Fungi dominate microbial necromass while bacteria dominate living biomass in tea plantation soils
強酸性の茶園土壌においては、微生物バイオマスは細菌が優占しているものの、蓄積された微生物死骸（ネクロマス）の大部分は菌類の残渣が占めており、それが土壌有機炭素の主要な供給源となっている。
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茶園の土壌の奥深くでは、静かながらも大規模な変容が起きている。それは、土の中に生息する細菌や真菌といった微生物たちの目に見えない世界に関わるものである。土壌有機炭素は、地球の肥沃さの生命線であり、気候変動に対する極めて重要な緩衝材である。それは、土壌を健康に保ち、大気から熱を逃がす役割を果たす有機物質である。長い間、科学者たちはこれらの微生物が主要な役割を果たしていることを理解してきた。彼らは成長し、死に、その残骸が土壌の一部となる。しかし、現在見られる生きた微生物の混合物が、時間の経過とともに蓄積される死んだ微生物の残骸の混合物について、多くのことを教えてくれるのかどうかという点には、依然として疑問が残っていた。今生きている細菌や真菌は、死ぬと単に積み重なっていくのだろうか、それとも土壌は死後、それらを異なる形で選別しているのだろうか。この問いが重要なのは、土壌に留まる物質の種類が、その炭素がどの程度長く貯蔵されるか、そして土壌がどの程度安定しているかを決定するからである。
中国西部の長期的な茶園において、研究者たちは4種類の異なる茶の樹木に着目することで、この問いに答えるべく調査を行った。彼らは、現在生きている細菌や真菌の活動的なコミュニティを表す「生きた微生物バイオマス」と、これら生物の死細胞から蓄積された炭素である「微生物ネクロマス（死骸成分）」という、2つの異なる要素を測定するために土を掘り起こした。これを行うために、彼らは特定の化学的マーカーを用いた。生きた細胞膜に含まれる脂肪酸を調べて生きた細菌と真菌の数を数え、細胞が死んだ後に残される耐久性のある構成要素であるアミノ糖を測定して、死んだ物質の量を推定した。また、土壌炭素自体の化学組成を分析し、それが時間の経過とともにどのように変化したかを確認した。
結果は、驚くべき矛盾を明らかにした。生きた土壌においては、細菌が明らかな勝者であった。細菌は全生きた微生物コミュニティの約61〜67パーセントを占めていたのに対し、真菌はわずか9〜10パーセントであった。もし生きた個体数に基づいて推測するならば、細菌も死骸の山を支配すると予想されるかもしれない。しかし、土壌は異なる物語を語っていた。研究者がネクロマス、すなわち死んだ微生物炭素を調べたとき、状況は完全に逆転していた。真菌の残渣は死んだ物質の90〜93パーセント近くを占めていた一方で、細菌の残骸はごくわずかな割合であった。実際、死んだ真菌の物質は非常に支配的であり、土壌に貯蔵されている全有機炭素の約45〜71パーセントを占めていた。
この発見は、土壌が、微生物が死んだ後も長い間、その組成を変化させるフィルターとして機能していることを示唆している。細菌は、生きたコミュニティの中ではより数が多いものの、その細胞壁は他の微生物によって容易に分解・リサイクルされるため、大量に蓄積されることはない。一方、真菌は分解に強い強固な細胞壁を持っている。生きた真菌は少ないものの、その残骸は持続し、時間の経過とともに蓄積され、貯蔵された炭素の主要な源となるのである。また、研究では茶の品種も重要であることが判明した。「福鼎大白茶」という品種の下にある土壌は、最も多くの炭素を保持しており、この真菌の支配性と化学的変容の兆候が最も強く見られた。
研究者たちは、生きた微生物の量と死んだ残骸の量は結びついていることを確認した。つまり、生きたバイオマスが多い場所では、死んだバイオマスも多くなる傾向がある。しかし、どちらの微生物が生存の世界を支配しているかは、どちらの微生物が死の世界を支配するかを予測させない。このデカップリング（分離）は、茶園のような強酸性の土壌において特に重要である。なぜなら、そこでは細菌がより活発であっても、真菌の残骸の保存に有利な条件が整う可能性があるからである。研究は次のように結論づけている。土壌がどれだけの炭素を貯蔵できるかを理解するためには、単に今日誰が生きているかを見るだけでは不十分である。私たちは、土壌がどのようにして死者の残骸を処理し、保存しているのかを理解しなければならない。そして、これらの酸性土壌におけるプロセスは、明らかに、賑やかで一時的な細菌の生命よりも、静かで持続的な真菌の遺産を支持しているのである。
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