The two-spotted spider mite Tetranychus urticae prefers soybean plants with higher nutritional quality

私たちの足の下に広がる隠された世界では、植物は単独で立っているわけではありません。彼らは土壌の中に生息する、微生物という広大なコミュニティと絶えず対話をしています。これらの隣人の中には、有益な細菌もいます。これらは特殊な庭師のように機能し、植物が土の中に閉じ込められたままでは手にできない不可欠な栄養素を解き放つのを助けます。そのような栄養素の一つがリンであり、これは植物の成長に不可欠な成分ですが、多くの場合、根が容易に届かない形で閉じ込められています。これを解決するために、農家は時として作物に「バイオイノキュラント（生物資材）」、つまり、リンを溶かして植物に供給するように設計された有益な細菌の混合物を添加することがあります。これは、成長期の子供に対するビタミン剤のようなものです。その目的は、化学肥料だけに頼ることなく、作物をより強く、より生産的にすることです。しかし、自然は複雑な網の目です。私たちが植物の食事を変えると、植物自体に影響を与えるだけでなく、その植物を食べる昆虫やダニにとってのメニューも変えてしまうのです。より良く栄養を与えられた植物は、害虫にとってより魅力的、あるいは栄養価の高い標的となる可能性があり、有益な園芸のテクニックが、意図せぬトラブルへの招待状へと変わってしまう可能性があるのです。

この現実は、ダイズ作物と、ナメクジウオのように小さく破壊的な害虫として知られる「ニ هامニジュウニョウウンカミミズハムシ（二斑 spider mite / 二斑スパイダースパイト）」に焦点を当てた最近の研究の核心にあります。これらのダニは一般的な農業の悪役であり、植物の葉を刺して細胞内容物を飲み、葉を黄色やブロンズ色に変色させ、最終的には落葉させて収穫量を減少させます。研究者たちは、有益な細菌でダイズに栄養を与えることが、図らずもこれらのダニにとって「より美味しい」ものにしてしまうかどうかを知りたいと考えました。彼らは、制御された実験を設定しました。鉢の中でダイズを栽培し、リンを可溶化する能力で知られるBacillus megateriumやBacillus subtilisなどの菌株を含む、さまざまな組み合わせの有益な細菌で処理しました。一部の植物にはこれらの細菌のみを与え、他のものはAzospirillumやBradyrhizobiumのような他の有益な微生物と共に与え、コントロールグループ（対照群）には細菌なしの標準的な肥料を与えました。また、効果が細菌自体によるものなのか、単に植物に食べ物が多くなったことによるものなのかを確認するために、標準的な肥料の2倍の量を与えたグループも設けました。

植物が特定の段階まで成長したところで、研究者たちはダニを導入し、彼らが何を選択するかを観察しました。彼らは大きな円形のアリーナに植物を配置し、100匹の成雌のダニを中央に放ปล่อยし、彼らが好みの宿主を探して歩き回れるようにしました。結果は明白でした。ダニは、有益な細菌で処理された植物に対して強い嗜好性を示しました。彼らは、特別な処理を受けていないコントロール植物よりも、イノキュレート（接種）された植物に定着する確率が有意に高かったのです。これは、細菌が植物を変化させ、その結果、ダニにとってより魅力的な匂いや味になったことを示唆しています。なぜそうなったのかを理解するために、チームは植物の物理的な健康状態を測定しました。その結果、細菌で処理された植物は、未処理の植物と比較して、一般的に生重量が多く、葉の窒素およびリンのレベルが高いことがわかりました。要するに、細菌はダイスの栄養の質を向上させることに成功したのです。

物語は嗜好性だけで終わりませんでした。研究者たちは、これらの異なる植物の上でダニがどのように生活し、繁殖するかについても観察しました。彼らは、ダニがイノキュレートされた植物の上でより良好に育つことを発見しました。具体的には、Bacillus subtilisで処理された植物で育ったダニは、他の植物でのものよりも早く成虫へと発達しました。さらに、雌のダニは、特にBacillus属の菌株でイノキュレートされた植物上で、より多くの卵を産みました。この繁殖率の向上は、処理された植物における個体群の急速な増加につながりました。興味深いことに、植物はより大きく健康に成長した一方で、ダニはただ生き延びるだけでなく、繁栄したのです。この研究は、細菌によって促進された植物の栄養の質の向上が、高品質なビュッフェとして機能し、ダニの成長を早め、繁殖をより成功させたことを示唆しています。

この発見は、農家や科学者に複雑な状況を提示しています。バイオイノキュラントはダイスの成長を助けることに成功しましたが、同時にダイスミット（スパイダースパイト）に対する脆弱性も高めてしまいました。細菌は、害虫を退けるような植物の防御メカニズムを誘発したのではなく、むしろ植物の価値を「餌」として高めてしまったのです。研究者たちは、これらの有益な細菌を使用することは農業における有望なツールであるが、それ単独で使用することはできないと結論付けました。もし農家がダイスの収穫量を増やすためにこれらの細菌を導入するのであれば、スパイダースパイトの個体数をより注意深く監視し、管理する準備もしておかなければなりません。なぜなら、植物の成長を助けるはずのその治療法が、害虫の増殖をも助ける可能性があるからです。この研究は、自然界における繊細なバランスを浮き彫りにしています。システムの一部分を改善することは、意図せずして別の部分を強化することにもなり、植物の健康と、それを食べる生物の行動の両方を考慮した、包括的な農業のアプローチを必要とするのです。