資金を枯渇させる菌類：米国の「重要な生態系エンジニア」の生きた図書館が閉鎖の危機に瀕している |菌類

私カンザス大学の大きな温室の中で、リズ・コジオル教授とテラ・ルービン博士は、個別のプラスチック製の鉢にスーダングラスの列を育てている。それぞれの散在植物の根には、目に見えない土壌菌の特定の株が存在します。近くの冷蔵室の棚には、これらの植物から採取された真菌の胞子が入った何千ものビニール袋やバイアルが山積みされており、研究者らによって注意深く保存されている。

この一見何の変哲もない部屋にあるサンプルは、世界最大の土壌菌類の生きたライブラリーである国際水疱性アーバスキュラー菌根菌コレクション (INVAM) の一部です。 40年間にわたって作られてきたこの制度は、連邦予算の削減により1年以内に消滅する可能性がある。

第一線の菌学者トビー・キアーズにとって、これは壊滅的な事態となるだろう。 「INVAM は、数億年にわたる進化のライブラリを表しています」と地下ネットワーク保護協会 (Spun) のエグゼクティブ ディレクターである Kiers 氏は述べています。 「科学者にとってINVAMを終了することは、芸術家にとってルーブル美術館を閉鎖するようなものです。」

INVAM によって保存されているアーバスキュラー菌根菌 (AM) 菌類は、すべての生態系にわたる陸上植物種の 70% の成長をサポートする共生生物です。糖分や脂肪と引き換えに、それらは植物に重要な栄養素（リン、窒素、微量金属）を提供し、干ばつ、病気、その他のストレス要因から植物を緩衝します。また、それらは二酸化炭素の実質的な地下吸収源でもあります。

INVAM は、6 大陸から収集した 900 以上の異なる真菌株の生きた胞子を維持しています。ここは世界中の菌学研究にとってかけがえのない拠点ですが、これらの菌類は劣化した生態系を回復し、損傷した土壌を再構築し、人工肥料の使用を削減するなど、実用的な力も持っています。それらは食料を栽培し、農業によって引き起こされる環境への被害を元に戻すために不可欠なツールです。

1985 年に設立された INVAM は、その存在全体を継続的な連邦補助金に依存してきました。米国国立科学財団（NSF）の最新の資金提供は5月に終了した。学芸員で教授のジム・ビーバー氏とそのチームが新たな資金提案を準備しているが、見通しは不気味だ。トランプ政権の2026会計年度予算案ではNSFの資金が57％削減され、残りの資金を獲得するのはさらに困難になるだろう。

別の助成金がなければ、コレクションはおそらくあと 1 年はぐずぐずしてしまう可能性があるとビーバー氏は推測しています。それを超えると、INVAMは閉鎖に追い込まれる可能性がある。 「その可能性について考えるのは難しいですが、それが真実であることは否定できません」とビーバー氏は語った。今のところ、INVAM は一時的な研究助成金とボランティア活動によって存続しています。コレクションの以前の本拠地であるウェストバージニア大学は職員に対する組織的な支援を提供していましたが、カンザス大学はインフラストラクチャと諸経費を負担しますが、人員配置は負担しません。

そしてスタッフは批判的です。 保管庫に保管された種子や無期限に凍結された細胞とは異なり、細心の注意を払って継続的に作業しなければ、AM 菌の胞子は死滅します。 INVAM では、アソシエート キュレーターのルービンが顕微鏡を使って、無傷の土壌から AM 胞子を分離して特定しています。顕微鏡で見ると、これらの胞子は見た目にも美しく、若い菌類を支えるのに必要な栄養素が詰まった輝く球体です。

次にルービンは、分離した胞子をスーダングラスの苗木の根に塗ります。これらの宿主植物は、菌類がその根と土壌に定着する間、無菌温室で 12 週間生育します。その後、植物は水不足になり、菌類が数百万個の胞子を生成し、作業員がそれを収穫し、隣接する冷蔵室に保管します。 INVAM の 900 を超える菌株ごとに、このプロセスを毎年繰り返す必要があります。

「AM菌の分離と維持には難解なスキルセットが必要です」とBever氏は言う。 「実際、米国でこれを行っている研究所は他にありません。」

ほとんどの市販バイオ肥料は「本当にひどい」

INVAM は、他の研究者や土地管理者に配布または販売するために、AM 真菌胞子の小さなバッチを準備しています。しかし、ビーバー氏は、これが商業事業ではないこと、そしてINVAMには生産を拡大する能力も野心もないことを明確にしている。商業用 AM 真菌市場には問題が山積しているため、これは重要です。

2024年の研究で、Beverらは菌類バイオ肥料として市販されている23製品をテストした。AM胞子は自然に植物の成長を促進するとされている。 87％は植物の根に定着できなかった。多くには死んだ胞子のみが含まれているか、胞子がまったく含まれていませんでした。一部の製品には既知の植物病原体が含まれていました。ヨーロッパの研究者による2022年の大規模研究でも、同様の欠陥が明らかになった。 Bever と Koziol による 2024 年の世界的研究のマタ分析でも、市販の AM 肥料の大部分は無価値であるという同じ憂慮すべき結論に達しました。

「残念ながら、農家や修復業者が入手できるほとんどの製品の品質は本当にひどいものです」とビーバー氏は言う。

しかし、土地管理者はそれらを購入しています。菌類バイオ肥料の世界市場は 12 億 9000 万ドルの価値があります。そのお金のほとんどは、単に機能しない製品に無駄に費やされています。ビバー氏は 2 つの重要な問題があると考えています。1 つは業界に規制がないこと、そしてほとんどの生産者はこれらのデリケートな生物を管理し効果的に流通させるために必要な専門知識を欠いていることです。その一方で、真の解決策を提供できる公的研究インフラは生き残るのに苦労しています。

