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ここにあるのは、だれかが実際に調べ、考え、作ってきたことを集めたメモです。気になったら、ページの下の「参考にした情報源」から、もとの本や記事、それを生み出した人たちに、直接ふれてみてください。このメモには書ききれないおもしろさが、そこにあります。

つちの なかでは、だれが だれを たべて いるの?

土の中では、だれがだれを食べているのか ── 食べ合いの途中で、植物の栄養は出てくるのか

土の中の食物網は、だれがだれを食べてつながっているのか ── 余った窒素と、見直されつつある食べ物の地図

分野:生きもの

つちの なかの 細菌さいきんを たべる 小さな 虫は、たべすぎた ぶんの 窒素ちっそを、からだの 外へ 出します。その 窒素ちっそを、植物しょくぶつは そのまま つかえる と いわれます[3]。

つちの 中では、だれが だれを たべて いるのでしょう。たべる いきものの おかげで、どうして 植物の 養分ようぶんが 生まれるのでしょう。つちの 中の たべあいと、いま かんがえ なおされて いる ところが わかります。

土の中で細菌を食べる小さな生きものは、必要以上にとりこんだ窒素を体の外へ出します。その窒素を、植物はそのまま使えるといわれます[3]。

土の中では、だれがだれを食べているのでしょうか。食べ合いの途中で、どうして植物の養分が出てくるのでしょうか。落ち葉が土に戻るまでの道すじと、食べ合いの地図が書きかえられつつある話、土にすむ種の多さの推定までが分かります。

細菌を食べるセンチュウは、必要以上にとりこんだ窒素をアンモニウムとして排出し、植物はそれをそのまま利用できる。センチュウのいる土では窒素の無機化が速いと報告されている[3]。食べる側の「余り」が、植物の栄養になるわけだ。

では、土の中の食物網は、だれがだれを食べてつながっているのか。落ち葉が土に戻る過程のどこで養分が出るのか。ただし効果はいつも同じではなく、食べ物の地図そのものも近年書きかえられている。その条件と、土にすむ種の多さの推定まで分かる。

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1. つち 1グラムの 中に、どんな いきものが いるの?

1. ひとつまみの土に、どんな生きものがすんでいるのか

1. 土1gに、どんな大きさの生きものが、どれだけ暮らしているのか

つち 1グラムの 中に、微生物びせいぶつが 「1おく いじょう」 いると いわれます[1]。ただ、かずは かぞえかたや つちの しゅるいで、ずいぶん かわります。

微生物びせいぶつの ほかにも、つちには 動物が すんで います。からだの 大きさで、3つに わけられます[2]。

大きい なかまは、ミミズ、アリ、ムカデなど。2ミリより 大きい 生きものです。

まんなかの なかまは、ダニ、トビムシ、センチュウなど。0.2ミリから 2ミリです。いちばん 小さい なかまは、げんせいどうぶつなど 0.2ミリより 小さい 生きものです。

たべ ものでも わけられます。かれた はっぱなどを たべる なかま、ほかの 虫を たべる なかま、生きた 草を たべる なかまです[2]。では、おちばは、だれから だれへ わたされて いくのでしょう。

土1gの中の微生物は、「1億以上」といわれます[1]。ただし数え方や土の種類で桁が大きく変わる数字で、資料によって、百万のけたから億をこえるものまで開きがあります。

微生物のほかに、土には土壌動物もすんでいます。体の大きさで、大型(2mmより大きいミミズ・アリ・ムカデなど)、中型(0.2〜2mmのダニ・トビムシ・線虫など)、小型(0.2mmより小さい原生動物など)に分けられます[2]。

食べ物で分けると、枯れた植物などを食べる腐食者、ほかの動物を食べる肉食者、生きた植物を食べる植食者の3つです。種類がいちばん多いのは腐食者だとされています[2]。大きさも食べ物もちがう生きものたちは、だれがだれに食べられてつながっているのでしょうか。落ち葉を例に見てみましょう。

土1gあたりの微生物は「1億以上」といわれるが[1]、この数字は測り方や土の種類で桁が大きく変わる。百万のけたとする資料もあれば、それよりずっと大きい数を挙げる資料もある。数を一つに固定せず、「幅のある推定」として読むのが安全だ。

土にすむ動物(土壌動物)は、体の大きさで三つに分けられる。大型は2mmを超えるミミズ・アリ・ムカデなど、中型は0.2〜2mmのダニ・トビムシ・線虫など、小型は0.2mm未満の原生動物などだ[2]。食性では、枯死した有機物を食べる腐食者、ほかの動物を食べる肉食者、生きた植物を食べる植食者に分かれ、種類がもっとも多いのは腐食者である[2]。

大きさで十倍以上ちがう生きものが、同じ土を分け合っている。では、食べるものと食べられるものは、どうつながっているのか。落ち葉の行方を追うと、その骨組みが見えてくる。

2. おちばは、だれの おなかを とおって つちに もどるの?

