これらの炭を食べる菌類は火災後に繁殖します。彼らの遺伝的秘密を発見すれば、焼け落ちた生態系の再構築に役立つ可能性がある

菌学者たちは、炎の後に繁栄する能力の背後にある進化的特徴を理解するために、山火事後の風景で見つけた菌類を培養しました。

クンジャル・バストラ | 編集インターン

2026 年 3 月 13 日

菌類について考えるとき、ほとんどの人はキノコを想像する傾向があります。キノコは、通常地面や木の上で成長しているのが見られるいくつかの菌類の胞子体です。しかし、菌類の王国全体はそれをはるかに超えています。私たちの地球には 220 万から 380 万種の菌類が生息しており、これらの菌類は地球上の生命にとって不可欠であり、一次分解者および栄養素のリサイクル者として機能しています。

たとえば、酵母はパンの膨張剤として機能し、カビは特定の香りのよいチーズに風味を加えます。地衣類は、真菌と藻類またはシアノバクテリアとの共生関係から生み出された独特の生物であり、環境の健全性を示す重要な指標です。林床下の広大なネットワークでは、菌根菌が土壌全体に絡み合い、植物と共生関係を形成し、さらには樹木のコミュニケーションを助けていると示唆する研究もあります。

そして森林火災の後、奇妙な菌類がほんの数週間の間だけ、ピンクや白の皮やオレンジ色のカップのような明るい色の斑点として地面や木の中に現れます。

カリフォルニア大学リバーサイド校の微生物生態学者であるシドニー・グラスマンは、10年以上菌根菌を研究してきたが、この火災後の出来事に偶然遭遇した。 「博士課程の期間中に、一度ではなく二度、私の敷地が大規模な火災で焼けてしまいました」と彼女は言います。 「最終的に、大規模火災の前後にサンプルを採取することになりました。そして、特定の菌類が火災後に実際に大量に増加することがわかりました。」

これらの丈夫な生物は好熱性菌として知られており、大火の後でも繁栄する魅力的な能力があるため、好火性菌または燃焼菌とも呼ばれます。他の菌類、植物、細菌は火災後に死ぬ可能性がありますが、これらの種は繁栄します。これらは発熱性物質（木炭、すす、灰など、火災によって残された炭素が豊富な残留物）を分解し、森林の再構築に役立ちます。

スミソニアン熱帯研究所の菌学者エリン・スピア氏は、木炭に含まれる化合物を分解することで、「木炭は植物が利用できる栄養素を放出し、土壌の構造を改善または元の構造を再現し、水を土壌に浸透させるという非常に重要な機能的役割を果たしている」と語る。

このため、科学者たちは、発火性菌の特定の能力を利用して、森林火災後の森林生態系の回復を支援したいと考えています。しかし、菌学者たちは 1909 年以来、好熱性菌類について研究し、論文を発表してきましたが、これらの微生物が火災後にどのようにして大量に増殖できるのかは謎のままです。答えを解き明かすために、グラスマンのチームは彼らの遺伝子を調べた。

1月に発表された研究では、 米国科学アカデミーの議事録グラスマン氏らは、カリフォルニアの異なる火傷現場7か所から収集し、研究室で5年間増殖させた18種の発火性真菌のゲノム配列を解析した。研究チームは一部の菌類を木炭にさらし、その増殖速度を監視し、菌類が反応するにつれてどの遺伝子が活性化するかを追跡した。

「私たちは植物の火への適応について多くのことを知っていますが、これらの植物はすべて微生物と関連しており、一部の菌類と同様に微生物がどのように火に適応するかについてはあまりわかっていません。カリフォルニアや他の地中海性気候では火が自然に存在するため、適応があるのは当然です」とグラスマン氏は言う。この地域では非常に多くの火災が発生しているため、「研究することが非常に重要であるように思えた」。

炎の後に繁栄する

火災が森林を焼くように、好熱性菌は熱と炎に耐えることができます。一部の種は菌核と呼ばれる耐熱構造を生成し、火災後に理想的な状態が到来するまで屋内で生き残ります。他の種は地中深くに住むことで火災に抵抗し、森林が伐採されると出てきて、競争相手がはるかに少ない生態系になります。

荒廃した森林を修復する燃焼菌類の能力の中心となるのは、木炭を吸収する能力です。 「菌類は動物と同じように食べなければなりません。菌類は自分で食物を作ることができません」と、この研究には関与していないカリフォルニア大学バークレー校の菌学者ジョン・テイラー氏は言う。ですから、炭は「資源であり、菌類はそれを利用するために進化してきた」のです。

