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火星で食料を栽培する新しい方法が地球上でより重要である理由

ブラジルの宇宙生物学者レベッカ・ゴンサルベスが子供の頃に最初に学んだことは、惑星の順序だったと記憶している。天体物理学者である彼女の叔父は、サンパウロの夜空に点在する星座についても彼女に教えてくれた。「私は幼い頃から宇宙が大好きでした」と彼女は言う。 それがきっかけで、他の惑星で食料を育てる方法を見つけ出す宇宙農業のキャリアを歩むことになった。彼女は、遠い惑星を探検する以上のことをしなければならないという確信を抱くようになったのは、後に彼女の祖先であるアマゾンの熱帯雨林の先住民族カンベバ族と暮らした経験のおかげだと語る。彼女はこの惑星も守りたいと考えている。 「これは宇宙農業科学の世界では非常に重要なテーマです」とゴンサルベス氏は述べ、「私たちが行う研究のすべてが地球に直接的な利益をもたらさなければなりません」と指摘した。 その理想により、彼女の最新の研究は特にタイムリーなものとなっている。彼女とワーゲニンゲン大学および作物システム分析研究センターのチームは、間作と呼ばれる古代マヤの農法が火星の乾燥した岩だらけの地形で驚くほどうまく機能することを発見した。 先月PLOS One誌に発表された彼らの研究結果は、その遠い惑星の探査や移住の可能性に明らかな影響を与える。しかし、他の惑星の極めて厳しい条件で作物を育てる方法を理解することは、そこに移住する人々が自給自足できるようになる以上の意味がある。地球が温暖化する中、地球に住む人々が同じことを続けるのに役立つのだ。 「人々は本当に気づいていない [this]「遠いように思えるかもしれませんが、実際、私たちの優先事項は地球のためにこれを開発することです」とゴンサルベス氏は言う。「地球は美しく、ユニークで、希少で、壊れやすいものです。そして、地球は私たちの助けを必要としています。」 火星のレゴリスを模倣して作物を栽培する実験は、オランダのワーゲニンゲン大学研究センターの温室で行われた。 レベッカ・ゴンサルベス 混作、つまり収穫量と栄養価を高めるために異なる作物を互いに近接して栽培する方法は、単一栽培、つまり 1 つの作物だけを継続的に栽培する方法よりも土地と水が少なくて済みます。混作は、特にラテンアメリカ、アフリカ、中国の小規模農家の間では一般的ですが、世界の多くの地域では未だ目新しいものです。その理由の一部は、混作システムの管理が複雑であることと、収穫量の減少や害虫に対する感受性に関する根拠のない懸念がほとんどないことです。現代の植物育種プログラムも、個々の種に焦点を当てる傾向があり、一般的に畑の多様性が低下する傾向にあります。 ゴンサルベス氏によると、これは逃したチャンスだ。証拠によれば、混作は気候変動の影響と、劣化した土壌の収穫高に対する持続不可能な農業慣行の影響に対抗できる。劣化した土壌は世界の農地の40％を占める。「混作は気候変動問題のいくつかを解決する上で非常に大きな可能性を秘めています」と同氏は語った。 だからこそ、彼女は火星でこの装置を使おうと決めた。火星のレゴリス（他の惑星の土の名称）には、地球のひどく劣化した土壌と同じく、栄養分も生物もまったく存在しない。大学の温室で作業する研究者たちは、火星の岩盤を覆うゆるい物質を模した模型に、少量の栄養分と土壌を加えて、トマト、ニンジン、エンドウ豆などのさまざまな野菜を植えた。 研究者らが発見したのは、混作によりトマトの収穫量が2倍になり、単作に比べて成長が早くなり、茎も太くなったものの、ニンジンとエンドウ豆は単独で育てた方がよく育ったということだ。（研究者らは、粗い表土に加えた栄養素の量が限られていたことが原因である可能性が高いと考えている。）対照的に、地球上の多くの地域で見られる実験の対照群である砂質土壌での混作では、トマトとエンドウ豆の収穫量が大幅に増加した。 結果はまちまちのように見えるかもしれないが、注目すべきは、チームが、ゴンサルベス氏が指摘するように本質的に「磨かれた石」である模擬レゴリスで、何でも育てることができたということだ。 もちろん、極寒で乾燥しており酸素がほとんどない火星の農業環境は、気候変動によって慢性的な干ばつや長期的な乾燥化が起こり、水供給がさらに枯渇する地球の農業環境よりもはるかに過酷だ。 しかし、赤い惑星を覆う土は、世界中の乾燥・半乾燥地域で気候変動によって深刻な被害を受けた砂質の陸地土壌と驚くほど似ている。その地域には、サハラ以南のアフリカ、中国北部、南米南部の広い範囲が含まれる。これらの穀倉地帯では近年、水不足と不安定な降雨パターンにより、不作や収穫量の減少が起こっている。 