原石の中のダイヤモンド 乾燥地の微生物は劣化した土地の修復と砂漠化の緩和のための生態系エンジニアである
原石の中のダイヤモンド 乾燥地の微生物は劣化した土地の修復と砂漠化の緩和のための生態系エンジニアである
ラモーナ・マラスコ、ジャン・バティスト・ラモンド、マーク・W・ヴァン・ゲーテム、フェデリコ・ロッシ、ダニエレ・ダフォンチオ
初出:2023年1月15日
https://doi.org/10.1111/1751-7915.14216
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概要
私たちの地球は生態系の大規模な崩壊の瀬戸際にあり、乾燥地域はすでにストレスを受けている生態系に対する選択圧力の大きさを増大させる様々な環境・気候上の課題を経験している。最終的には、乾燥化・砂漠化、すなわち、機能・食物網が変化し、微生物群集ネットワークが変化した、簡素で不毛な生態系(微生物負荷と多様性が比例して減少する)に至ることになる。したがって、このような脆弱なバイオームにおいて土壌の健全性を維持・回復することは、気候変動の影響を緩和するのに役立つと考えられる。我々は、微生物とその機能的特性およびネットワークの保護が砂漠化との戦いの鍵であると主張する。特に、乾燥化が進む土地において、土壌の健全性を保全・回復し、土壌の枯渇を緩和するために、乾燥地固有の土壌微生物や微生物群、乾燥地植物とそれに関連する微生物相に依存することは、合理的で可能で、確実に実用的であると主張している。さらに、これは、世界的に土壌の生物多様性を保護/安定化(さらには強化)するという目的にも合致する。微生物の多様性を考慮した緊急の保全・修復活動を行わなければ、最終的には、単純に、もう守るべきものがなくなってしまうのです。
背景
陸域表面は、降水量(P)と潜在蒸発散量(PET)の比である乾燥指数(AI)が0.65以下の場合に乾燥地と定義されます(Prăvălie、2016)。乾燥地は、地球の出現表面の45%以上を占めており、したがって、そのバイオームは、陸上バイオーム全体の主要な構成要素である。乾燥生態系のバイオームを生物多様性の面で貧弱で、世界的な経済貢献度が低いと分類しがちな誤った認識にもかかわらず、ほぼ30億人の人類と世界の食糧生産の~半分(全耕作地の45%と家畜の50%)がそれぞれ乾燥地に住み、乾燥地から発生しています(IPCC、2019年)。これに、自然改変による(共)進化によってこれらの地域で生き残るために適応した野生および固有生命体の巨大な多様性を加えなければなりません(Maestre et al.) しかし、メタン(CH4)、亜酸化窒素(N2O)、二酸化炭素(CO2)などの温室効果ガスの人為的な濃度上昇によって引き起こされた気温と気象パターンの変動は、地球規模の乾燥化の激化を伴うものであった。その結果、乾燥地が拡大し(地表の20%以上;Huang et al., 2016)、生態系の機能、すなわち土壌肥沃度と植物の生産性と多様性が急激に変化する(Berdugo et al.) 1cmの表土を形成するのに最大1000年かかるが、そのような土壌が覆われない/保護されない場合、この1cmはたった一度の大雨で失われる」(FAOの土地・水部門ディレクター、Mansur氏の引用、2019)と仮定すれば、このダメージから環境が回復するには人間の一生よりはるかに長い時間が必要なため、劣化、乾燥化、砂漠化による(表)土の喪失は人新世における生態系の維持にとって重大な問題であることは明らかであろう。さらに、砂漠化は新たな乾燥地の形成を促すだけでなく、既存の乾燥地にも脅威を与える。より具体的には、多くの乾燥地バイオームの生きた皮膚である生物学的土壌地殻(BSC)の生物多様性、被覆、安定性(Weber et al. 生物多様性の低下と生態系の不安定さは、不適切な土地管理、過放牧、不適切な農法、帯水層の過剰搾取によって強まる(Maestre et al, 2022; Martínez-Valderrama et al, 2020)。その結果、乾燥地の食糧生産収量は減少しており、アフリカやアジアの飢饉になりやすい乾燥地域では劇的な長期的影響を受けており、世界で2億5000万人が影響を受け、今後10年以内に10億人が危険にさらされる(IPCC, 2019)。
