科学者たちは、アーバスキュラー菌根菌の密度とバイオマスに関する世界初の地図を作成し、推定110京キロメートルにも及ぶ微細な菌糸からなる地下システムの存在を明らかにした。
東部夏時間午後1時34分に公開
ほとんどの人が目にすることのない、世界最大の生物ネットワークは、世界中の森林、草原、農場、そして裏庭の土壌の中に張り巡らされている。
科学者たちは今回初めて、この隠れた菌類のインフラを地球規模でマッピングし、それが最も高密度に集中している場所、含まれる炭素量、そしてどの景観がそれを最も危険にさらす可能性があるかを推定した。
国際研究チームは、アーバスキュラー菌根菌（一般的にAM菌として知られる）に焦点を当てた。これらの微細な生物は、植物種の約70％の根と共生関係を築き、植物に水と栄養分を供給する一方で、光合成によって生成された炭素を受け取る。
菌糸と呼ばれる糸状の細胞は土壌中を枝分かれし、植物が必須資源を見つけるために利用できる面積を劇的に拡大する。地球の表土全体に広がるこれらの菌糸の総延長は、推定で約110京キロメートルにも及ぶ。
それは地球と太陽の間の距離の約10億倍に相当する。
研究者らはまた、これらのネットワークには約300メガトンの炭素が含まれており、これは現在生きているすべての人間の総質量のおよそ4～6倍に相当すると推定した。
「アーバスキュラー菌根菌ネットワークの世界的な密度とバイオマス」と題された査読付き研究論文は、6月11日に科学誌『サイエンス』に掲載された。この研究は、地下ネットワーク保護協会（SPUN）のジャスティン・スチュワート氏が主導し、オランダのAMOLFやシェフィールド大学などの研究機関の研究者と共同で行われた。
この研究は、科学者たちが地球を一周する単一の途切れることのない生物を発見したことを意味するものではありません。この地図は、世界中の土壌に生息する無数のAM菌ネットワークの密度とバイオマスをモデル化して推定したものです。
その区別は重要です。「地球規模の菌類ネットワーク」は、これらの菌類によって作られた惑星規模のインフラを説明する上で有用な表現ですが、この地図は地球上のすべての樹木や植物が、一つの連続した地下ネットワークでつながっているという証拠にはなりません。
科学者たちが作り上げたのは、より精密なものだ。それは、AM菌のインフラが集中している場所と、それが減少している場所を、キロメートル単位で推定するものだ。
目に見えない世界の地図を作る
微細な菌類の分布図を作成することは、森林や河川、山脈の地図を作成するのとは全く異なる難題であった。
菌糸は人間の髪の毛よりも細いことが多く、土壌中の他の微細構造と区別するのが難しい場合がある。また、植物、水、温度、栄養分に応じて成長、収縮、再編成を行う。
研究者らは、過去322件の研究で記述された1万6000個以上の土壌コアから、真菌密度データを収集した。これらのサンプルは、ツンドラや砂漠から熱帯雨林、温帯草原、農耕地まで、様々な環境を代表している。
研究チームはその後、土壌観測データと環境情報を組み合わせた機械学習モデルを開発し、直接測定が行われていない地域におけるAM菌ネットワークの密度を推定した。
これらの推定値を改善するため、AMOLFの研究者たちはロボット画像技術を用いて、実験室条件下で培養された30万本以上の生きた菌糸を調査した。この画像解析により、研究者たちは目に見える菌類の構造と、その下にあるバイオマスとの関係を較正することができた。
完成した菌根インフラマップは、氷冠や信頼できる予測を行うのに十分な情報が得られなかった場所を除き、地球上の約1平方キロメートルの個々の領域について推定値を提供します。EurekAlert !
モデル予測によると、地表から15センチメートルまでの土壌における菌糸の平均密度は、1立方センチメートルあたり約4.4メートルである。つまり、ごく少量の健全な土壌にも、驚くほど長い菌糸のネットワークが存在する可能性があるということだ。
筆頭著者のジャスティン・スチュワート氏は、公表された声明の中で、小さじ一杯の土壌には最大10メートル（約32フィート）もの菌根ネットワークが含まれている可能性があると述べた。EurekAlert !
