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Aug 11, 2023

スザンヌ・シマールは気候変動のための「母なる木」を守る運動に参加している

Malcolm Knapp Research Forest, Columbia Britannica — Suzanne Simard entra nella foresta

マルコム・ナップ研究森林、ブリティッシュ・コロンビア州 — スザンヌ・シマールは教会に通う人々の敬意を込めて森に入ります。 そびえ立つベイマツの天蓋が大聖堂の天井です。 スギ、カエデ、ツガの枝が動くと、ステンドグラスの窓のように日光が遮られます。 松の枝を吹き抜ける風とキツツキの安定した太鼓の音に合わせて、鳴き鳥の合唱が木々の梢から響き渡ります。

しかし、美しさだけがシマールにとってこの場所を神聖なものにするわけではありません。 ブリティッシュ コロンビア大学の森林生態学者は、それぞれの巨大な木に酸素の供給源、水のフィルター、そして何百もの異なる生き物の住処があると考えています。 彼女にとって、緑豊かな多層の下層は、さまざまな種が光のあらゆる波長を有効に活用している繁栄したコミュニティの証拠です。

そして、シマールさんには彼らの会話は聞こえませんが、木々が足元の菌類と共生しており、森林そのものよりも古い時代から、炭素と水や栄養素を交換する騒々しいやりとりが行われていることがわかっています。

シマールさんは低くかがみ、ポケットからコテを取り出し、苔、ダフ、瓦礫の層を通って地面を深く切り込みます。

「これを見ますか？」 彼女はカップ状の手に、細い白い繊維が点在する手のひら一杯の土を持っています。 「菌根菌です」と彼女は言う。 「これらすべての木を結合しているのです。」

シマール氏と他の生態学者は、数十年にわたる研究を通じて、生物がメッセージを送信したり資源を交換したりする広大な地下ネットワークで菌類と樹木がどのように結びついているかを明らかにした。 この発見は、世界の森林に対する見方に革命をもたらし、静的な林立を相互に依存する種の複雑な社会に変え、そこでは熾烈な競争と驚くべき協力の両方の場面が壮大なスケールで展開される。

現在、シマール氏はその研究を、伐採の需要や気候変動の被害から森林を守るためのロードマップに変換しようとしている。 数百マイルにわたる実験で、彼女と彼女の同僚は、「母なる木」、つまり森の巨大な長老である「母なる木」を保存する利点を示すことを目指している。シマールは、この木が菌類のネットワークを維持し、若い苗木を育て、数百万トンの植物を保護する上で重要な役割を果たしていると信じている。植物や土壌に蓄えられた炭素の量。

このような慣行を採用すれば、林業は根本的に変わるだろうとシマール氏は認めている。 それは伐採を減らし、木材製品の使用を減らし、荒廃した生態系の回復にもっと投資することを意味する。 それには人々がもう少し森の生き物のように行動すること、つまり私たちの相互依存を認識し、年長者から学び、与えるものよりも受け取るものを少なくすることが求められるでしょう。

しかし彼女は、樹木と人間の両方を脅かす危険な温暖化を回避するには変化が必要だと主張する。

「結局のところ、私たちは森林を守らなければならないか、そうでなければ終わりだということです。」と彼女は言います。

シマールさんはカップ状の手のひらを開き、数本の菌糸を地面に落下させます。

「結局のところ、私たちが自分たちの環境を、得るものとして評価するか、それとも手入れすべきものとして評価するかにかかっています。」

シマール氏と他の生態学者は数十年にわたる研究を通じて、菌類と樹木が広大な地下ネットワークでどのように結びついているかを明らかにした。 菌類は地下の食物網の基盤を提供し、空気から炭素を樹木に運び、菌類を通って地中深くまで炭素を運ぶ生物学的連鎖のリンクとして機能します。

シマールさんは手の汚れを払い落とし、とぼとぼとスタンドの端へ向かう。 「明らかなカットを見に行きましょう。」

道路の反対側には、切り株、低木、子供サイズのダグラスファーの苗木が茂る50エーカーの広大な敷地があります。 標識は、それがシマールのマザー ツリー プロジェクトの一部であることを示しています。このプロジェクトは、カナダのバンクーバーから東に 1 時間のところにあるマルコム ナップ研究林にある 5 つの実験区画のうちの 1 つです。

