菌類はこの絶滅危惧種のハワイの木を救うことができるでしょうか?

ニコール・ハインソンは通常、他のすべてが失敗した場合に助けに加わることになります。ハワイ大学の保全生物学者は、あらゆる種類の絶滅の危機に瀕した植物を絶滅の危機から取り戻すことに取り組んでいます。残念ながら、彼女は世界の絶滅首都としても知られる故郷のハワイ州で多忙を続けています。彼女の最新の保護目標は、野生で負け戦を繰り広げている花の咲く木です。 クチナシ、 または、一部の地元コミュニティの間ではナウとして知られています。

ナウは、この諸島に固有の 3 つのクチナシ種のうちの 1 つです。歴史的記録によると、ハワイ先住民はナウの木から道具を作り、その果実を染料として収穫していました。ナウの最高の栄光はその香りのよい花です。真珠のような花は、かつてはレイと呼ばれる伝統的な花輪によく織り込まれていました。しかし現在、この木の木、果物、花は商業的またはカジュアルな用途にはあまりにも希少です。干ばつ、農業、外来植物との競争、山火事などの影響で、かつてはハワイ全土に生息していた種は、現在ではラナイ島 1 島に限定されています。そこに野生で残っているのは知られているだけで 10 個体ほどであり、ナウは世界で最も希少な植物の 1 つとなっています。

「これらのクチナシは、深い文化的歴史と価値を持つ、本当に美しく素晴らしい植物です」と国立熱帯植物園の園長であり、ハインソン氏の元大学院生で研究に携わったマイク・オプゲノース氏は言う。 G. ブリガミイ 保全。他の地元の植物と同様に、それらは伝統的な先住民の知識の中心です。 「これらの植物が失われると、ハワイの文化の一部も失われます。」

野生の種を強化できる丈夫な苗木を育てるために、ハインソン氏のチームは植物保全の武器庫である菌根菌という新たなツールを活用している。植物の根の間に生息する有益な微生物のコミュニティは、植物学的には腸内微生物叢に相当します。菌根菌は食物と引き換えに、植物宿主のためにあらゆる種類の機能を果たします。菌根菌は土壌から植物にミネラル栄養素を供給し、植物がより多くの水を吸収するのを助ける根の延長として機能し、病原体に対する宿主の抵抗力を高めます。その見返りに、光合成植物からエネルギーが豊富な糖と脂質を摂取します。植物と菌類の相互作用は豊かな共生協定であり、その起源は植物が初めて陸上に定着した約 5 億年前にまで遡ります。

菌根菌は、その進化の歴史を通じて植物に対して無数かつ長年にわたって貢献してきたにもかかわらず、最近まで農学者や植物学者によってほとんど無視されてきました。健康な植物を育てるために、従来の園芸では、あらゆる種類の病気を防ぐために殺菌剤などの化学薬品を集中的に使用していました。しかし、この慣行は、菌類を強化することと、菌類がもたらす栄養摂取の利点が、植物の健康を形成することから除外されることを意味しました。ナウ修復における菌根露出は、その極端なアプローチから一歩離れたものであり、植物の自然の生息地により似た成長条件を促進します。

自然のエージェントを利用する

20年以上にわたり、自然保護活動家たちは「赤ちゃん作り」を続けてきた G. ブリガミイ 温室で苗を育て、無菌環境で育て、肥料と殺虫剤を与えます。この資源を大量に消費するアプローチでは、再野生化したものの生存率は G. ブリガミイ ハインソン氏が執筆したレポートによると、その割合は 10% 未満です。屋外で、甘やかされた苗木は、風雨やその他の自然の脅威に真っ向から遭遇すると、たじろいでしまいます。多くの場合、こうした人々は残りの人生を合成化学物質に依存しなければならない、とハインソン氏は言う。

ハインソン氏の戦略は、人工化学物質を完全に、植物が野生下で時間をかけて自ら生成する菌根菌プロバイオティクスに完全に置き換えることだ。理論的には、これらの根ベースの生命防御は、植物がより自立して生きるのに役立つはずです。

このプロジェクトには参加していない、ドイツのミュンスター大学の植物および菌根生態学者であるレナ・ノイエンカンプ氏は、これは動物園から捕獲された動物を再野生化する前に行うことと少し似ていると言う。彼女は、彼らが本来の生息地に戻った後、自分たちで生きていける可能性を最大限に高めるために、健康な内部マイクロバイオームなど、人生の最良のスタートを彼らに与えたいと述べています。

「自然の菌根との接触は、保全価値の高い植物とその確立にとって非常に重要です」と、この取り組みには関与していないカンザス大学の植物生態学者ジム・ビーバー氏は言う。彼は、アメリカの中心地の草原草の回復に菌根菌接種を使用しました。 「中西部での私たちの経験は、ニコールの目標と非常に一致しています。」

