

 今後も土壌サンプルを集め、地図の更新を続ける予定だという。 

Map — A hidden infrastructure

毎年40億トンの二酸化炭素を土に取り込む

 菌糸ネットワークは、地球の気候を調整する役割も担っている。

 植物が光合成で取り込んだ二酸化炭素の一部は、栄養と引き換えにAM菌へ渡り、菌糸を通って土の中に蓄えられる。

 研究チームの推定では、AM菌が毎年土に運び込む二酸化炭素はおよそ40億トンにのぼり、人間の活動が排出する二酸化炭素全体の11%に相当する量になるという。

 地下に広がる菌根菌が、地球の炭素のめぐりを陰で支えていたのだ。

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菌根類。円形の構造は胞子である。見やすくするために色を調整している。Image credit:Tomás Munita

AM菌が最も濃い草原を保護する必要性

 AM菌がとりわけ濃く広がっているのは草原で、地球全体のAM菌の約40%が草原に集まっていると推定されている。

 南スーダンの氾濫原やアメリカ・フロリダ州の湿地エバーグレーズ、中国西部のチベット高原などで密度が特に高い。

 ところが草原は地球上で最も保護が手薄な環境のひとつで、森林の4倍の速さで農地へと姿を変えている。

 研究チームが農地を調べたところ、菌糸の密度は野生の環境のおよそ半分しかなく、密度が下がれば土が炭素をためる力や栄養を循環させる力も弱まる恐れがあるという。 

 進化生物学者でSPUN代表のトビー・キアーズ博士は、菌根菌が気候や自然保護の分野で長く見過ごされてきたことを指摘し、その流れを今こそ変えるべきだと語る。

 地下の菌根菌をどう守り、農地でどう回復させるかは、これからの研究と気候対策の課題になる。

 東北大学が森の地下で菌根菌がどうつながり合っているかを調べた研究は、カラパイアでも以前紹介している。とても興味深いのでチェックしてみてね。

References: DOI.10.1126/science.adu4373

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