シマールはこてを使って地面に別の穴を掘ります。 区画が伐採され、再植林されてから 4 年が経過しましたが、土壌は埃っぽく、浅くなっています。 彼女が伐採されていない森で見つけた苔や部分的に分解された破片はほとんどありませんでした。

「林床はほとんど残っていない」と彼女は言う。

シマールのキャリアは、このような風景から始まりました。 伐採業者の娘であり孫娘である彼女の最初の仕事は、カナダの伐採会社の森林管理者として、伐採され運び出される最大かつ最も価値のある木にフラグを立てることでした。 その後、皆伐された場所に除草剤が散布される。これは、日照と栄養を求める競争相手を殺し、新しく植えられた商業用の苗木を助けることを目的とした措置である。

しかし、シマール氏は、再植林された風景が、元に戻した森林ほど健全ではないことに気づきました。

「それはただ間違っていると感じました」と彼女は言います。 「私は森がつながっている場所だと考えていました…そして私たちはそれを引き裂いていたのです。」

そこで彼女は自分の直感を裏付ける証拠を探しました。 オレゴン州立大学の博士論文で、シマール氏は放射性炭素を化学トレーサーとして使用し、菌類のネットワークでつながった異なる種の木の間を糖が移動することを示しました。 一方の木が日陰に移動されて光合成が難しくなると、その木はもう一方の植物から余分な炭素を受け取りました。

1997 年の発見は、最も権威のある科学雑誌の 1 つである Nature の表紙に、「The Wood-wide Web」という見出しで掲載されました。 シマードは科学界の有名人になりました。彼女は TED トークのヘッドライナーを務め、ドキュメンタリーに出演し、ピューリッツァー賞を受賞した小説「オーバーストーリー」の登場人物に影響を与えました。

しかし、シマールの研究は、真菌ネットワークに関する盛んな新しい研究分野の一部にすぎませんでした。 科学者たちは現在、すべての陸上植物の 90 パーセント以上が菌根パートナーシップを形成していることを知っています。これは、植物が海から陸上に移動するのを助けた可能性が高い 5 億年前の提携の遺産です。

菌類は地下食物網の基盤を提供します。 そのレース構造は濾過水を保持し、土壌に構造を与えることで浸食を防ぎます。

そして重要なことに、これらのネットワークは、炭素を空気から樹木に、菌類を介して、そして地中深くまで運ぶ生物学的連鎖のリンクとして機能します。 研究によると、植物が吸収した炭素の 20% が菌類の共生生物に移動し、世界中の菌根菌が毎年少なくとも 50 億トンの二酸化炭素を隔離できるようになっています。

アムステルダム自由大学の進化生物学者トビー・キアーズ氏は、「私たちの足元で起きているこうした相互作用のことを考えると、めまいがするような気がする」と語る。

菌根ネットワークの重要性がますます明らかになるにつれ、シマール氏は目に見えないシステムをマッピングしたいと考えました。 大学院生のケビン・ビーラー氏が主導する実験で、シマール氏のチームは、1万平方フィートの森林にあるすべての樹木と菌類のDNAを丹念に検査した。 彼らは、19 もの異なる木の根元で遺伝的に同一の菌類を発見しました。多くの場合、若い苗木と森林のベテランとが結びついています。 最大かつ最古の木は、最も多くの菌類とのつながりを誇っていました。

実験では、最大かつ最古の木がシステム内で最も多くの菌類とのつながりを持っていることが判明しました。 研究では、シマールは高度に接続された木を「ハブ ツリー」または「レガシー ツリー」と呼んでいますが、インタビューではそれらを「マザー ツリー」と呼んでいます。 彼女の研究では、発芽した植物は、菌根菌によって母木に接続されている場合に、より良く成長することが示されています。 ベテランの木は自分たちの親族を認識し、より多くのリソースを割り当てているようです。