地球規模の変化によってもたらされる新たな環境条件に適応するために、自然および管理された乾燥地(食料生産用など)は新たな定常状態に達する必要がある。本意見では、乾燥地の微生物相-すでに乾性ストレスや貧栄養状態に適応している-は、水不足が進む中で植物種の短期および長期の持続性と生存を支えるために活用される可能性があることを主張します。BSCsと砂漠の乾生植物マイクロバイオームは、干ばつや乾燥に対する広範な自然解決策を提供できるユニークな微生物(エコ)システムである。我々は、乾燥地土壌の保全・修復・管理プロジェクトの最前線で、(i)土壌侵食対策、(ii)緑化促進、(iii)植物栽培の改善のために、これらを活用・応用すべきであると議論している。
なぜ乾燥地の土壌は劣化の危機にさらされているのでしょうか?気候変動の進行に伴う土壌微生物群集への影響
土壌とその(微)生物圏は、人間の生活と食料生産(作物や家畜など)にとって非常に重要です。我々は、土壌の健全性と生産性に依存しており、その結果、それらを支える健全で生産的で機能的なエダフィックな微生物群に依存している(Timmis & Ramos, 2021)。最近の研究では、乾燥化/砂漠化は、土壌の微量栄養素組成と物理化学的特性に有害な影響を与え(Moreno-Jiménezら、2023)、さらに、土壌微生物群集の組成、多様性、機能、生態系サービスの提供(Guerraら、2022)であると主張しています。こうした研究を総合すると、気候変動は世界的に土壌の(ミクロ)生物学、化学、安定性に有害な影響を与えており、乾燥地の土壌とその固有微生物群集は陸上バイオメスの中で最も脆弱なものの一つであることがわかります。このことは、これらの脆弱な生態系が、一般にアルファ多様性の低い、独特の土壌微生物群集を保有しているという事実によってさらに強調され、最近、乾燥地土壌が自然保護ホットスポットとして特定されるに至っています。植物やBSCを欠く不毛の土壌は、新たに獲得した粉塵排出の可能性によって、さらに人間や環境に対する脅威となる。実際、砂漠のダストプルームは、大陸間を移動することができ、高感度かつ/または原始的なシンク環境の潜在的侵入者、食用作物または人間に対する潜在的病原体となり得る、非常に回復力のある外来粒子結合微生物を輸送する(Behzadら、2018年)。これらの「目に見えない大気の旅人」は、大気温度の上昇によってより長く生存し、したがって現在可能な距離よりも長い距離を移動することができると予測され(Archer & Pointing, 2020)、そのような懸念を悪化させる。
アルバート・アインシュタインの「解決策のない問題は、うまく説明できない問題である」という言葉を裏付けるように、乾燥地の微生物群は、乾燥地の生態系生物学とサービス提供を支配しているにもかかわらず、世界規模の砂漠化緩和戦略では通常無視されています。これは驚くべきことで、微生物は準恒久的な乾燥ストレス条件下に対処し機能するために、特に紫外線耐性や特定の基質に定着する能力、ゲノムのG + C含有量の適応、熱ショック応答の開発など、多くの独創的な戦略を開発してきました(Jordaan et al.) したがって、我々は砂漠農業の生産収量を支え、土壌浸食を軽減するために乾燥地微生物の利用を提唱している。実際、既存の固有BSCの播種とより良い管理は、乾燥地の土壌安定性を高めることができ(Reeveら、2023)、有益な微生物(例えば、植物成長促進、PGP)と組み合わせて使用すれば、乾燥地の緑化戦略の最前線となり、砂漠農業生産を高める可能性も持っている。
土壌の安定性と品質を向上させるエダフィック微生物とはどのようなものか?乾燥地では、土壌の「生きた皮膚」を保護・回復することが重要です