2. 落ち葉は、だれの口をいくつも通って土に戻るのか

2. 落ち葉は、だれに砕かれ、だれに分解され、だれに食べられるのか

はやしに おちた はっぱを、まず ミミズ、ワラジムシ、トビムシ、ササラダニなどが たべて、こまかく します[1]。

その 虫たちを、カニムシ、ムカデ、クモが たべます。さらに、モグラや 小鳥が その 虫を たべます[1]。

虫の ふんは、べつの 虫や 微生物びせいぶつが ぶんかいします。そうして できた 養分ようぶんは、雨と いっしょに つちに しみ、植物しょくぶつの 根から すわれると 説明せつめいされて います[1]。

はっぱを こまかく する 虫と、こまかく なった ものを ぶんかいする 微生物びせいぶつは、きょうりょく しあって います[2]。こまかく なると、微生物びせいぶつが ぶんかいしやすく なるからです。つちを まぜて、くうきや 水の とおりみちを つくる しごとは、おもに ミミズなどの 動物です。

では、「たべられる」ことは、どうして 植物の 養分ようぶんに つながるのでしょう。

島根県の自然観察資料は、落ち葉の行方を次のように説明します[1]。まず、ミミズ、ワラジムシ、トビムシ、ササラダニなどが落ち葉を食べて細かくします。その虫を、カニムシ、ムカデ、クモといった肉食の生きものが食べ、さらにモグラや小鳥がそれを食べます。

食べ残しや糞は、別の虫や微生物が分解します。そうしてできた養分は雨とともに土にしみこみ、植物の根から吸収されます。

ここで大切なのは、動物と微生物が役割を分け合っていることです。動物が落ち葉を砕くと、微生物が分解しやすくなります。土を混ぜて通気や水はけをよくする仕事は、おもにミミズなどの動物が担います[2]。

ここまでは「食べられて、分解される」話でした。では、食べ合いの途中で、植物が使える養分はどう出てくるのでしょうか。

島根県の自然観察資料によれば、落ち葉はまずミミズ・ワラジムシ・トビムシ・ササラダニなどに食べられて細かくなり、それを肉食のカニムシ・ムカデ・クモが食べ、さらにモグラや小鳥がそれらを食べる。糞は別の虫や微生物に分解され、養分は雨とともに土にしみて、植物の根から吸収される[1]。

この流れが成り立つのは、動物と微生物が分業しているからだ。動物が落ち葉を粉砕すると、微生物が分解しやすい状態になり、両者の協力で分解が進む。一方、土を混ぜて通気性や水はけを保つ働きは、おもにミミズなどの動物が担う[2]。

ただし、ここまでは「だれが何を食べるか」の骨組みにすぎない。植物が使える形の窒素は、この食べ合いのどの段階で、どのように出てくるのか。

3. さいきんを たべると、どうして 植物の ごはんが 出るの?

3. 細菌を食べる生きものは、なぜ植物の栄養を出すのか

3. 細菌を食べるセンチュウは、余った窒素をどう排出するのか

つちの 中には、細菌さいきんを たべる センチュウが います。センチュウは、たべた 細菌さいきんから 窒素ちっそを とります。でも、とりこんだ 窒素ちっそが、からだに ひつような りょうより 多く なる ことが あります。

その ときセンチュウは、よぶんな 窒素ちっそを 「アンモニウム」という かたちで 外へ 出します。この アンモニウムは、植物が そのまま つかえる と いわれます[3]。

たとえば、おべんとうを たべすぎて、のこした おかずを 友だちに あげる ようなものです。センチュウには ごはんの 食べすぎでも、もらう 植物にとっては たいせつな 養分ようぶんに なります。ただし、センチュウが 植物の ために たべて いるわけでは ありません。

センチュウが いる つちでは、窒素ちっそが 植物の つかえる かたちに かわる のが はやい と いわれます[3]。

土の中には、細菌を食べるセンチュウ(線虫)がいます。細菌を食べると、細菌の体にあった窒素がセンチュウの体に入ります。ところが、センチュウが必要とする量より多く入ったとき、余った窒素は「アンモニウム」の形で体の外に出されます。植物はこのアンモニウムをそのまま使えます[3]。