グラスマン氏と彼のチームは、木炭中の炭素化合物の分解を助ける酵素のコード化に関与する真菌の遺伝子と、火によって放出される窒素を獲得するために重要な遺伝子を調べた。彼らは、これらの遺伝子が 3 つの主な方法で進化したことを発見しました。

1つ目は遺伝子の複製で、これは本質的に「コピー＆ペーストのメカニズム」であるとグラスマン氏は言う。これにより、菌類が木炭の分解に必要な遺伝子を複製できるようになり、その結果、残留物を分解できる酵素の総数が増加します。第二に、一部の菌類は有性生殖を利用し、子孫の中で遺伝子が組み換えられるときに木炭を代謝する新しい形質を作り出すことができます。

しかしおそらく、これらの菌類が遺伝子を入手する最も刺激的な方法、そしてグラスマン氏が個人的に気に入っているのは、水平遺伝子伝達と呼ばれるメカニズムだ。遺伝子は通常、親が子に遺伝子を伝える場合など、垂直伝達によって伝達されます。しかし、水平方向の遺伝子伝達は、「同じ部屋にいる他の人々の間で遺伝子を伝達しているようなもの」になるだろうとグラスマン氏は言う。

「細菌はそれができるので、細菌は非常に多様になることができます」と彼は付け加えた。研究チームの発見は、遺伝子がもともと細菌に由来し、進化の歴史の中で特定の好熱性真菌の祖先系統に移されたことを示している。 「つまり、王国間には水平的な遺伝子伝達が存在するのです。これは非常にまれなことです。」とグラスマン氏は指摘する。

カナダのブリティッシュコロンビア大学の菌学者モニカ・フィッシャーは、この研究には関与していないが、この論文の裏にある大量のデータは科学界への多大な貢献であると述べている。テイラー氏は、この研究は、自然選択を通じて、好熱性菌類が木炭を代謝するように適応したという強力な証拠を提供すると付け加えた。このような研究は、火を好む菌類の繁殖を可能にする特性についてのさらなる研究のための「分野を開く」と彼は言う。

この研究には関与していないスミソニアン熱帯研究所のスピア氏は、チームの文化に基づいたアプローチが研究の強みの1つであると強調した。生きた菌類のコレクションを長期にわたって培養し維持することで、研究者はこれらの微生物の複雑さを明らかにし始めることができる、と彼は付け加えた。

「ある時点の 1 つのスナップショットがまさにそのようなものであり、その時点から微生物群集について大きな結論を引き出すことはできません」とスピア氏は言います。一瞬見ただけでは、「これらのコミュニティがどれほどダイナミックであるか」はわかりません。

焼けてしまった森林の再生

火災の激しさと規模が拡大し続ける中、火を好む菌類の謎を解明することで森林の回復を加速できる可能性があります。木炭を分解して炭素を放出する能力は、栄養サイクルを再開するのに不可欠であり、火を好む菌類の中には化学汚染物質を消化することもできるものもあります。

木炭には芳香族炭化水素と呼ばれる環状化合物が含まれており、これらは山火事地域では自然に発生しますが、他の状況では発がん性があり、汚染を引き起こします。ヤケド菌はこれらの化合物を分解できるため、「人間の健康を守るという役割も担っている」とスピア氏は言う。そして将来の技術革新では、菌類をより広範囲に利用できる可能性がある。 「芳香族炭化水素は、例えば石油など、他のものにも含まれています」とグラスマン氏は言う。 “あなたはできる [the fungi] 流出した油を拭き取るのに使うの？」

グラスマン氏は、これらの微生物を利用して汚染された景観を回復し、植物が戻ってくるのに適した環境を作ることができる産業応用の可能性を強調しています。

彼らはこれをさまざまな方法で行います。一部の好熱性菌類は、厚い菌糸体マット、つまり土壌を結合する菌類のネットワークを形成し、浸食を防ぎ、水の浸透を可能にします。また、彼らは豊かに成長してから死に、土壌の中に将来の生命への道を切り開く栄養豊富な「死骸」を残すこともあり、それをフィッシャーは自身の著作の中で説明している。グラスマン氏はまた、2015年の研究で、一部の菌類が植物の苗木と共生関係を形成し、植物の再生を可能にしていることも発見した。

出現から数週間後、これらの菌類の多くは消滅しました。森林の回復には不可欠であるにもかかわらず、火を好む菌類は依然としてとらえどころがなく、一時的に景観を変えてから再び消滅します。 「ある時点では、それらは休眠状態になり、土壌中の存在量が少なくなる可能性があります」とスピア氏は言います。 「そして次の瞬間には、彼らは最大のプレーヤーになるのです。」