エダフィックな微生物集団は、乾燥地の土壌の健全性と生産性/肥沃性に極めて重要ですが、その存在量と多様性は、生物的ストレスの程度、資源の制限、乾燥度に反比例します(Maestre et al.、2015年)。乾燥地では、微生物は、光栄養画分、豊富な真菌成分、そして多くの場合、より成熟した発生段階の小型植物やコケからなる複雑で構造化された表土の群集、すなわちBSCsを形成しうる(Weber et al.、2022)。BSCは、主に生物地球化学的循環(炭素・窒素固定、リン動員、生物学的利用能など)に関連する重要な生態系サービスを推進し、大気とのガス交換を仲介し、乾燥地の水循環を支え、表土の侵食を制限することから、乾燥地の生息地にとって不可欠な生物的要素である(Pointing & Belnap, 2012)。BSCは、乱されていない定常状態で存在する場合、乾燥地生態系の安定した構成要素であり、生態学的連続体における絶頂期、すなわち生物学的生態系の構成要素が互いに、また環境と均衡している状態に達するために不可欠なものである。しかし、乾燥化が進むと、このようなBSC群集の被覆や分布が不均一になり、土壌の肥沃度が損なわれ、大気中への粉塵放出が促進される。
乾燥土壌における生物活動のほとんどは最上層で起こっているため、BSCによる土壌侵食耐性の向上は、乾燥地生態系の機能と多機能性を維持するための極めて重要な要素であると考えられる。また、BSCの保全は、土壌の栄養プールと保水性の維持にも正のフィードバックがある。実際、BSCの物理化学的特性が変化すると、風食や水食による土壌の横移動によって土壌養分プールが急速に枯渇し、蒸発による土壌-大気間の水交換が加速され、土壌水バランスに影響を与える。そのため,砂の安定性を制御し,植生を回復させるためのアプローチとして,機械的(例:わらぶき),化学的(固定化剤)または生物的(例:微生物の生物接種による)土壌安定化がますます研究されており,中国で行われた多くの研究によって報告されています。ストローチェッカーボードは、風食の閾値摩擦速度、すなわち土粒子を剥離し、攪乱要因を排除するために必要な最小摩擦速度を高めるため、生態系修復のための工学的対策として研究が進められている。このようにして、さらなるバイオテクノロジーの介入(例えば、微生物のバイオインキュベーション)の有効性が高められる。
安定した生態系の定常状態を実現する上でBSCが不可欠であることを考えると、BSCの劣化と喪失の2つの決定的な要因である物理的撹乱と気候変動が、BSCカバー、その群集構造および機能にどのように影響し、その破壊的な結果が生態系プロセスにどのように反映されるかを予測することが重要である。物理的撹乱(例:車両や人間の踏みつけ、動物の放牧)は、後期のBSC(「成熟した」コケ/地衣類が優占する)から初期のシアノバクテリアが優占するBSC(またはBSCのない荒れた土壌)への退行を促し、保水性、炭素バランス、窒素循環に正負の影響を与える。これは、BSCが提供する生態系サービスが、その成熟段階とコケや地衣類の存在に正の相関があることに起因する。実際、BSCの消失は、蓄積されたTOCの減少や炭素蓄積への長期的な影響という点で大きな欠点がある。さらに,BSCの独立栄養成分の撹乱や改変は,乾燥/半乾燥バイオーム(Rossi et al., 2015)のCO2吸収能に劇的な影響を与え,陸上生態系が1年間に吸収する総C量のかなりの部分を占め,炭素-気候の正のフィードバックが生じる(Dacal et al., 2022)。このことから、BSCの修復と保護は、乾燥地システムにおける栄養塩のバランスを維持し、乾燥地におけるCの蓄積とCの固定を増加させることができると考えられる。