科学論文の中で、シマール氏はこれらの高度につながりのある個体を「ハブ ツリー」または「レガシー ツリー」と呼んでいます。 しかし、彼女の心の中で、そしてインタビューの中で、それらは壮大で、栄養を与え、そして賢明な「母なる木」であると語ります。

シマール氏の研究は、発芽した植物は菌根菌が母木に接続するとより良く成長することを示した。 古代の巨人たちは自分たちの親族を認識しているようで、無関係な生物よりも兄弟の苗木により多くの資源を割り当てています。

彼らは利他的に行動することさえあるかもしれません。 ある実験室での実験で、シマール氏は、菌類のネットワークに大量の炭素を送り込む昆虫による命の危険にさらされる樹木を目撃した。

「常に調和が保たれていると言っているわけではありません」とシマール氏は警告する。 他のコミュニティと同様に、森林の関係にも困難が伴う場合があります。 木は今でも光と養分を求めて競争しています。 彼らの真菌共生生物は、宿主が与えることができる以上の糖分を摂取することがあります。

「しかし、多様性とつながりから、美しく実り豊かな森が生まれます」と彼女は言います。

他の科学者は、これらのつながりの重要性についてあまり確信を持っていません。

「私の考えでは、それはまだ未解決の疑問です」とスタンフォード大学の菌学者カビール・ピーは言う。 同氏は、樹木間の炭素移動に関する研究のほとんどが研究室で行われており、研究室は森林の真の複雑さをあまり再現していない、と指摘した。

[国会議事堂のクリスマスツリーであるルビーは、気候変動の危機に瀕している種の一部です]

シマール氏の実験の一部でさえ、菌根ネットワークの役割について「曖昧な」証拠を提供しているとピーイ氏は付け加えた。 2009年のある研究では、この菌類は種子から直接出てきた木の成長を促進するようだが、植えられた苗木には影響を及ぼさないことが判明した。

キアーズ氏はまた、シマールの「擬人化された」枠組みが科学的なニュアンスを消し去り、そうすることで自然の神秘の一部を見逃してしまうのではないかと懸念している。

しかし、両科学者は真菌ネットワークを保護することが緊急であるという点では同意している。

「気候変動に直面して私たちが望む成果を向上させるために、私たちがこれらのコミュニティについて十分に知っているかどうかは不明です」とピー氏は言う。 「しかし、私たちは努力する必要があると思います。」

シマールが研究と教育の多くを行っているブリティッシュ コロンビア大学の温室。 シマール氏の実験を批判する人たちは、樹木間の炭素移動に関する研究のほとんどが研究室で行われており、研究室は森林の真の複雑さをあまり再現していない、と指摘している。

この地形に対する科学者の理解には革命があったにもかかわらず、シマールさんは林業は森の中で過ごした初期の頃からあまり変わっていないと言う。

研究者らは、ブリティッシュ・コロンビア州にそびえ立つ古代林の90パーセント以上が伐採され、さらに毎年9万4000エーカーの原生林が失われていると推定している。 この伐採の大部分は皆伐または「保護区付き皆伐」であり、ほんの小さな木片がそのまま残され、菌根菌は植物パートナーなしでは枯れてしまいます。 そして、最大かつ最古の木が最も価値のある木材となるため、企業は多くの場合、最初にその木をターゲットにします。

一方、州の規制は依然として、再植林地は競争なしで「自由に成長する」ことを義務付けており、森林管理者に対し、より多様な景観を育むのではなく、数種類の種だけを同年齢で栽培するよう促している。

[この木はここに500年も立っています。 17,500ドルで売るべきでしょうか？]

このアプローチは、森林が存続するために必要なネットワークを危険にさらす可能性があります。 シマール氏は、植林地には成熟した野生森林で見られる菌類の種のわずか10分の1しか生息していないことを発見した。 これとは別に、スウェーデンの研究チームは、スコットランド松林の伐採により菌類群集が95パーセント縮小したことを示した。

そして、景観から樹木が除去されると、その下に埋もれていた炭素が放出されることが、シマールらの研究で示されている。 シエラクラブによる2019年の報告書によると、ブリティッシュコロンビア州の伐採され再植林された森林は、伐採後少なくとも13年間は正味炭素排出者であり続けることが判明した。 同州独自のデータによると、森林管理により毎年 4,000 万トン以上の二酸化炭素が発生しており、これは 101 基のガス火力発電所からの年間排出量に匹敵します。

