Hidden in the Hollow: First Insights into Fungal Communities of Tree Hollow wood mold

ドイツの森の奥深く、古木の空洞の中で静かな変容が起きている。嵐や病気によって形成されることの多いこれらの空洞は、単なる空虚な空間ではない。そこは「ウッドモールド（木材腐植）」として知られる柔らかく崩れやすい物質で満たされた、生きて呼吸するマイクロワールド（微小世界）である。この物質は、分解された木材、落ち葉、動物の死骸、そして微生物が複雑に混ざり合ったものであり、昆虫、鳥類、哺乳類の聖域として長年認識されてきた安定した環境を作り出している。しかし、この変容の目に見えない設計者である、木材を分解して土のようなモールドを構築する菌類については、その多くが謎のまま残されてきた。科学者たちは倒木や立ち枯れの木で菌類がどのように機能するかについては理解しているが、基質が木材から土壌に近いものへとゆっくりと変化していく樹木の空洞内という独特の条件は、新たな発見の最前線となった。これらの隠れたコミュニティを理解することは極めて重要である。なぜなら、菌類は森林の主要なリサイクラーであり、死んだ物質を生態系全体を支える栄養素へと変える役割を担っているからである。

これらの隠れた菌類コミュニティの秘密を解明するため、バイロイエント大学の研究者たちは2025年7月、北シュタイガーヴァルト地方へと足を踏み入れた。彼らは36本のヨーロッパブナの木に焦点を当てたが、それぞれの木には少なくとも2センチメートルのウッドモールドが蓄積された空洞が存在していた。研究チームは、表面層だけでなく、その生息地の核心部分を確実に捉えるために、モールドの表面から深さ2センチメートルから7センチメートルの範囲から慎重にサンプルを採取した。彼らは、見た目に基づいてこれらのサンプルを3つの異なる分解段階に分類した。すなわち、木片が目に見える形で色が明るい「初期段階」、より暗く分解が進んだ「中間段階」、そして木片の形跡が全く残っておらず、土壌に似た暗褐色から黒色を呈する「進行した段階」である。

サンプル採取後、研究者たちは生物学的な完全性を保持するために、直ちにそれらを冷凍保存した。研究所に戻った後、彼らはDNAメタバーコーディングと呼ばれる技術を用いて、存在する菌類の種を特定した。このプロセスでは、モールドから遺伝物質を抽出し、異なる菌類の「指紋」として機能する特定のDNA配列を読み取った。この遺伝コードを分析することで、チームはシャーレで培養することなく、一般的なカビから特殊な分解者に至るまで、数百種類の異なる菌類を特定することができた。このハイテクなアプローチにより、彼らはウッドモールドの中に隠された生命の多様性の全貌を見ることができ、それは以前に想像されていたよりもはるかに複雑なコミュニティであったことを明らかにした。

結果は、急激な変化ではなく、緩やかな変化を描き出した。ウッドモールドが木のような初期状態から土のような進行した状態へと進むにつれて、異なる菌類の種数は増加する傾向があった。最も分解が進んだ空洞（最も土壌に似ていたもの）には、最も多様な菌類が含まれており、中には300種類近い異なるタイプを含むサンプルもあった。しかし、研究者たちは、この多様性の増加が急激な跳躍ではなく、ゆっくりとした着実な上昇であることを発見した。最も一般的な菌類の総量や優占度は、すべての段階を通じて驚くほど安定していた。変化を促していたのは、より希少で一般的ではない種であり、環境の進化に伴って出現したり消失したりしていたのである。これは、主要なプレイヤーとなる菌類コミュニティは一貫している一方で、希少な種による「脇役」たちが、変化する条件に合わせて微妙にシフトしていることを示唆している。

最も顕著な発見の一つは、分解が進むにつれて菌類自体の正体が変化していくことであった。初期段階では、新鮮な木材を分解することに長けた成長の早い菌類が優占していた。材料が経年変化し、栄養が豊かになるにつれて、コミュニティには土壌に生息するものや樹木の根と共生関係を築くものを含む、より専門化した種が含まれるようになった。ウッドモールドが最も進行した段階に達する頃には、分解者と土壌関連の菌類が混在する多様な混合物となり、死んだ木と生きた森林土壌の間の架け橋となる役割を果たしていた。この遷移は、空洞が単なる静的な容器ではなく、機能的な変容を遂げるダイナミックな環境であり、最終的には森林の床で見られるような生命形態を支える生息地へと変化することを示している。

興味深いことに、樹木の場所自体は、木の状態ほど重要ではないようであった。木々の距離が近くても離れていても、内部に見られる菌類の種類に検知可能な影響はなかった。このことは、物理的および化学的な状態としてのウッドモールドこそが、これらのコミュニティを形作る主要な力であり、分解段階に基づいて特定の種類の菌類を選別するフィルターとして機能していることを示唆している。菌類は、一つの木から別の木へと移動する能力によって制限されているのではなく、その空洞内の環境が生存し繁栄するのに適しているかどうかによって制限されているのである。

本研究は、樹木の空洞がその全生涯を通じて幅広い菌類を支える、ダイナミックで不均質な生息地であることを結論づけている。各段階において別個の独立したコミュニティが存在するのではなく、菌類の集合体は緩やかに変化し、希少な種や特定の環境条件によって組成が微妙に変化するのである。この発見は、あらゆる分解段階にある樹木を保存することの重要性を強調している。菌類の多様性と、それが支える生態学的プロセスを維持するためには、森林には、形成が始まったばかりのものから数十年にわたって分解が進んでいるものまで、継続的な空洞の供給が必要である。これらの構造物を保護することで、最小の微生物から最大の森林生物に至るまで、森林をリサイクルする複雑で目に見えない生命の網が機能し続けることを保証できるのである。