生態系の機能と多機能性はBSC群集の豊かさと厳密に関連しており、その保全は修復の実践者にとって最も重要なことと見なされるに違いない。したがって、寒冷地と高温の乾燥地の両方において、BSC群集が気候変動シナリオに対して長期的にどのように反応するかを理解することが急務である。バイオテクノロジーを用いたアプローチにより、乱れたBSCの再生や新規導入が可能になりつつある。このような介入は、いずれにせよ、特に土地管理を担当する人々に対して、BSCの生態学的意義に関する意識向上と教育を伴わなければならない。これは、BSCに対する物理的なダメージを軽減するための有効かつ効果的な政策を策定するのに役立つ。既存の撹乱を取り除くことは、BSCの受動的回復を促し、可能な限りの修復アプローチの有効性を高めるための重要な前提条件である。BSCの物理的攪乱は軽減することができるが、多くの乾燥地生態系にとって避けられないと考えられている降水パターンと気温の将来の変化は予測することしかできない。気候変動がBSC群に与える影響の大きさを予測し、それを緩和するために、制御されたマイクロコズムやフィールド実験から得られる最新/新規の予測モデルを精緻化することを提唱する。同時に、生態系の代替定常状態の可能性を予測し(Zaneveld et al., 2017)、より脆弱な地域の目標復旧/復興計画を考案する(Coban et al., 2022)ことは、BSCの損失/利益の全体的影響を評価し、その場しのぎの対策戦略を定める重要な目標である。
乾燥地の植物と農業システムは、気候変動と砂漠化の下でどのように生き残るのだろうか?植物マイクロバイオームは乾燥地の緑化・耕作に味方する
乾燥地では、干ばつや砂漠化により、1分間に最大23ヘクタールの植生が失われていると推定されています(UNCCD)。最悪のシナリオは、乾燥化によって生態系の多機能性が体系的かつ急激に変化し、最終的に植物の生産性を支え/維持できなくなり、土壌肥沃度と植物被覆に著しい悪影響を及ぼすというものです(Berdugo et al.、2020)。この恐ろしいシナリオは、「2100年までに地球の陸上表面の20%以上が、これらの乾燥化の閾値の一つまたはいくつかを超える」(IPCC, 2019)ことを考えると、歴史上の乾燥地に起こったような新しい環境条件に進化し適応する十分な時間がないまま、日に日に現実的になっている(マエストレら, 2021)。
この文脈では、少なくとも1980年代初頭から砂漠化について警告されてきた当局や科学者、そして一般市民や農民、「ステークホルダー」は、植物を含む各生物の複雑さを考慮しなければならない。植物は、生きた土壌(エコ)システムと相互作用する単体の生物ではなく、それ自体が生態系であり、より正確に言えば、メタ生物/ホロビオントです。植物は、複雑で異質な微生物群(関連するマイクロバイオーム)と共進化し、健康/体力を増進させ、適応を促進しているからです(Trivedi et al.) このため、植物マイクロバイオームは、メタ生物(すなわち植物とマイクロバイオーム)の(急速な)環境変化への適応に関与する第2の植物ゲノムとしても描かれ、考えられている(Angulo et al.、2022年)。生物学的適応」という古典的な見方を「微生物を介した生物学的適応」に置き換えることはまだ難しいとしても、私たちはこの分野の最新の研究を無視することはできない。私たちは、植物とそのマイクロバイオームという2つの構成要素の適応戦略/プロセスを活用するために、この全体観を理解し、活用しなければならない。両者の協力と共進化は、自然および管理されたシステムにおいて、植物-メタ生物の回復力(生態学的および進化的適応)、成長および生産を保全、回復および改善する鍵であり(Muellerら、2020)、特に温暖化と乾燥化が進む世界では重要である(Trivediら、2022)。このことは、乾燥地の植物作物の生育を改善するために、微生物の機能貯蔵庫を探索することができる/すべきことを意味しています。さらに、私たち科学者コミュニティは、土壌/植物管理に携わる関係者に、マイクロバイオームの役割に関する上記のメッセージをより広く伝え、教育する必要があります。例えば、農業関係者は、作物生産を改善するためになぜ土壌に窒素を加えるのか、それはさらに流域富栄養化などの劇的な影響を与える可能性があるのに、窒素固定微生物を利用できるのか、という疑問を持つかもしれません。
