土は生きている！この「虫」は植物の成長を助ける

制作：中国科学普及協会

著者: 孫 括、馬 全輝、徐 振珠 (中国科学院植物学研究所)

プロデューサー: 中国科学博覧会

編集者注：生命科学の最新の謎を解くために、中国科学普及の最先端技術プロジェクトは「生命の新知識」と題する一連の記事を立ち上げ、独自の視点から生命現象を解釈し、生物学の謎を明らかにしました。人生の世界を探求し、無限の可能性を探求しましょう。

何？土は生きている！

土壌は自然環境の重要な構成要素です。私たちの足元の土壌は、露出した岩石の風化と分解された生物の混合物によって形成されています。土壌には何十億もの小さな生物が生息しています。健康な土壌 1 グラムに含まれる生物の数は、地球上の人間の数よりも多い (図 1)。土壌の孔の中には、水膜を利用して移動する糸状の無脊椎動物が存在します。それらは植物の成長の「調節因子」と呼ばれます。それらは線虫です。

線虫門は動物界で最も大きな門の一つで、その種の数は100万種以上と推定されており、その数は非常に多い。ネズミは地球上で最も数が多い動物で、1立方メートルあたり数百万匹存在し、地球上の陸地表土中のネズミの数は4.4×10²⁰に達し、バイオマスは3億トンで、人間の体重の約82％を占めています。

図1 土は生きている

（画像出典：FAO 2020）

土壌中のさまざまな生物は捕食関係を通じて複雑なネットワーク構造を形成しており、これを土壌食物網と呼びます（図2）。土壌線虫は食物網のすべての栄養段階を占めています。線虫には、植物を食べる線虫、細菌を食べる線虫、菌類を食べる線虫、捕食性雑食性線虫などがあります。異なる摂食性線虫は、一般的に口器と食道の種類によって区別できます (図 3)。

さらに、低栄養段階の細菌摂食性線虫は小型化する傾向があり、高栄養段階の捕食性線虫は大型化する傾向があります（図4）。土壌線虫は、微生物の活動、土壌の栄養循環、植物の成長の調節に重要な役割を果たします。それらは土壌の健康状態を示す最良の指標であり、植物の成長を「調整」するものです。

図2 土壌食物網

（画像出典：FAO 2020）

図3 さまざまな土壌線虫（aeは細菌食性、真菌食性、植物食性、捕食性雑食性線虫）といくつかのCephalobidae線虫（gn）の口器構造

（画像出典：参考資料2）

図4 顕微鏡で見た土壌線虫（20～40倍）

（写真提供：馬全輝撮影）

さあ、ミクロの世界に入り、土壌線虫の素晴らしい役割について学びましょう！

土壌線虫は植物の成長を「調節する」

土壌線虫は植物の成長において目立たないながらも強力な役割を果たします。植物が成長するには窒素やリンなどのさまざまな栄養素が必要であり、土壌線虫は「肥料変換」のプロセスで重要な役割を果たします。線虫は土壌中のさまざまな微生物を餌とし、土壌の栄養循環と有機物の分解を促進し、土壌の肥沃度を高めて植物の成長を促進します。

同時に、土壌線虫は、インドール酢酸やオーキシンなど、植物の成長を助けるホルモン物質の放出を細菌に促すこともあります。さらに、一部の草食性線虫は、植物の根の外側の細胞を食べることで根の成長をわずかに刺激し、それによって植物の根の拡大と深化を促進し、植物の水分と栄養分の吸収能力を向上させます。

図5 土壌線虫は植物の成長を「調節する」

（画像出典：参考文献5）

植物の健康「地下のボディーガード」

植物のライフサイクル中、根系は常に害虫や病気の脅威にさらされます。線虫は土壌中の病原体や害虫を捕食することで、植物が害虫や病気に抵抗するのを助けます。

例えば、昆虫病原性線虫は植物に害を与える害虫を見つけて感染し、それによって害虫による植物への被害を軽減することができます。細菌性線虫は植物の根の病気を引き起こす病原体を直接餌として摂取し、植物の健全な成長を保証します。

同時に、土壌線虫は有益な微生物を刺激して拮抗物質を分泌させ、植物が病原菌の侵入に抵抗するのを助けます。そのため、線虫は植物の「地下のボディーガード」のような存在であり、根圏を巡回して植物の健全な成長を守っています。しかし、植物寄生性線虫の中には植物に害を及ぼすものもあります。例えば、大豆シスト線虫やネコブセンチュウは作物の根に感染し、穀物の生産量を大幅に減少させます。これらの「悪い虫」を駆除するには、予防と制御の対策が必要です。

図6 土壌線虫は植物の繁殖を防ぐ

（画像出典：参考文献7）

土壌の健康状態を示すインジケーターライト

土壌が劣化したり乱れたりすると、土壌線虫群集の豊かさと構造が変化し、土壌の質を監視するツールが提供されます。土壌線虫の多様性、濃縮指数、成熟指数は、土壌の健康状態を効果的に反映します。たとえば、土地の過剰利用の後、土壌線虫の多様性が減少し、構造が単純化され、土壌機能の低下が示される場合があります。それはまるで土壌の「健康状態表示灯」が暗くなり、土壌の状態を改善するための措置を講じる必要があることを私たちに思い出させるようなものです。

図7 世界土壌デー、土壌生物多様性の保護

（写真提供：中国グリーン財団）

土壌線虫は小さいですが、数と多様性が非常に豊富で、土壌の肥沃度を維持し、植物の成長を調節する上で重要な役割を果たしています。土壌線虫は土壌の健康の「秘密の守護者」であり、地球にとって不可欠で貴重な資源です。これからは土壌線虫にもっと注目して理解を深め、土壌の生物多様性を守り、一緒にグリーンな家を築きましょう！

参考文献:

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