Suzanne Simard 教授が木々がお互いに話していることに気付いたとき、大きな驚きはありませんでした。
彼女はフォレスターとしてキャリアをスタートさせ、一列に並んで植えられた木を扱っていましたが、彼女が知っていた自然は列になっていませんでした。信じられないほどごちゃごちゃしていて、複雑で、つながりがありました。
「野生の森を歩くと、植物が絡み合ってお互いに生息地を提供しているのがわかります」と彼女は説明します。 Simard が見ているように、自然はネットワークです。相互に依存して機能する相互作用するコンポーネントの塊です。
これは 1990 年代のことで、菌根 (文字通り「菌根」) と呼ばれる菌類と植物の根の間の地下の関連性について、エキサイティングな新しい発見が生まれていました。
「当時、多くの林業関係者が木がどのように光を求めて競争しているかに注目していました」と、現在ブリティッシュ コロンビア大学の森林生態学者である Simard は説明します。
「しかし、地下で何が起こっているのかということにますます興味を持つようになりました。なぜなら、そこが活動の場であることがわかったからです。」
彼女は正しかった。私たちの足元で、植物は絶え間ない対話を行っています。
友情、貪欲、裏切りの物語が地下のネットワークで繰り広げられています。これは、シマールが愛する地上の森で見たつながりの微視的なバージョンです。このネットワークは、「森全体のウェブ」として知られるようになりました。
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菌根はいたるところにあります。森の中を歩くたびに、何百キロもの密集した真菌の糸を覆うことができます.これらは、ウッド ワイド ウェブの光ファイバー ケーブルです。
真菌は植物の根で菌根を形成し、それらの接続を通じて、両方の生物が成長するために必要な物質を渡します.
この関係は、植物間の直接的な交換として何十年もの間理解されてきました菌類:植物は光合成によって生成される炭素が豊富な糖を提供し、その見返りとして、菌類が土壌から除去するリンや窒素などの栄養素を受け取ります.
共通の菌根ネットワーク
しかし、交流には別のレベルがあります。菌類と植物の間だけでなく、菌類を通路として使用する隣接する植物間の交換.
真菌の糸が広がると、それらは複数の植物につながり、「共通の菌根ネットワーク」として知られるウェブを作成します。これらのネットワークを通じて、植物は糖、栄養素、水などを交換できます。
「私はそれを『木の言語』と呼んでいます」と Simard 氏は言います。 、どうやら木は自分自身のために言うことがたくさんあります。共通の菌根ネットワークによって接続された植物が、炭素などのリソースの同位体 (同位体とは中性子の数が異なる元素の原子) を吸収するように促すことで、ある植物から別の植物へのリソースの進行状況を追跡することができます。
この研究から、個人が困っている人たちと分かち合い、「母」の木が苗木に炭素を送り、枯れ果てた木が隣人に栄養素を寄付している様子が浮かび上がります。
一部の木は、近縁種の植物により多くの資源を分配し、好みを示すことさえあります。栄養素と水の提供は、「ソース シンク」勾配を越えて行われます。これにより、特定のリソースが豊富な植物は、必要としている人に余剰分を提供します。
植物はつながりを保つことで、相互に支え合い、形を整えることができるようです彼らが生息する生態系。すべての住民がつながっているため、森は個人の集まりではなく、巨大な超生物のように見えます。
しかし、森全体のウェブは森に限定されません。菌根は、熱帯雨林から北極のツンドラまで、植生がある場所ならどこでも発生し、陸上植物の大部分の成長に利益をもたらします.
それらが形成するネットワークは複雑で、複数の植物だけでなく複数の種を含むことが多く、関与する菌類の種類に応じて、さまざまな物質が交換されます。過去数年間、研究者は、木材全体のウェブに接続された植物が栄養素以上のものを交換できることを実証しました.
ソラマメがアブラムシの攻撃を受けると、化学物質を放出します。攻撃者を撃退するだけでなく、アブラムシを捕食するハチを引き付けます。これは巧妙な 2 つの防御戦略です。
マンチェスター大学の微生物生態学者である David Johnson 教授は、菌根ネットワークを使用して事前に警告を発し、植物に攻撃が近づいていることを知らせることができるかどうかを調べたいと考えていました。
これを行うために、彼はアブラムシを植物に導入し、隣人がどのように反応するかを見ました. 「私たちが発見したことは、隣人が攻撃されたときに植物が同じ反応を示すことでした」と彼は言います。
この菌類の通信は遅く、ブロードバンドよりもダイヤルアップに近いですが、空腹のイモムシから有害な病原体に至るまで、植物間のメッセージを中継する役割を果たしているようです.