ゲノム技術の進歩により、環境微生物群集のより良い理解への道が開かれましたが(Marasco et al, 2022)、砂漠や乾燥生態系の乾生植物に関連する微生物群集の多様性に関する知識(どの微生物がいるのか)、その機能的役割(何をしているのか)、その選択と採用を促すプロセス(なぜいるのか)、そしておそらく「マイクロバイオームサービス」を効果的に実行できる自然ベースのソリューションの確立にはさらなる努力が必要とされています。微生物の(救助)効果の利点を探り、利用するために、最近、再野生化植物マイクロバイオーム仮説が提案されている(Raaijmakers & Kiers, 2022):家畜化によって失われた祖先のマイクロバイオータの主要メンバーを復活させることによって、植物の健康を向上させることができる。
この革新的で自然なアプローチは、合成微生物群に頼るのではなく、「栽培/作物」から「野生/祖先」へと移行し、原生生態系で植物と長く共進化してきた有益な微生物プレイヤーを特定することの重要性を強調している。このような研究は、乾燥生態系に生息する「近縁の姉妹植物」に関連する微生物群集に拡大することができると考えています。しかし、微生物群集の構成要素(特に細菌、古細菌、菌類)については、特に非農耕地植物については、まだ包括的な理解が不足しており、レスキュー/有益微生物が仲介する潜在的生態系サービスのネットワークは、その機能面においてまだ捉えきれないことが、利用可能な文献から確認されています。
植生を促進し、劣化した土地を回復させるために、プロバイオティクス微生物をどのように選択し、利用すればよいのだろうか。
気候変動は、土壌生態系、土壌固有の生命体、微生物生態系、生態系サービス、多機能性などに予測不能な影響を及ぼす。このような背景から、特に乾燥地では、健全な生態系に存在する微生物の生物多様性が「土壌の生存の鍵」であるため、これを保全する必要があります。さらに、乱れた生態系マイクロバイオームを再構築するために、生態系の修復計画に微生物の要素を組み込み、土地管理の実践の中で考慮することが極めて重要である(Averill et al.、2022)。
土壌マイクロバイオームと、植菌ベースの技術によるその操作は、ますます科学的研究の焦点となっている。現在、利用可能な方法は主に目標と方法論において異なっており、土壌生産性と肥沃度を目的とした行為と、土壌生態系の構造と微生物多様性の保全または回復に適した技術を包含している。その手法は、植菌によるアプローチ(有益な微生物株やその生物生産物を土壌に添加する)とマイクロバイオーム移植によるアプローチ(健全な「犠牲区」から採取した微生物群集全体を「異種区」に移植する)とに分けられます。重要な点は、これらの技術は環境微生物群集を操作することによって作用するということです。環境微生物群集は、相互作用する多くのメンバーからなる複雑な存在であり、その相互作用はほとんど解明されていません(De Roy et al.、2013)。気候変動などの外的要因に対して微生物群集がどのように反応するかを総合的に予測することはまだできませんし、微生物群集が加法的操作に対してどのように反応するかを確実に判断することもできません。それは、外科的に思い通りの変化を作り出すことができるかどうか(あるいはできないか)を問うことを意味する(Li et al., 2021)。したがって、植菌アプローチの微調整は容易ではない。
生態系プロセスは、機能性微生物群の多様性に関連しており、単に土壌の種の豊富さだけではありません。したがって、理論的に有益とされるランダムな微生物群の存在量や活性に作用しても、期待される長期的な効果が得られない可能性があり、微生物群集のバランスにとって逆効果になる可能性さえあります。例えば、菌根菌の胞子を混合した市販のバイオ肥料については、在来の菌根菌の群集に対して侵略的な影響を与え、侵略的な植物と同様の影響を与える可能性が懸念されている(Koch et al.、2011)。したがって、環境プロセスにとって重要な反応を示す攪乱に対してより敏感な分類群を特定し、モニタリングするために、分子的アプローチを最適化する上流準備作業が必要である。提案されているアプローチは、一般的に行われているようにマイクロバイオーム全体ではなく、主要な機能グループの豊富さ、アルファ多様性、均等性、系統関連形質の非類似度を決定することです(De Roy et al.、2013)。このようにして、存在量と活性が脅かされている分類群に作用することが可能になり、したがって、特権的なモニタリングの対象になるのである。