たとえるなら、食べきれなかったおかずを、となりの席の友だちに渡すようなものです。ただしセンチュウは、植物のために食べているわけではありません。たまたま余ったものが、植物に届いているだけです。

センチュウがいる土では、窒素が植物の使える形に変わる反応(無機化)が速いといわれます[3]。食べる側の「余り」が、土の養分の流れをつくっているのです。

では、こうした生きものがいれば、植物はいつも得をするのでしょうか。

鍵になるのは、食べる側の体が必要とする量を超えた分である。センチュウは細菌を食べて窒素を得るが、とりこみすぎた分はアンモニウムとして体外に出る[3]。細菌の体に蓄えられていた窒素が、捕食を経由して植物の使える形に変わるわけだ。

身近な場面にたとえるなら、食べきれなかったおかずを隣の席の友人に回すようなものだ。センチュウが植物のために食べているのではなく、体に入りきらない分が結果として植物に届く、という構図である。

細菌の体に取りこまれた窒素は、食べる生きものを経て、植物の手の届く形で土に戻る。では、この働きは、いつ、どんな条件でも現れるのか。

4. しょくぶつは、いつも とくを するの?

4. 食べる生きものがいれば、植物はいつも得をするのか

4. 窒素を出す働きは、どんな条件で変わるのか

じつは、いつも そうとは かぎりません。センチュウの しごとは、センチュウの しゅるい、たべられる 微生物びせいぶつの しゅるい、そだつ 植物の しゅるい、えさの 条件じょうけんで かわる と、けんきゅうの まとめに 書かれて います[4]。

おなじく 細菌さいきんを たべる げんせいどうぶつも、植物の 窒素ちっその すいあげを たすけた と 報告ほうこくされて います[5]。ポットに 植えた 植物で 調べた けんきゅうです。

でも、土の すきまの 水が なくなると、げんせいどうぶつの うごきは とまります[5]。小さな 生きものは、水が ないと はたらけません。

「いつも 植物の ためになる」と 言いきれない ところが、つちの 中の おもしろい ところです。

細菌やカビを食べるセンチュウは、窒素の無機化を進めて植物の成長を助ける、という研究が多いことが、総説でまとめられています。ただし、その効果はセンチュウの種、微生物の種、植物の種、えさの条件(C/N比)によって変わります[4]。

細菌を食べる原生動物でも、ポットに植えた土で、窒素の無機化と植物の窒素吸収が高まったと報告されています[5]。ところがこの実験では、土の細かいすきまから水がなくなると、原生動物の活動が止まりました。小さな生きものにとって、水は動くための前提です。

つまり「食べる生きものがいる土は、植物にとってよい」と言い切ることはできません。よい影響が出ることもありますが、条件によって変わります。

ここまで、土の食べ合いは「落ち葉を食べる→その虫を食べる」という一本道のように語られてきました。この地図は、いま見直されています。

細菌やカビを食べるセンチュウの多くは、窒素の無機化を促して植物の成長を助ける、という研究結果が多い。しかし総説は、効果の大きさがセンチュウの種、微生物の種、植物の種、基質のC/N比によって変わると整理している[4]。

原生動物でも事情は似ている。細菌を食べる原生動物は、ポットに植えた土で窒素の無機化と植物の窒素吸収を高めた。だが同じ実験系で、土の細孔の水が失われると、原生動物の活動は止まった[5]。水の膜の中を動く小さな生物にとって、水分条件は働く前提なのである。

したがって、「捕食者がいれば植物は得をする」は一般論としては言い切れない。ポットの実験室と、乾く畑や林の土とでは条件がちがい、実験の結果をそのまま野外に当てはめることには注意が要る。条件つきの結論である。

条件しだいで結果が変わるというのは、食べ合いの地図もまた単純ではない、ということの予告でもある。実際、「だれが何を食べているか」そのものが、近年の研究で見直されている。

5. おちばを たべて いると おもわれた 虫は、ほんとうに そうなの?

5. 落ち葉を食べているはずの虫は、本当に落ち葉を食べているのか

5. トビムシの体の炭素が示した、「落ち葉中心」の食物網の見直し

トビムシは、つちの 中に すむ 小さな 虫で、おちばを たべて いると 思われて きました。

ところが、2021ねんの 研究で、森の トビムシの 多くは、体の たんそが おちばより「あたらしい」と わかりました。生きた 植物が 作って まもない たんそを たべて いるらしい のです[6]。

トビムシを たべる 虫の 一部も、おなじ ようすでした。トビムシが 何を たべるかは、食べあいの つながり ぜんたいに えいきょうすると 考えられて います[6]。

