焦げた森林を再生し始める最初の存在はバクテリアと菌類

山火事は生態系にさまざまな影響を与えます。多くは悪影響ですが、焼け残った残骸が昆虫やセグロアカゲラやアカフクロウなどの小動物の隠れ家となり、火災後に繁栄する動物もいます。

2月6日に分子生態学誌に掲載された研究で、カリフォルニア大学リバーサイド校（UCR）の研究者らは、カリフォルニア州オレンジ郡とリバーサイド郡で発生した2018年の聖なる火が鎮火後、時間の経過とともに細菌や真菌にどのような影響を与えたかを調べた。この火事は23,000エーカー以上の土地を焼き、24棟の建物を破壊した。

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カリフォルニア大学リバーサイド校の菌類学者で、この研究の共著者であるシドニー・グラスマン氏は、山火事によって土地に残された火傷跡、つまり目立つ痕跡を調査する研究チームを率いた。「私たちが最初に火災地域に入ったとき、すねまで灰が積もっていました。非常にひどい火災でした」とグラスマン氏は声明で述べた。

その後 1 年間、研究チームはその跡地を 9 回訪れ、焦げた土と近くで見つかった焼けていない土のサンプルを比較しました。微生物の量は 50 ～ 80 パーセント減少し、火災後 1 年間は回復しませんでした。しかし、一部の種は生き延びる方法を見つけました。

「特定の種の個体数が増加し、実際、焼けた土壌では時間の経過とともに個体数が急激に変化しました」とグラスマン氏は言う。「焼けなかった土壌にはまったく変化がありませんでした。」

火災後1年目には、焼けた土壌では複数の微生物が交互に優勢となり、時間の経過とともに微生物に明確な変化が見られた。「ある種が衰退すると、別の種が台頭してきた」とグラスマン氏は言う。

火災後の初期には、火事や高温に高い耐性を持つ微生物が発見された。時が経つにつれ、研究チームは、微生物の競争がほとんどなく空間を利用できるようで、胞子を多く持つ成長の早い生物が優勢になっていることを発見した。

木炭や火災後の窒素を含んだ残骸を消費できる生物は、年末にかけて最も優勢になる傾向がありました。

カリフォルニア大学リバーサイド校（UCR）の植物病理学博士課程の学生で、この研究の共著者でもあるファビオラ・プリド・チャベス氏は、火災後の微生物において、メタン代謝に関わる遺伝子が倍増していることに気づいた。メタン資化菌は、強力な温室効果ガスであるメタンの分解を制御する微生物である。

「この興味深い発見は、火災後の微生物がメタンを『食べて』炭素とエネルギーを得ることができ、温室効果ガスの削減に役立つ可能性があることを示唆している」とプリド・チャベス氏は声明で述べた。

研究チームは、菌類や細菌がそれぞれの特性に基づいて異なる時期に繁殖できるかどうか、あるいは土壌中の優勢性の変化の背後に別の理由があるかどうかをテストした。

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「火傷の跡の中で生きていくために必要な能力を、ひとつの生物が全て備えているはずはないと考えています」とグラスマン氏は言う。「熱に耐えるのが得意なら、おそらく速く成長するのは得意ではないでしょう。」

火災後の土壌で起こるプロセスは、ストレスを受けた人体で起こることと似ています。たとえば、患者が抗生物質を服用すると、薬が腸内細菌を破壊し、それまでは一般的ではなかった、またはまったく存在しなかった新しい微生物が現れ始めます。最終的には、腸内細菌は感染前の状態に戻る可能性がありますが、それが保証されているわけではありません。  

研究チームは、土地が火災前の状態に戻るのを助けるプロセスが何なのかを解明しようと取り組んでいる。この知識は、植物が山火事に適応する方法に関する従来の理論を変える可能性がある。なぜなら、これらの微生物は従来の理論に考慮されていなかったからだ。「私にとってこれは刺激的なことだ。微生物は長い間見過ごされてきたが、生態系の健全性には欠かせないものだ」とプリド・チャベス氏は語った。

ここで発達した植物や微生物の適応が、同じ地域での別の大規模火災や再発する火災に再び適応できるかどうかは、まだ答えが出ていない疑問だ。今後の研究では、気候変動による気温上昇、雪解けの早まり、乾季の長期化、山火事の増加が、自然焼失からの回復にどのような影響を与えるかが調査される可能性がある。

「回復は可能だが、時間がかかる。また、超頻繁な大規模火災の後に土地が回復するかどうかはまた別の話だ。回復時間は大規模火災のペースに追いつくことができるか？まだ分からない」とグラスマン氏は語った。