特定の微生物株/コンソーティアを接種する方法とマイクロバイオーム移植の両方には、現在、利点と弱点があります。前者については、小規模農家でも管理しやすい反面、接種物の準備と検証までのワークフローに、かなりの資源と時間の投資が必要である(Bashan et al.、2014)。プロセスの各段階(菌株の分離、機能形質のスクリーニング、最適な培養方法の選択、製剤化)および送達方法の選択(土壌中への接種物の分配方法など)は、接種物の適合性と性能にさまざまな程度で影響を与えるため、非常に重要である。実験室の最適な条件下で培養された植菌は、標的の土壌という大きく困難な敵対的環境に導入される(Rossi et al.、2022)。植菌は、環境条件によって長期間にわたって淘汰されてきた在来の微生物叢との競争に生き残るという、最も複雑なハードルを維持できるように処理・配合されなければならない。これが、対象地から分離された菌株の使用が望ましい理由である。外来種の持ち込みを避け、予期せぬ結果を招かないようにすることに加え、在来種の植物を使用することで、現地の環境条件に効果的に適応できる可能性が高まる。しかし、このようなアプローチだけでは処理の成功は保証されない。特定の植菌の種類に合わせて植菌の準備を細かく調整することが非常に重要である。例えば、シアノバクテリアの場合、「硬化」プロセス、つまり、接種前に接種物を数回の湿乾サイクルにかけ、光強度を上げることで良い結果が得られた(Giraldo-Silva et al.、2019)。特定の微生物群のために設計されたプロトコルを標準化し、これを科学界と共有することで、接種物の適応の機会の最適化を高めることができる。この枠組みの中で、より重要な接種菌種の生理学的特性や接種可能性に関する基礎研究は、技術の統合のために奨励されるべきものである。また、菌株やコンソーティアの特性データベースを作成し、それをもとに、菌株の適用方法や土壌への影響に関する複数の独立した研究を行うことで、大規模な適用に向けた効果的な実験計画の重要な支援になると考えている。
微生物群移植法は、劣化土壌の近傍にある健全な「ドナー」地域の微生物群に依存するため、このような上流作業の負担を軽減できる可能性があります。合成微生物群」の植菌には培養可能な種しか含まれませんが、移植された天然微生物群には、その地域の環境(ストレス)条件にすでに適応した培養可能なメンバーと未培養のメンバーの両方が寄与しています。微生物群の移植は、特にBSCの修復に採用されており、乱れたBSCに敷地外のBSC断片やスラリーを天然肥料として使用している(Maestre et al.、2006)。この方法は有望であるが、得られる接種物の量が限られているという欠点と、健全な生態系を「犠牲の地」に変えてしまう危険性を考慮する必要がある。
現在、植菌技術の実用化は、主にマイクロコズムやメゾコズムレベルの研究に頼っている。一方、大規模な植菌アプローチは存在するが、稀であり、特定の微生物群に限定されている(Lan et al.、2014)。そこでは、大規模なバイオマス培養のための施設、接種物の分配に適した設備(改良型灌漑システムなど)が必要となるため、コスト/ベネフィットの考慮がより急務となっている。処理された生態系の長期的な収益に関する知識のギャップと不確実性が、現在のハードルとなっている。基本技術が確立されれば、現場での実用的かつ経済的に持続可能な方法への投資が続くはずである。光合成微生物の培養にオープンレースウェイポンドを使用すること、エネルギー源として直射日光を利用すること、培養コストを削減するために費用対効果の高い培養基を使用することなどが現在有効な提案であると思われる。また、特に処理対象地域が遠隔地で施設から遠く離れている場合、大きな水塊の輸送や移動にかかる費用を抑えるために、少ない水量で生育できる植菌の選択も考慮すべき点である。