この 研究を 発表した グループは、しらべた 森の トビムシの 多くは、おちばよりも あたらしい たんそに たよって いる、と しました。土の たべあいは、かれた ものだけで うごく 「茶色の たべあいの つながり」では ない、と 説明せつめいされて います[6]。

地図が かきかえられる ほど、土の 中は まだ わかって いない ことが 多いのです。

トビムシは、落ち葉を食べて分解する虫だと思われてきました。ところが2021年の研究(Biology Letters)では、森林のトビムシの多くが、体の炭素の「古さ」が落ち葉より新しいことを示しました。光合成されて間もない炭素、つまり生きた植物に由来する炭素に頼っているとみられます[6]。

トビムシを食べる捕食者の一部も、落ち葉より新しい炭素の年齢を示しました。トビムシの食べ物が何かは、食物網全体に影響すると考えられています[6]。

森林総合研究所などの発表は、調べた森林のトビムシの多くが、落ち葉より新しい炭素に頼っていた、としました。土の食物網は、枯死有機物だけで動く「茶色の食物網」ではない、と解説されています[6]。

この話は、前の章の「落ち葉→虫→捕食者」の流れが間違い、という意味ではありません。主役の顔ぶれが一つの研究で入れかわりうる、ということです。では、土の中の世界は全体でどれほど広いのでしょうか。

トビムシは落ち葉を食べて分解する虫、とされてきた。ところが2021年のBiology Lettersの研究は、森林のトビムシの多くで、体の炭素が落ち葉より新しい(光合成されて間もない)ことを示した。つまり、生きた植物に由来する炭素に頼っているとみられる[6]。

捕食者の一部も、落ち葉より新しい炭素年齢を示した。トビムシの食べ物は、トビムシを食べる側の炭素源にも波及し、食物網全体に影響すると考えられている[6]。

この成果を受けて、森林総合研究所などは、調べた森林のトビムシの多くが落ち葉より新しい炭素に頼っていた、と発表した。土の食物網は枯死有機物だけで動く「茶色の食物網」ではない、という解説がある[6]。

これは一つの研究と、その解説に基づく見方である。第2章の骨組みを否定するものではなく、「だれがどの栄養源に頼るか」の読みが、分析手法の進歩で書きかえられうることを示す例だと受け取るのが妥当だろう。では、書きかえられつつある土の中の世界は、全体でどれほど広いのか。

6. つちの 中には、どれくらい たくさんの しゅるいが いるの?

6. 地球の生きものの種は、どれくらい土の中にいるのか

6. 地球の種の約6割が土にいるという推定は、どこまで信頼できるのか

2023ねんに、ある けんきゅうが 「地球に いる 生きものの しゅるいの、およそ 6わりが つちに すむ」と すいていしました[7]。くわしくは 59パーセントで、はばは 44から 74パーセントです。

これは、たくさんの ろんぶんを もとに した すいていで、1しゅるい ずつ かぞえた けっかでは ありません。これまでの すいていの、およそ 2ばいに あたります[7]。

べつの 研究者は、ひとつの 草原や 森の 地面の 下に、何百万もの しゅるいと、何十おくもの 生きものが いると のべて います[8]。これも おおまかな かずです。

つちの 下の 生きものは、植物が どれだけ いろいろ そだつかにも、かかわる と 考えられて います[8]。

2023年、PNAS(アメリカの科学雑誌)に発表された論文は、「土は地球上の種の約59%(44〜74%)が住む場所と考えられる」と推定しました。従来の推定の約2倍にあたります[7]。

これは多くの文献をもとにした推定で、一種ずつ数え上げた結果ではありません。「約6割」はあくまで目安で、幅を含めて読む必要があります。

別の総説(Nature、2014年)は、土の下の生きものが、植物の多様さや生態系の働きを左右し、環境の変化への反応も決めると論じました。発表したマンチェスター大学は、ひとつの草地や森に「数百万の種と数十億の個体」がいると述べています[8]。ただしこの数字は研究者側の概数で、数え上げたデータが示されているわけではありません。

足もとの土には多様な生きものがすみ、食べ合いでつながっていると考えられています。それを自分の目で確かめる方法を、最後に紹介します。

2023年にPNASで発表されたAnthonyらの論文は、土は地球上の種の約59±15%(44〜74%)が住む場所である可能性が高い、と推定した。従来の推定の約2倍だ[7]。ただしこれは文献に基づく推定であり、実測の数え上げではない。「約6割」は、幅(44〜74%)を含めて読む必要がある。