競争と協力
今のところ、とてもフレンドリーです。植物が隣人に救いの手を差し伸べるという考えは素晴らしいものですが、アムステルダム自由大学の進化生物学者である Toby Kiers 教授は、それは非現実的だと考えています。
「調和を見たいからこそ、私たちは調和を見ます」と彼女は説明します。 「これは、究極の養育者としての自然に対する私たちの世界観と一致しています。しかし、水面下を見ると、決して調和的ではありません。」結局のところ、リソースが限られている環境では、隣人はライバルの別名にすぎません。
Kiers と彼女の同僚による研究は、異なる種の植物が同じ真菌ネットワークに接続されている場合、真菌を維持するための投資が少なくなることを示唆しています。彼女にとって、これは完全に理にかなっています。真菌ネットワークが植物のライバルに利益をもたらしているのなら、なぜそれらに投資する必要があるのでしょうか?
オンライン版と同様に、ウッドワイド ウェブには暗い面があります。
カバノキが近隣のモミに炭素を寄付するたびに、ランが近くの木から炭素を盗んでいます。病気の発生を他の植物に知らせるすべての植物に対して、別の植物が毒素を送り出し、ライバルを殺します。
競争は、少なくとも協力と同じくらい、森全体のウェブを定義します.しかし、一見友好的な交流でさえ、一見しただけではないように見えるかもしれません.
オハイオ州のザビエル大学のキャスリン・モリス博士は、植物が菌根ネットワークを介して行う「不快な」会話と「良い」会話の両方を何年にもわたって盗聴してきました。
「植物が他の植物を助けていると考えがちです」とモリスは説明し、古い木が苗木に炭素を「供給」している、特にかわいらしい例を強調しています。しかし、これは栄養を与えられているというよりも、若い木がネットワークに寄生しているのと同じくらい簡単に見ることができると彼女は言います.
対立と依存
菌類はどうですか?植物と菌類の関係は相互に関係しているように見えますが、ここでも一番に気を配っている個体が見られます。
「すべての協力関係の根底にあるのは対立です」と Kiers 氏は説明します。 「私たちは皆、関係から得られる利益を最大化したいと考えています。植物も菌類も同じです。」
この場合、植物と菌類はパートナーから必要な資源を抽出し、見返りをできるだけ少なくしたいと考えています。実験ではしばしば菌類を菌根ネットワークの単なる経路として扱ってきましたが、それらはおそらくはるかに積極的な役割を果たしています.
「彼らが何らかの管理下に置かれるべきだと考える十分な理由があります」と Johnson 氏は言います。
森全体のウェブの形成そのもの – 複数の菌類と結びつく菌類植物宿主 – 菌類が炭素を得る多様なパートナーを持つことから恩恵を受けるためにのみ発生する可能性があります.
菌類は一般的に不利な立場にあります。なぜなら、植物はそれらがなくても土壌から栄養素を抽出することができますが、多くの菌根菌は生存のために完全に植物に依存しているからです.
競争の場を公平にするために、これらのネットワーク内の菌類は植物宿主の資源へのアクセスを制限し、Kiers が「一種の依存症」と呼ぶものを作り出している可能性があります.
「食べ物への直接アクセスを制限すると、その食べ物を提供するために私にもっと依存するようになります」と彼女は説明します.
現在、ほとんどの調査は、植物 A から植物 B へのシグナルまたはリソースの移動を確立することに限定されています。ある植物から別の植物へ信号が送られるのは素晴らしいことです」と Simard は言います。彼は、これらのネットワークを介した通信にはさまざまなメカニズムがあると考えています。
たとえば、Morris は、信号の伝達は受動的なプロセスであり、とにかく動き回る水に化学物質が乗り物をつないでいるという考えを探求してきました。しかし、ほとんどの場合、転送のメカニズムはまだわかっていません。
「さまざまな方向に向かう経路が無数にあるため、それが 1 つのメカニズムにすぎないと考えたり、菌類自体が関与していないと考えたりするのは単純すぎます。 」とシマールは説明します。
豊富な複雑さ
言語、超生物、森全体の網 – 菌根ネットワークの議論は確かに比喩に欠けているわけではありませんが、それらのどれも、協力と対立が微妙に混ざり合ったこれらのネットワークの複雑さを完全に捉えていません.
おそらく最も効果的な説明は、シマールが好む説明です。私がやっているのは、私たちがお互いにどのように関係しているか、そして私たち自身の社会システムの巨大な比喩です」と彼女は言います.
「私たちにはジャーナリスト、科学者、教師、医師がいて、これらすべてが集まって社会を構成しています。教師を全員排除すると、そのシステムは機能しなくなります。」
エコシステムが機能し続けるためには、その構成要素のすべてが整っている必要があります。
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これらの社会は、資源がすべての利害関係者に均等に分配される社会主義ユートピアなのか、それとも、利益のためにつながりを利用しようとする資本主義植物によって制御されている菌根ネットワークなのか?
まあ、どちらも少しずつかもしれません.
人間社会と同じように、この植物社会は、助けたり邪魔したり、協力したり搾取したりできる多様性を特徴としています。シマードが推測したように、自然はつながりの上に成り立っており、私たちもそうです。
- この記事は、BBC Focus の第 308 号に最初に掲載されました .