これらの菌類が植物にもたらす効果
AM菌は、単なる分解者や植物の根の近くに生えるキノコではない。
菌類は植物と物質交換を行う。植物は光合成によって生成された糖類やその他の炭素化合物を菌類に供給する。菌類は菌糸を使って、植物の根が容易に届かない土壌の隙間からリン、水、その他の栄養素を収集する。
健全な菌根ネットワークは、植物の有効な養分採取範囲を最大100倍に拡大する可能性がある。また、研究で発表された情報によると、一部の植物では、菌根ネットワークが植物が利用するリンの80％以上を供給することもあるという。
この共生関係は古くから存在する。菌根菌は、数億年前の初期の植物が陸上に定着するのを助けたと考えられている。植物は日光を利用でき、炭素を豊富に含む化合物を合成できたが、原始的な根は栄養素を効率的に吸収できなかった。菌類はエネルギーと引き換えに、これらの栄養素を提供したのだ。
現代の生態系も、依然として同じような生物学的相互作用に依存している。
この関係は、植物の成長、土壌構造、栄養循環、環境ストレスへの耐性に影響を与える。菌糸は土壌粒子を結合し、水の移動に影響を与える経路を作り出す。菌類組織が死滅したり、化合物を土壌中に放出したりすると、その炭素の一部が土壌中に残る可能性がある。
そのため、科学者たちは菌根菌を地下環境の小さな構成要素として扱うのではなく、地球の生命インフラの一部として捉える傾向が強まっている。
炭素循環と結びついたシステム
この新しい地図は、炭素が植物、菌類、土壌、大気の間でどのように移動するのかを理解するための科学的な取り組みにも貢献する。
研究者らは、AM菌ネットワークが毎年約40億トンの二酸化炭素を土壌中に放出していると推定している。この数値は、人間の活動によって発生する年間二酸化炭素排出量の約11％に相当する。
これは、菌類が排出量の11％を永久的に相殺するという意味ではない。
地下に運ばれた炭素は、菌類バイオマスに留まったり、他の土壌生物に取り込まれたり、化学的に安定化したり、最終的には呼吸や分解によって大気中に戻ったりする。炭素が土壌中に留まる期間は、気温、水分量、土壌化学組成、微生物活動、土地管理など、地域の状況によって異なる。
したがって、この研究は、菌類ネットワークが化石燃料排出量削減の単純な代替手段となるという証拠として解釈されるべきではない。
菌類が気候において重要な役割を果たすのは、より広範な炭素循環におけるその役割にある。有害な菌類ネットワークは土壌中の炭素の移動と保持を妨げる可能性がある一方、健全な生態系を保護することは、何百万年にもわたって地球を調節してきた自然のプロセスを維持するのに役立つ可能性がある。
この地図は、研究者にとってこれらのプロセスを監視するための新たな基準となる。
草原が菌類の拠点として台頭する
最も注目すべき発見の一つは、草原に関するものである。
研究者らは、草原生態系には世界のAM菌類バイオマスの約40％が存在すると推定している。特に密なネットワークは、南スーダンの洪水草原、フロリダのエバーグレーズ、チベット高原の一部で予測されている。EurekAlert !
森林は、自然保護や炭素貯蔵に関する議論において、しばしば最も大きな注目を集める対象である。しかし、今回の新たな研究結果は、地上部の植生が比較的単純に見える草原にも、地表下に巨大な生物システムが存在していることを示している。
その重要性には、同時に脆弱性も伴う。
草原は地球上で最も保護されていない生態系の一つである。このプロジェクトに関わる研究者によると、草原は森林転換の約4倍の速さで農地に転換されているという。
草原が耕作されたり、大量の肥料が施されたり、集約的な農地に転換されたりすると、そこに生息する菌類群集が破壊される可能性がある。影響を受けた生物の多くは地中に生息しているため、その結果生じる損失を目にすることは難しい。
畑は見た目には緑色のままでも、その内部に隠れた生物学的基盤は著しく薄くなっている可能性がある。
農地ではネットワーク密度が低かった
この研究では、大規模な農地におけるAM菌ネットワークの密度は、攪乱の少ない自然生態系における密度の約半分であると予測された。
この比較は、あらゆる形態の農業が同じ量だけ菌類密度を減少させることを証明するものではない。また、単一の農業手法がその差の原因であると断定するものでもない。
集中的な耕起は菌糸を物理的に破壊する可能性がある。一部の肥料は植物の菌類共生への依存度を低下させ、植物が共生関係に供給する炭素量を減少させる。作物の選択、農薬、土壌の圧縮、灌漑、生育期間の生きた根の不在なども、菌根菌群集に影響を与える可能性がある。
しかし、著者らは、個々の農法が様々な土壌や気候において真菌の機能にどのような影響を与えるかを正確に判断するには、科学者たちはまだ十分な情報を持ち合わせていないと警告している。
シェフィールド大学の植物土壌プロセス教授で、今回の研究にも携わったケイティ・フィールド氏は、大学の声明の中で、耕作地の密度低下は憂慮すべき事態だと述べた。また、研究者たちは、さまざまな環境条件や農法が菌類の健康、炭素貯蔵、栄養循環にどのように影響するかについて、まだほとんど分かっていないと強調した。 シェフィールド大学
