山火事は多くの生物を破壊しますが、焼けた後に炭を栄養にして繁栄する菌類がいます。カリフォルニア大学リバーサイド校の新しい研究は、こうした火後成功の仕組みが菌類の遺伝子と生活史にあることを示しました。論文はProceedings of the National Academy of Sciencesに掲載され、火前にはほとんど検出されない菌類が火後に急増する理由を初めて詳しく調べた研究の一つです。
研究チームは五年間にわたりカリフォルニア州内七か所の焼失地から菌類を採取し、採取した菌のゲノム配列を解析しました。さらにいくつかの分離株を炭にさらす実験を行い、焼けた有機物を利用して生き延びるための遺伝的・生活史的戦略を明らかにしました。
得られた戦略には、炭を分解する酵素を作る遺伝子の重複(Aspergillusのような無性繁殖種が用いる)、担子菌門に見られる有性組換えによる適応の速化、そしてConiochaeta hoffmanniiにみられるような細菌からの遺伝子獲得(界を越えた水平遺伝子移動)があります。物理的戦略では、スケロシアという耐熱性構造で地下に長く耐えたり、土壌深部で生き残って栄養豊富な地面を素早く占めたりする例が観察されました。たとえばPyronemaは遺伝的装置は少ないものの、競合相手がいない場所で速やかに橙色の杯状菌を形成します。
研究は応用の可能性も示唆します。炭は油流出や鉱業廃棄物などの汚染物質と化学的に似ており、これらの遺伝子は油流出の回収や鉱石の分解、焼けた景観の修復に役立つ可能性があります。Glassmanはこの分野が非常に新しく、多くの有益な応用が期待できると述べています。
難しい単語
- 菌類 — 胞子で増える微生物のグループ
- ゲノム配列 — 生物の遺伝子の並び
- 重複 — 同じ遺伝情報が二つ以上あること遺伝子の重複
- 水平遺伝子移動 — 異なる生物間で遺伝子が移る現象
- スケロシア — 耐熱性のある菌類の硬い構造
- 応用 — 技術や知識を実際に使うこと
- 分解 — 物質をより小さな成分に分けること分解する
- 採取 — 現場から材料や試料を取ること採取し, 採取した
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ディスカッション用の質問
- 焼けた景観の修復に、火後に増える菌類をどのように利用できると思いますか?利点と注意点を挙げて説明してください。
- 水平遺伝子移動のような遺伝子獲得が、生態系や他の生物にどんな長期的影響を与えるか予想できますか?理由を述べてください。
- 油流出や鉱業廃棄物の処理にこの研究の知見を応用する場合、現実的にどんな課題や安全対策が必要だと思いますか?