「本当にクレイジーだよ」とシマールは言う。 「私たちは炭素吸収源を解体し、ガソリンを世界中に輸送するために使用しています。…私たちはこれらすべての政策と決定によって問題を悪化させているだけです。」

ここマルコム・ナップでは、温暖化の代償はすでに明白です。 10月下旬のこの時点では、秋の雨で土壌はねっとりとした弾力のあるドロドロになっているはずだ。 その代わり、シマールが一歩踏み出すたびに、乾燥した小枝がポテトチップスのようにカリカリと音を立てる。 その日は季節外れに暑く、空気中にはこの地域で燃えている20以上の山火事から出る木の煙の香りが漂っています。

劣化し、切り離され、菌類のパートナーを失ったシマールさんは、植林された森林が気候の変化でどのように耐えられるかを心配している。 人間の温室効果ガスの排出により、地球はすでに摂氏 1.1 度 (華氏 2 度) 以上温暖化しています。 干ばつは長期化し、山火事はさらに激しくなり、昆虫の疫病が急増している。

菌根菌がなくなると、プランテーションの木が害虫に対してさらに脆弱になるのではないか、と彼女は疑問に思っています。 母木が成長を助けてくれなければ、苗木は水不足に負けてしまうのでしょうか?

「もしかしたら、昔なら、こうしたプランテーションのいくつかは大丈夫だったかもしれない」とシマール氏は言う。 「しかし、森林にさらなるストレスがかかると、どうなるかわかりません。でも、森林のことが心配です。」

さまざまな区画からの落ち葉、破片、土が茶色の紙袋に詰められています。 研究室では、材料に含まれる炭素の量を計算するために材料を脱水します。

私たちが引き起こした問題から森林を守るのは私たち次第だとシマール氏は言います。 それがマザー ツリー プロジェクトの目標です。気候変動の中で森林に何が必要かを理解し、動植物や菌類が何千年も育んできたコミュニティで人々が役立つ役割を果たすことができるようにすることです。

この実験には、ブリティッシュコロンビア州の600マイル以上に点在する9つの森林サイトが含まれており、それぞれ環境状況がわずかに異なります。 海岸沿いの場所は暖かくて湿っています。 内側のものは乾燥しています。 北緯では厳しい寒さがあり、南では暑さが上昇しています。 これにより「気候勾配」が生じ、さまざまな条件下で森林がどのように機能するかをテストし、気温が上昇し降水量が減少したときに何が起こるかを予測できるとシマール氏は言う。

Simard はすべての現場で伐採会社と提携して 5 つの「処理」、つまり収穫方法を実施しました。 1 つの実験プロットは、対照として機能するためにそのまま残されました。 2 つ目は明確で、現状を表しています。

[遺伝子編集により、失われかけた木を復活させることができる。 全員が参加しているわけではありません。]

別の区画では、作業員が森林の 90 パーセントを除去し、母木だけが残りました。 さらに別の例として、彼らは近隣の群生の中に母木を残して、刈り取られた風景の中に緑の島を作りました。 そして、最後の最も強度の低い処理では、森林の 60% がそのままの状態に保たれたため、林冠に重大な損傷はありませんでした。

この区画は4年前に伐採され、ダグラスファー、カラマツ、マツを混ぜて植え直された。 シマールと彼女のチームは何が起こるか見守る必要があります。 彼らはほぼ毎年各区画を訪れ、数日かけてそれぞれの木、低木、苔、キノコを記録します。 植えた苗木は健康診断を受けます。 DNA検査のために真菌が収集されます。 落ち葉、破片、土は数十の茶色の紙袋に詰め込まれます。 研究室に戻ると、技術者は材料を脱水し、含まれる炭素の量を計算します。

シマールの言語の一部について不安を感じているにもかかわらず、キアース氏はこの設定を「美しくデザインされた実験」と呼んでいる。

「これらの治療下で真菌群集に何が起こるか…これは、私たちが本当に理解したいアイデアの1つです」と彼女は言います。

マザーツリー実験の完全な結果は、植林された森林が成熟に達するまで、数十年後に判明しないだろう。 しかし、いくつかのポイントはすでに明らかになっている、とシマール氏は言う。