この実験の著者らによると、この実験が実証しているのは、これが枯渇した農地を蘇生させる未開拓の解決策となり得るということ、そして農業の広範囲にわたる土地利用問題にも取り組む可能性があるということだ。過去の研究では、平均して、2種類の作物を混作する場合、それぞれの作物を単独で栽培する場合よりも19パーセント少ない土地しか必要としないことがわかっている。 「アフリカの村が土壌の劣化に苦しんでいるとしましょう。農民は苦しみ、地域社会は苦しんでいます。私たちが火星の植民地のために作った設備があれば、それはアフリカの小さな村とまったく同じです。なぜなら、同じ技術をそこに導入できるからです」とゴンサルベス氏は言う。「この火星の植民地システムを地球上の地域社会にほぼ複製して適用できる可能性は、本当に無限です。」 しかし、こうした解決策は、最も必要とされる世界の地域でどの程度適応できるのでしょうか? 簡単に答えると、それは複雑です。 宇宙研究用に開発された技術を南半球全体に適用する際の課題を調査した2024年の論文では、ガイアナ、タンザニア、ネパール、ベトナムの事例を分析したところ、歴史的な植民地構造に起因する言説、構造、関係により、権力の不平等と歴史的に疎外されたグループの排除が続いていることが判明しました。これは、インドが近代的な農業の工業化方法を採用した「緑の革命」が、小規模農家に意図しない農業と健康への影響をもたらしたことを明らかにした過去の研究に基づいています。 左から：火星のレゴリスで栽培された混植トマトの木と単独で栽培されたトマトの木を並べて比較。 レベッカ・ゴンサルベス ゴンサルベス氏の研究は、数十億ドルの投資と政府、政策立案者、民間部門の強い関心によって推進され、急速に成長している宇宙農業の研究の一環である。 わずか 2 年前、フロリダ大学の研究チームが、アポロ時代に採取された月のレゴリスでシロイヌナズナを栽培した方法を明らかにする画期的な論文を発表しました。同じ年、アイオワ州立大学の科学者は、火星のレゴリスを模した土壌でカブ、ラディッシュ、レタスを栽培し、全国で行われた他の研究では、小麦などの作物を月と火星の模擬土壌で発芽させる研究実験の実施上の課題を検討しました。これらの宇宙志向の研究は、他の世界に対する私たちの集団的な執着をとらえ、地球に縛られた危機に対する解決策を巧みに探究する分野の勢いが高まっていることをさらに示しています。この危機は政治化されすぎて孤立感を引き起こしています。 ゴンサルベス氏の研究は、火星で伝統的な農法をいかに活用できるかという「魅力的な」見方を提供しているが、火星では「最も論理的なアプローチ」ではないかもしれないと、ジーン・ジャコメリ氏は述べた。同氏は、土壌を使わない、つまり水耕栽培法が、他の惑星で安全に食料生産を始めるための「唯一のアプローチ」だと考えている。同氏はアリゾナ大学環境制御農業センターの創設ディレクターで、20年以上にわたり、赤い惑星で使用するための温室の開発に取り組んでいる。 それでもジャコメリ氏は、地球の侵食された土壌では混作が有益である可能性があることに同意しており、トーマス・グラハム氏もこの考えに興味を抱いている。グラハム氏はグエルフ大学の准教授で、1997年から宇宙農業を研究しており、ゴンサルベス氏の研究は「土壌が相当な圧力を受けている地球上だけでなく、将来の宇宙での応用においても、安定した食糧供給には良質の土壌が重要である」ことを強調していると考えている。 キャリアの初期に、彼はNASAの資金援助を受けてカナダの北極圏のツンドラ地帯に小さな温室を建設するプロジェクトに携わった。そこは「火星類似地」として過酷な環境として知られる。そこで彼は、カナダ最北端の辺境のコミュニティに住む人々が直面している「ひどい食糧不安問題」を目撃した。「そこで新鮮な食料を手に入れるのは、もし手に入れることができたとしても、非常に困難です」と彼は言う。「そして、恐ろしく高価です」。これが、彼が極限環境の中でも最も極限環境である宇宙で作物を育てるという課題に対する技術的解決策を模索するきっかけとなった。 「人々が食事を確保できるよう支援しながら宇宙探査に協力することができて幸運でした」とグラハム氏は語った。「また、気候変動によって私たちが引き起こした混乱に社会が適応するのを助けるという私のやり方にも役立っています。」 グラハム氏によると、他の惑星への植民地化のために開発された温室などの解決策は、考案された「翌日」には地球上の干ばつ被害地域に配備できる可能性があるという。 もちろん、それを最も必要とする人々に利益をもたらす形で実現するには、資金、政治的意志、包括的な導入の適切な組み合わせにかかっています。その推進力がなければ、こうした種類の農業技術の広範な応用は、将来宇宙に住む人々を養う能力と同じくらい遠いものになるかもしれません。 #火星で食料を栽培する新しい方法が地球上でより重要である理由