縮小する氷河が露出した北極土壌での微細菌の炭素貯蔵促進研究

Tokyo北極の氷河が急速に溶けて、数千年にわたって氷の下に隠れていた土地が現れ始めています。ロンドン大学のクイーン・メアリー校のジェームズ・ブラッドリー博士と彼のチームは、小さな菌類がこれらの新たに露出した地域で新しい土壌の生成に寄与していることを発見しました。

チームはこのプロセスを研究するために、北極とノルウェーの間に位置するスヴァールバルに赴きました。この地域は世界の他の地域よりもはるかに速いペースで温暖化しています。

研究の主要な観察結果は以下の通りです。

新たに露出した土地には、最初に細菌や菌類といった微生物が進出します。これらの微生物は、土壌がどれだけの炭素や窒素を貯蔵できるかを左右します。氷河の縁に近い土壌ほど若く、遠い土壌ほど古いです。

2013年にブラッドリー博士はミッドトレ・ローヴェンブリーエン氷河を研究しました。2021年に戻ってきたときには、氷河が大きく溶けていました。氷の代わりに、乾燥した土壌があり、そこは空虚に見えました。しかし、実験室での検査により、多様な微生物が生息していることが明らかになりました。

研究チームは微生物が土壌の形成を助ける方法を調査しました。そして、菌類は通常、細菌よりも土壌に炭素を蓄えるのが得意であることを発見しました。菌類と細菌のバランスは重要です。菌類が多いと、より多くの炭素が土壌に留まり、細菌が多いとCO2の排出が増えることになります。

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研究によると、担子菌グループに属する特定の酵母は、初期段階で炭素を安定化させるために重要であることがわかっています。これらの酵母は、氷河が溶けた後に形成された若い土壌で最初に現れる菌類です。彼らは、後に他の生物が利用できる有機炭素の生成を助けます。

チームは同位体で標識されたアミノ酸を使用して、微生物が有機炭素をどのように取り込み、処理するかを追跡しました。その結果、菌類が炭素を貯蔵する上で非常に重要であることが、氷河が溶け続ける北極の土壌で明らかになりました。

ブラッドリー博士と彼のチームは、過酷な環境でこの土壌を研究しました。地面は岩だらけで不均一です。気温は数ヶ月間氷点下にあり、冬の間は日光がありません。科学者たちは、氷が割れた地域で、ミンククジラ、アザラシ、ホッキョクギツネ、トナカイ、そしてホッキョクグマに囲まれながら、氷河の近くで数週間作業しました。

古い土壌では、細菌がより多くのアミノ酸を取り込むことで、バイオマスの成長が抑えられ、呼吸からのCO2放出が増加します。ミュンヘンにあるルートヴィヒ・マクシミリアン大学のウィリアム・オルシ教授によれば、高い北極生態系には植物よりも多くの種類の菌類が存在します。このことが、菌類がこれらの環境を形成する上で重要であることを示しています。

ドイツ、アメリカ、スイスの研究者たちが行ったこの研究は、学術誌『米国科学アカデミー紀要（PNAS）』に掲載されました。この研究には、英国の自然環境研究評議会（NERC）、米国の国立科学財団（NSF）、およびドイツの国立科学財団（DFG）から資金が提供されました。

菌類や細菌がどのように炭素を取り込むかを学ぶことは、北極の温暖化の影響を予測する上で重要です。この研究では、縮小する氷河によって裸になった土壌に炭素を保持する上で菌類が重要な役割を果たすことが判明しました。ブラッドリー博士のチームは、地球上で最も危険にさらされている地域の一つである北極における新しい生態系への微小な生物の貢献についての重要な情報を提供しました。