まとめ
国連は2020年からの10年間を「国連生態系回復の10年」と宣言し、この追求におけるBSCの役割に注目した。しかし、最近のCOP27の結果を見ると、気候変動に対して効果的な決定を下すよう政治指導者を説得するには、まだ多くの課題が残されていることがわかる。
このような政治的現状において、地球上で最も大きく、最も脆弱なバイオームを構成する乾燥地にはほとんど注意が払われておらず、土壌浸食や肥沃度の損失を防止・軽減するために、その適応・選択された土壌微生物群集を応用することはさらに困難であると考えられる。ここでは、乾燥地システムの理解や修復への応用における最近の重要な進歩、そして気候変動との戦いにおける自然ベースのソリューションの必要性から、私たちの意見を述べたいと思います。我々は、乾燥地固有の土壌微生物相が、気候変動の脅威の下で脆弱な土壌生態系を保護し、乾燥地の農業と食糧生産を維持するための具体的かつ実行可能な解決策であることが明らかになったと考える。
上述のように、砂漠化および土壌侵食は、微生物によるネイチャーベースの解決策を適用することで対抗する必要があります。乾燥条件に適応した微生物、微生物群集、そしてBSCや乾性植物などのメタ生物は、このようなネイチャーベースのソリューションに利用される可能性があり、劣化した景観の生態系修復において実施される戦略の最前線に立つべきであることを示す証拠が存在する。乾燥・砂漠生態系とその生物相の生物多様性と生活史的特性は最も重要であり、外来微生物や人工的プロセスの導入よりも自然の優位性を提供するものである。
乾燥地における乾燥化の影響を緩和するために使用できる微生物を中心とした戦略について説明した。(i)乾燥地の浮遊性マイクロバイオームを完全な破壊(完全砂漠化)から保護・保全し、すでに影響を受けている場合はその生物多様性(BSCsや植物など)を回復すること、(ii)有益微生物(プロバイオティクス)を用いて乾燥地の作物の適応を支援すること。これらのアプローチを組み合わせれば、土壌侵食を抑えることができ、乾燥地管理の現在のやり方を改善するために利用すべきであり、単独または共同で利用できる可能性を持っている。つまり、今行動しなければ、乾燥地が拡大しているため、そのBSCや植生が消滅する危険性があり、将来的に守るべきものがなくなってしまうのです(図1)。すでに失われた土壌の微生物の生物多様性と多機能性を回復させることは、生態学的・社会的に責任ある景観回復の試みにとって重要であり、特に、固有の土壌微生物が健全であれば植物はバイオマス生産を加速させるからである。したがって、私たちは、もはや「待っている」時間はないことを緊急に認識することを強く提唱します。行動を起こし、決断を下すべきである。生態系の大惨事の規模からすれば、BSCの被覆が世界的に侵食され、20億人が飢餓の危機に瀕しているのに、目標外の影響を監視するよりも、乾燥地の保全と回復を図る方が、確かに急務なのである。
詳細は画像に続くキャプションをご覧ください。
図1
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著者による寄稿
ラモーナ・マラスコ。概念化(リード)。ジャン・バティスト・ラモン。概念化(同等)。Marc W. Van Goethem: コンセプチュアライゼーション(イコール)。Federico Rossi: コンセプチュアライゼーション(イコール). Daniele Daffonchio: コンセプチュアライゼーション(対等).
謝辞
本研究は、KAUST WDRC CCF資金FCC/1/1971-44-01の支援を受けている。原稿を批評してくれたDr Marco Fusiと、図の画像を描いてくれたグラフィックデザイナーのClaudia Andreottiに感謝する。
資金情報
資金提供情報はありません。
利益相反
著者らは、利益相反がないことを宣言する。
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