Bardgett & van der Putten(Nature 2014)は、土の下の生きものが植物の多様さや生態系の働きを左右し、環境変化への反応も決めると論じた。マンチェスター大学の解説は、ひとつの草地や森に「数百万の種と数十億の個体」がいると述べるが、この数字は著者側の概数であり、根拠データは示されていない[8]。

つまり、土にすむ種の多さは、複数の研究が同じ方向を指す一方で、数字そのものは推定の域を出ない。第5章のトビムシの例のように、顔ぶれと役割の読みが変わる余地も大きい。確かに言えるのは、食べ合いの地図がまだ描きかけだということだ。その描きかけの地図に、自分の目で手を加える方法がある。

7. あしもとの おちばの 下を のぞいて みよう

7. 足もとの落ち葉の下で、食べ合いの現場を探す

7. 足もとで観察し、原典で確かめる

やってみよう:公園の 木の下で、おちばを 1まい めくって みましょう。白い かみの 上に のせて、虫めがねで 見ます。

小さな 虫が うごいて いたら、なにを たべて いそうか、考えて みましょう。見える のは、土の 中の 生きものの ほんの 一部です。

ムカデが いたら、さわらないで ください。さわったら 手を あらい、おちばは 元の ばしょに もどします。

もっと しりたい ときは、島根県の 土の 生きものの ページ[1]が 入口に なります。

やってみよう:公園や林で、落ち葉を一枚めくり、白い紙の上にのせて虫めがねで見ます。どんな虫がいて、何をしていそうかを書き出してみます。見える生きものは、土の中の世界のほんの一部です。

安全のため、ムカデなど、かむ虫には素手でさわらないでください。観察が終わったら手を洗い、落ち葉は元の場所に戻します。

資料を読んでみたい人には、島根県の「土壌動物」のページ(出典[1])が入口になります。

観察の方法:公園や林で落ち葉を一枚めくり、白い紙に載せて虫めがねで見る。見える生きものの種類や動き、食べているらしいものを記録する。見える生きものは大型〜中型の一部にすぎず、食べているものまでは目では決められない。それでも、第2章の骨組みを自分の足もとに当てはめる練習にはなる。安全のため、ムカデなどには素手でさわらず、観察後は手を洗い、落ち葉を元に戻す。

資料の入口:日本語では島根県の「土壌動物」(出典[1])と総合地球環境学研究所の解説(出典[6])。センチュウと窒素の話は、eOrganic(出典[3])の解説から総説(出典[4])へ、土の種の多さは、PNASの論文(出典[7])の要旨へ進むと、推定がどんな文献に基づくか確かめられる。

しらべた もとの じょうほう

参考にした情報源

参考にした情報源と、その使い方

出典について:県の観察資料、事典、大学・研究機関の解説、論文の要旨を使った。何に使ったかは、それぞれの項目の最後に書いている。論文は要旨や解説経由で確かめた内容を含む。

  1. 島根県「土壌動物」(自然観察)。https://www.pref.shimane.lg.jp/infra/nature/shizen/shimane/sizennkansatu/dojyo.html (微生物の数、落ち葉が土に戻る道すじ)
  2. コトバンク「土壌動物」。https://kotobank.jp/word/土壌動物 (土壌動物の大きさと食性による分け方、動物と微生物の協力。事典的な資料)
  3. Ugarte & Zaborski, eOrganic(Soil Learning Center掲載)。https://soillearningcenter.com/?p=13896 (細菌を食べるセンチュウが余った窒素を出すこと)
  4. Wu, Song & Chen 2007, Biodiversity Science 15(2):124-133。https://www.biodiversity-science.net/EN/Y2007/V15/I2/124 (センチュウの効果が条件で変わること。総説の要旨)
  5. Kuikman, Jansen & van Veen 1991, Soil Biology & Biochemistry 23(2):193-200。https://agris.fao.org/search/fr/records/65dfd6f30f3e94b9e5dcae62 (原生動物と窒素、水分条件。要旨)
  6. 総合地球環境学研究所の解説(Fujii, Haraguchi & Tayasu 2021, Biology Letters 17(9)に関する発表)。https://www.chikyu.ac.jp/rihn_e/events/2021/1207.html (トビムシの食べ物の見直し。英語の解説)
  7. Anthony, Bender & van der Heijden 2023, PNAS "Enumerating soil biodiversity"。https://research-portal.uu.nl/en/publications/enumerating-soil-biodiversity/ (土にすむ種の割合の推定。要旨)
  8. マンチェスター大学の解説(Bardgett & van der Putten 2014, Nature 515:505-511に関する発表)。https://www.manchester.ac.uk/about/news/the-unbelievable-underworld-and-its-impact-on-us-all/ (土の下の生物多様性の重要性。英語の解説)

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