植物は私たちの環境を視覚的に美化するだけでなく、空気から大量の二酸化炭素を抽出し、組織内に蓄えます。しかし、植物が枯れると CO 2はどうなるでしょうか?これまで、土壌微生物と菌類だけが植物組織を分解し、それによってCO 2 を再び放出すると考えられていましたが、生物学者たちが今回発見したように、明らかに他の予期せぬ助力者も関与しているようです。
二酸化炭素は、気候を温暖化させる温室効果ガスとしての機能があるため、あまり評判が良くありません。しかし、それに含まれる炭素は大気中に存在するだけでなく、水、岩石、土壌、そして私たち自身の体内にも存在します。炭素循環では、元素はこれらの異なる球体間を行ったり来たりして、さまざまな形をとります。たとえば、植物は光合成中に空気から CO 2 を抽出し、それを組織内のセルロースの構成要素として使用します。植物が枯れると、土壌中の微生物がセルロースやその他の有機物質を分解し、再び大気中にCO 2 を放出します。
地上の動物たちの足跡
しかし、セルロースを分解するのはそれほど簡単なことではありません。これには、特定の多糖類分解酵素の形の強力なツールが必要です。これまでのところ、これらは主に細菌や菌類から検出されており、そのためこれらの微生物が土壌中の主な分解者であると考えられていました。しかし、それはあまりにも短絡的である可能性があることが、フランクフルト・アム・マインのゲーテ大学のハンナ・ミュルバイヤー率いる研究者らによって判明した。
研究チームは初めて、長鎖有機糖化合物の分解における土壌に生息する他の微生物、トビムシやツノダニなどの土壌無脊椎動物の役割も調査した。土壌動物にもセルロースを分解できるかどうかを調べるために、ミュルバイヤー氏と彼女のチームは、200種類を超えるトビムシとツノダニの詳細なゲノム解析を実施し、特にセルロースの分解に関与する遺伝子を探しました。
長い間見過ごされてきた炭素循環の助っ人
そして実際、研究者らが報告しているように、調査した土壌動物の大部分はゲノムにセルロース分解酵素の設計図を持っている。全体として、彼らはこの遺伝コードをトビムシの既知の主要な 4 つの系統のうちの 3 つと、元のトビムシダニのほぼすべてのグループで発見しました。 「ゲノムを比較したところ、セルロースを分解する能力が種の系統発生の早い段階で獲得されたこともわかりました。おそらく土壌無脊椎動物は、単独で、あるいは腸内に生息する菌類や細菌と協力して、長い間、植物残渣の分解を助けてきたのでしょう」と、フランクフルト・アム・マインのロエベトランスレーショナル生物多様性ゲノミクスセンターの主任著者ミクロス・バリント氏は説明します。 。
この新しい発見は、炭素循環についての私たちの理解にも影響を及ぼします。「これまで、この分解プロセスに対する動物の寄与については、純粋に機械的に破砕すること以外にはほとんど知られていませんでした。 「今回の研究結果は、トビムシやツノダニなどの土壌無脊椎動物が、世界中に広く生息していることを考えると、土壌の炭素循環においてこれまで見過ごされていた重要な役割を果たしているということを示しています」とバリント氏は言う。土壌無脊椎動物は環境変化に対して微生物や菌類とは異なる反応を示すため、気候変動の結果炭素循環がどのように変化するかについてのこれまでの予測は修正する必要があるかもしれない。
出典: ゼンケンベルグ自然研究協会;技術記事: 分子生態学、 doi: 10.1111/mec.17351