ヒンソンのグループは野生から土壌サンプルを収集 G. ブリガミイ 個人が友好的な菌類を収集します。 「これらのサンプルの一部を持ち帰るのは、かなりの遠征です」と彼女は言います。 G. ブリガミイ 木々は人里離れた場所に住んでいます。温室に戻って、ハインソンはダミーの草の宿主に存在する微生物を培養します。数か月かけて真菌の数を増やした後、研究者らは胞子を収集し、それらを微生物に吹きかけます。 G. ブリガミイ 研究室の苗木。

これまでのところ、結果は期待できます。研究チームは、接種を受けた苗木が未接種の苗木よりも 3 倍の速さで成長することを観察しました。苗木が究極のテストである屋外の修復場所への移植の準備が整うまでには、少なくともあと半年はかかるだろう。

もちろん、温室内での急速な成長は、必ずしも野生での生存を保証するものではありません。しかし、繁殖の課題を考えると、 G. ブリガミイ ハインソン氏は、そもそも飼育下で、ブーストされた苗木による初期の成功を勝利として数えています。 「私の期待は、彼らがこの前向きな軌道を継続することです」とハイソン氏は言います。 「彼らが生き残れるかどうかは必ずしも明らかではありません。私たちにできることは、彼らをできるだけ強くすることだけです。」

菌根法には肥料や殺虫剤が一切使用されないため、長期的にはより持続可能である可能性があります。 「そのような投入を一切行わずに、良好に生育する植物を生成できれば、それはあらゆる面での節約になります」とハインソン氏は言う。

時間との戦い

菌根菌を扱う際の課題は、植物と菌類が協力関係を築く相手を絶妙に選ぶことです。店頭で購入される観葉植物用の一般的な菌根ミックスでは、この理由から期待される効果が得られないことがよくあります。通常、混合物には成長効果を引き出すために肥料が含まれており、実際には肥料が効果を発揮しているのに、植物の親に接種が効果があると誤解させる可能性があります。

植物がどのような助っ人菌をその輪に入れるかは複雑であり、1 つの植物に対して健全な菌根菌のピットクルーは 80 人もの強力なメンバーを集めることができる、とハインソン氏は言います。

ノイエンカンプ氏は、菌根菌種はどこにでも存在するため、見つけるのは難しくないと言う。しかし、ドリームチームを構築するコツは、どのチームがプラスの変化を生み出すかを見つけることです。

今のところ、ヒンソン氏のチームは、少数の野生のクチナシの遺物から微生物群集全体を調達している。研究者らは、健康な植物、衰弱した植物、さらには枯れた植物から採取した土壌サンプルを州内全域で検査し、最良の菌根混合物を特定するために数百本の苗木を育てている。 「アイデアは、収集をさまざまな木の束に分散させれば、うまくいけば、ある種の金塊を手に入れることができるということです」とハインソン氏は言います。

研究者は、どの土壌サンプルが最良の結果をもたらすかを言うことはできません。しかし、結果が出たら、最も成功した土壌サンプルでDNAフィンガープリンティングを実施し、どの菌類が存在し、それらが宿主にどのようなサービスを提供しているのかを特定する予定だ。これは、研究者が将来のすべてのナウ栽培に最適な菌根菌接種処方を再現性よく確立するのに役立ちます。

保存プロセス全体は時間がかかり、研究者たちは時間との闘いであることを痛感しています。ハインソンさんが種を保存するこの探求に乗り出してからの 3 年間で、彼女は温室栽培品種を成体まで育てることができたよりも早く、野生の個体が絶滅するのを目の当たりにしてきました。

昨年、彼女と他の植物学者のチームは、最後に生き残ったナウの木を調査するためにオアフ島を訪れました。しかし、雨の中、藪をかき分け上り坂を続ける過酷な3時間の旅は失望に終わりました。かつてオアフ島最後の木が立っていた場所には、倒れた木の骨組みだけが残り、幹が裂け、枝がむき出しになっていました。外来動物との競争と気候変動による生息地の変化という複合的な脅威に屈したのだ。 「私たちは皆、この木の野生の個体はこれで終わりだということに気づいた瞬間を受け入れました」 [on Oahu]」とハインソンは回想する。ナナクリ渓谷の山の下では、小学生たちが今でも文化的な歌の中で自分たちの「谷の花」について歌っていますが、これは島にもうない最愛のナウの木への賛歌というよりは鎮魂歌のようなものです。

そして、生物多様性の減少という同じ包括的なパターンが、列島の海岸をはるかに超えたところでも展開されています。 「ハワイはより大きな世界の縮図です」とオプゲノース氏は言います。アメリカの絶滅の危機に瀕している植物のほぼ半数がハワイに生息しています。世界的には、陸生植物種の推定 40% が絶滅の危機に瀕しています。

しかし、ナウへの菌根接種がうまくいけば、他の危機に瀕した植物相を救うためのテンプレート戦略として機能するかもしれない。このようにして、ハワイは世界の他の国々にとって、生態系回復の輝かしい例としての地位を確立することになります。 「ハワイで問題を解決し、より持続可能な生活をする方法を見つけることができれば、それは反響を呼び、島の外にいる他の人たちも同じように理解できる教訓となるでしょう」とオプゲノース氏は付け加えた。