その注意喚起は、地図の重要性を弱めるどころか、むしろ高めるものである。この地図は、すべての菌類ネットワークが同じように反応すると仮定するのではなく、研究者が直接測定や農業試験を実施すべき場所を示している。
別の地図が先に登場した
今回の新たな研究は、2025年7月に科学誌『ネイチャー』に掲載された、関連する世界規模のマッピングプロジェクトに基づいている。
その先行研究では、130か国から採取された約2万5000個の地理情報付き土壌サンプル（28億個以上の真菌DNA配列を含む）が用いられた。そして、菌根菌の多様性と固有性の予測されるホットスポット、つまり多くの種や非常に珍しい群集が存在する可能性が高い地域を地図上に示していた。
研究者らは、予測された菌根菌の多様性ホットスポットのうち、保護区域内に位置するのは10％未満であることを発見した。また、地上植物の多様性は地下菌類の多様性を確実に特定するものではないことも明らかになった。ネイチャー誌
この2つの地図は、異なるものを測定している。
2025年のネイチャー誌の研究では、菌根菌の多様性が最も高い場所はどこかを調査した。2026年のサイエンス誌の研究では、AM菌ネットワークの物理的な密度と、それらに含まれるバイオマス量を調査した。
生態系は、必ずしも種の多様性が最も高いとは限らず、菌類のバイオマスが非常に大きい場合がある。逆に、ある地域は、菌糸の総延長が最も長いとは限らず、希少な菌類種が存在する場合もある。
効果的な保全計画には、両方の種類の情報が必要となる場合がある。
この地図は模型であり、直接の写真ではありません。
その前例のない規模にもかかわらず、この新しい地図にはかなりの不確実性が含まれている。
科学者たちは地球上のすべての菌糸を採取して測定したわけではない。彼らは土壌観察、実験室での画像解析、環境データ、機械学習を用いて、サンプル採取されていない地域について予測を行った。
世界の地域によっては、他の地域よりもはるかに広範囲にわたって研究が行われているところがある。一般的に、ヨーロッパと北アメリカは、人里離れた熱帯雨林、政情不安な地域、中央アジアやアフリカの孤立した地域よりも、科学的なサンプリングの密度が高い。
このモデルは菌類ネットワークが密集している可能性のある場所を特定できるが、現地の状況を確認するには依然として現地調査が必要である。
したがって、世界全体の推定値である110京キロメートルは、科学的に導き出された近似値として理解されるべきであり、生きている菌糸の文字通りの目録ではない。
この研究の価値は、検証可能なグローバルな基準値を作成できる点にある。今後の土壌調査によってモデルが改善され、変化が明らかになり、予測が間違っていた場所が特定されるだろう。
なぜ今、地図が重要なのか
菌類は、目に見える動物、植物、景観を中心に設計された保全計画からしばしば除外されてきた。
保護区域の境界線は森林を保護する一方で、その境界外にある希少な菌類群集を見落としてしまう可能性がある。気候変動対策では、樹木の炭素量を計測するだけで、その炭素の相当部分を吸収・再分配する地下生物の働きを測定できないことがある。農業プログラムでは、作物の収穫量を追跡するだけで、土壌肥沃度を支える生物基盤の変化を監視できないことがある。
菌根インフラマップは、政府、研究者、土地管理者にとって、従来のアプローチを変えるための新たなツールとなる。その基礎となるデータは、モニタリング、修復計画、そしてさらなる研究のために公開されている。
この地図は、科学者が新たな土壌サンプリングの場所を選定したり、農業システム間で菌類の状態を比較したり、開発によって極めて密集した菌類ネットワークが損傷を受ける可能性のある地域を特定したりするのに役立つ可能性がある。
それはまた、人々が菌類について考える際のスケールを変えることにもなる。
キノコは、一部の菌類の目に見える生殖器官にすぎません。はるかに大きな生物体は、地中に枝分かれした形で存在していることが多く、地球全体に広がるこれらの微小な生物体の総延長は、想像を絶するほどです。
科学者たちがこのネットワークを初めて発見したわけではない。人類は歴史を通じてこのネットワークの上に暮らしてきたし、植物は何億年もの間、菌類との共生関係に依存してきたのだ。
変わったのは、それを認識できる私たちの能力だ。
ロボット顕微鏡、国際的な土壌データベース、機械学習モデルによって、目に見えない生物システムが、測定、マッピング、そして潜在的に保護可能なものへと変化した。
その結果、地球の新たな姿が浮かび上がる。都市、河川、農地、森林といった見慣れた地図の下には、栄養素を運び、植物を支え、地球の炭素循環に影響を与える生きた糸でできた、もう一つの地理が存在するのだ。
初めて、あの隠された世界に世界的な住所が与えられた。
報告および情報源の開示
この記事は、2026年6月11日にScience誌に掲載された査読付き研究「アーバスキュラー菌根菌ネットワークの世界的な密度とバイオマス」（DOI: 10.1126/science.adu4373）に基づいています。また、2025年のNature誌の研究「菌根菌の多様性が豊富な世界のホットスポットは十分に保護されていない」、SPUNが発表した声明、AMOLFとシェフィールド大学の研究概要も参考にしています。
この記事はConsumerlite NewsのU.S. English版から翻訳されました。原文を読む。