太古の伐採されていない森林には膨大な量の炭素が蓄えられていることから、政府はそこでの伐採をすべて中止すべきだと彼女は考えている。

「まったく意味がありません」と彼女は言う。 「植林された木は、それらの炭素プールを回復するのに、数千年とは言わないまでも、数百年かかります。そして、それは私たちが状況を変えなければならない時間枠の外にあります。」

「二次林」（100年前に伐採された後に再成長した生態系）では、母木の実験において伐採は最も負荷の少ない処理であるべきだとシマール氏は言う。 彼女のチームは、これらの場所で、森林の半分以上を無傷のままにしておくと、菌根菌の「避難所」が作られ、新しい木の再生が促進されることを発見しました。

[これらの木は1,000年以上生き続けています。 彼らは気候変動に耐えることができるでしょうか？]

ジャーナル「Frontiers in Forests and Global Change」に掲載された2020年の研究でも、シマール氏と同僚は、樹冠が無傷に保たれている場合、生態系ははるかに多くの炭素を保有できると報告した。 この利点は、マザー ツリー プロジェクトの乾燥した研究現場で特に顕著でした。 そこでは、皆伐された区画では生態系の炭素総量の 60 パーセント以上が失われたのに対し、半分以上の木が残っていた区画では 8 パーセントの減少でした。

気候変動により西洋の森林が乾燥するにつれ、炭素を大気中から排除するためにこれらの技術はさらに重要になる、と研究者らは書いている。

森林の調査と伐採の両方を監督するマルコム・ナップ社のマネージャー、エレーヌ・マルクー氏は、この種の収穫にはトレードオフが伴うと警告する。 手作業による部分的な伐採は、機械による皆伐よりも危険な場合があります。 また、価格も高くなるため、建築資材やその他の木材製品のコストが上昇することになります。

「しかし、得るものもたくさんあります」とマルクーは言う。 「今すぐにすべてのお金を手に入れることはできませんが、将来のために何かを保証します。」

このアプローチは何も新しいものではありません。 先住民族の人々はそうやって何百年もの間、この風景を大切にしてきたのだとシマール氏は言う。 「私たちは彼らがかつてそうしていたように、そして今もそうしているように、土地の声に耳を傾ける必要があります。」

ここシマールの最も健全な実験区画では、樹皮の 60% が残されたままでしたが、森はその回復力、つまり深い土壌を思い出させてくれます。 苔が豊富。 幾重にも重なる木々の枝の間からこぼれる蜂蜜色の光。

4 年前に起こった収穫の痕跡にもかかわらず、この場所は今でも神聖で、抑えられないほど生き生きとしているように感じられます。

そしてシマールは、高さわずか1フィートの細いダグラスモミの木を見つけました。 彼女は立ち止まり、それが収穫後に彼女の乗組員が植えた苗木の1つであると考えました。 しかし、その幹はかすかに湾曲しており、それは木が自ら芽を出した兆候です。

もう一度、シマールさんはコテを手に取り、土から木を丁寧に取り除き、かろうじて識別できる菌類の糸が絡み合った広大な根の絡み合いを露出させた。 「それは自然なことです」と彼女は認めます。 甘やかされて苗床で育った木とは異なり、モミは必要な栄養素を得るために「探索的な」根系を発達させる必要がありました。

さて、干ばつ、外来植物、栄養不足など、森林にどんな脅威が迫っていても、木の豊富な根と菌根パートナーは、生き残るために必要なものにアクセスするのに役立ちます。

しかし、シマール氏は依然としてそれを後押ししたいと考えている。 彼女はそっと苗木を土に戻し、水筒を乾いた地面に注ぎます。

「頑張ってください」と彼女は言います。 「頑張れ、小さな木」

写真編集はオリヴィエ・ローラン。 ギャビー・モレラ・ディ・ヌビラによるコピー編集。 アンドリュー・ブラフォード氏によるデザインと開発。