しかし、高品質のバイオ肥料は非常に貴重なものになる可能性があります

ほとんどの市販バイオ肥料の失敗は、これらの生物が実際に何を達成できるかを実証した研究とはまったく対照的です。

カンザス州ローレンスにある INVAM の基地近くの野外調査区画では、目に見えない菌類の影響が明らかです。 9年前、ここは侵略的な草に支配され、疲れ果てた古い干し草畑でした。今日、それは色彩と多様性の暴動です。高さ 12 フィートの草原の波止場が頭ほどの高さの草の上にそびえ立っています。 10月であっても、バッタが飛び跳ね、遅咲きの花の間を蝶が飛び交います。この小さな区画は、かつて米国中央部の州を支配していた背の高い草の草原が生まれ変わった場所です。この地域を農地への転換の主な対象にしたのは、深く肥沃な土壌を構築したこの生態系でした。この転換により、草原は元の面積のわずか 1 ～ 4% にまで減少しました。

AM菌類がその変化を推進した。 2016年、INVAMキュレーターのKoziol氏は、数十の在来草原植物と、生き残った原生草原の断片から採取したAM胞子を区画に播種した。対照区には種子を与えましたが、菌類は与えませんでした。その結果、対照区の数十本の植物が定着できず、すべての植物の成長が遅くなりました。 9年経った今でも、対照区とAM処理区の違いは明らかです。

現代の農業は AM 菌類を激減させています。だからこそ、AM 菌類を再導入することでこれほど劇的な結果が得られるのです。植物の病気を防除するために使用される殺菌剤は土壌に浸透し、AM 菌類を殺します。過剰な合成肥料の施用は植物の共生関係を断ち切り、菌類を飢えさせます。耕作は彼らの地下ネットワークを破壊します。その結果、AM 菌は耕作地から完全に消滅することが多く、「DNA さえほとんど見つかりません」 [of AM fungi] 集約的な農業生産が行われてきた土壌の一部では」と、ベルリンフライ大学の第一人者真菌生態学者マティアス・リリグ氏は述べた。

AM 菌類は拡散が遅いため、これは重要です。AM 菌類は風に乗って胞子を散布するための子実体を地上に生成しないからです。その結果、修復には再導入が不可欠となることがよくあります。

成功した草原回復実験を基に、ビバー氏とコジオル氏は、草原地帯（地下水を汚染し、水域にデッドゾーンを生み出す花粉媒介者を増加させ、肥料の流出を制限する、既存の農地内に根深く種が豊富な多年生植物のパッチ）を確立する際にAM菌類の可能性を見出している。

「大草原地帯は素晴らしいです」とビーバー氏は言いましたが、自然保護区プログラムにはさらに大きな可能性があると信じています。この連邦計画はすでに2000万エーカー以上の土地所有者を支援しており、土壌の健康を改善し、水を保持し、炭素を貯蔵するために、限界農地を本来の草地や森林に移行する地主を支援している。 「在来の菌根菌を再接種するという国家政策があれば、その投資から得られる利益はさらに大きくなるだろう」と彼は言う。

生息地の回復を超えて、現在ほとんどの市販菌類バイオ肥料が失敗しているにもかかわらず、AM 菌類は主流の農業で役立つ可能性があります。 2016 年、Koziol は、古くから成長する草原菌の胞子の高品質な調製物を生産するために MycoBloom を設立しました。修復専門家に加えて、顧客からもブドウ畑、オレンジ果樹園、ピーマンやトマトなどの高価値の有機作物で有望な結果が得られたと報告されています。

AM菌類の影響は、安定した共生が確立するのに十分な期間にわたって根が地中に残るケルンザのような新しい穀物を含む多年生作物で最も強くなる可能性が高い。しかし、AM菌がトウモロコシなどの一年生の主食の成長を促進する可能性があることを示す証拠がある。

「菌根菌の恩恵は本物です」とビーバー氏は言う。しかし、科学者たちはこれらの生物がどのように機能するかを理解し始めたばかりです。 AM菌類に関する多くの研究上の疑問は、INVAMなどの生きたライブラリーでのみ答えることができる、とBever氏は付け加えた。例えば、私たちの核はたった 1 つしか必要ないのに、AM 真菌細胞にはなぜ数千の核が含まれるのでしょうか?そして、明らかに異なる種はどのようにして細胞を融合させて雑種を作り出すことができるのでしょうか? 「菌根菌の研究は、培養中にこれらの菌類が存在するかどうかに完全に依存しています」とビーバー氏は言う。

「現政権は資金を基礎科学からシフトさせている。民間の寄付者がその空白を埋めることができるという期待は常にあるが、連邦投資に代わる真の手段はないと思う」と同氏は付け加えた。

現在、アムステルダム自由大学の教授であるキアース氏は、1990 年代にパナマの非常に多様な熱帯雨林から収集された胞子を特定するために INVAM を訪れたことが、彼女のキャリア全体をどのように形作ったかについて次のように述べています。

「将来の気候変動戦略、復興活動、再生農業に菌類を活用する希望を持つためには、このコレクションを保護する必要がある」とキアーズ氏は語った。

菌学者であり、『Entangled Life: How Fungi Make Our Worlds, Change Our Minds and Shape Our Futures』の著者でもあるマーリン・シェルドレイク氏も、力強く同意した。

「これらの生物は、私たちが直面する非常に多くの問題の鍵を握る重要な生態系エンジニアです」と彼は言いました。 「この図書館を失うことは、想像を絶する悲劇でしょう。」