スキンを持っていない人はいますか?砂漠の「乾燥肌」は魔法に焦点を当てています

新疆北部のジュンガル盆地に位置するグルバントゥングット砂漠は、面積約48,800平方キロメートルを覆い、そのうち97％が固定砂丘と半固定砂丘です。中国最大の固定砂漠および半固定砂漠です。この砂漠に足を踏み入れると、足元に大きな灰黒色の「カーペット」が広がり、細かい砂粒を閉じ込めて風で流されるのを防いでいます。

これらの「カーペット」は、実際には、極めて乾燥に強い苔が集まって形成された生物学的土壌クラストです。広大な砂漠にいると、生物学的土壌クラストは目立たないので、その存在に気付かないかもしれません。しかし、この土壌クラスト層の保護のおかげで、風速は大幅に低下し、砂の安定性が効果的に維持されます。

グルバントゥングット砂漠の南東端にある泉。中国科学院新疆生態地理研究所のZang Yongxin氏による写真

生物学的土壌クラストは、多くの景観で土壌とともに一般的に見られる藍藻類、コケ類、地衣類、菌類、その他の潜在的水生植物の成分の組み合わせによって形成される複雑な生物です。簡単に言えば、生物土壌クラストは、固定砂漠、半固定砂漠、ゴビ砂漠の表面によく見られるクラスト化現象であり、「砂漠の皮膚」とも呼ばれています。

生物学的地殻を構成する細菌は、砂粒子を結合する細胞外多糖類を分泌することができ、また、真菌や放線菌の菌糸体も砂粒子を結合するのに役立ちます。藻類殻に含まれる糸状藻類の中には、より粘着性の高い多糖類を分泌するものもあり、これが砂をさらに固めて結合させ、表面の安定性を大幅に高めます。遷移後期の地衣類とコケの殻は、藻類の殻よりも砂を固定する能力が強い。

砂漠に生育する生物の地殻は、単細胞の藻類であれ、分化した根、茎、葉を持つコケ類であれ、緑色という共通の特徴を持っています。緑色は、植物が光合成を行い、可視光線の照射下で二酸化炭素と水を有機物に変換し、酸素を放出できることを意味します。つまり、炭素を固定できるのです。

生物学的土壌クラストは土壌の栄養分含有量を増加させることもできます。生物学的土壌クラストには、生物学的窒素固定を通じて空気中の不都合な窒素を固定し、それを周囲の植物や土壌に放出できる非常に有能な種が含まれています。グルバントゥングット砂漠全体の表面にある生物学的地殻は、毎年約4,500トンの窒素を固定することができます。科学者たちはこれらの微小な生物を「天然の緑肥」と呼んでおり、浅根植物の成長と発達にとって非常に重要です。

生物地殻は乾燥地域における主要な生産者の一つであり、乾燥地域における炭素、窒素、リンなどの主要な栄養素の循環の担い手であることがわかります。乾燥地域の土壌栄養分の増加と維持に重要な役割を果たします。

「砂漠の皮膚」は人間の皮膚のように呼吸、排泄、生産が可能で、砂漠の生態系の安定性を維持するだけでなく、「色を変える」こともできます。

新疆生態地理研究所の研究員である張元明氏は、20年以上前に偶然この秘密を発見し、それ以来「砂漠の皮膚」の謎を研究し始めた。彼は、この「色の変化」は、地殻を構成する主な種である砂漠の苔が、外部の水の変化に非常に敏感な生物であるためであることを発見した。干ばつや水不足の状態では、苔は休眠状態となり、濃い茶色に見えます。水が利用できると、数秒以内に葉が急速に伸び、黒から緑に変わります。さらに、研究によると、砂漠の苔は水分喪失率が 98% であっても水不足で死ぬことはないことがわかっています。 「乾燥しても枯れない、そしてすぐに生き返る」というのも魔法の特徴です。

砂防の「究極の目標」は、「砂」を「土」に変え、貴重な「砂漠の皮膚」、つまり生物学的土壌地殻を形成することです。現在、砂の表面にシアノバクテリア、地衣類、コケ類などの隠蔽植物を接種して生物土壌クラストの形成を促進する人工生物土壌クラスト技術は、土地の砂漠化制御における最先端の探究と効果的な生物学的戦略の1つになりつつあります。近い将来、見た目では判断できないこの「砂漠の皮膚」が、砂の生態系維持に大きな役割を果たすようになると信じています。