光や水分を巡って個々の植物が激しく争う草原の草花において、隣接する植物同士が突如として、直接的な形ではなく根元に広がる細菌たちの目に見えない世界を介して助け合いを始めることがある。Nature Plants誌に掲載された最新の研究は、隣接する種が対象植物の微生物群集を再構築することで、本来生じるはずの成長抑制を和らげ、時には成長を促進させることさえあるという、その仕組みを明らかにしている。
研究チームは、6種の牧草を用いた実験を行った。植物を単独で、あるいは5種類の異なる隣接植物と共に、無菌状態の土壌および以前の居住者の「記憶」が残る土壌で栽培した。無菌状態では競争が激化し、隣接植物は成長を著しく阻害した。しかし、特に他種が育った後の土壌から採取した微生物を加えると、その抑制効果は弱まった。多くの場合、対象となる植物は同種と育つよりも、異なる種類の隣接植物がいる方がよく育ち、時には単独で育つ個体をも上回る成長を見せたのである。
謎を解く鍵は、根に生息する細菌にある。隣接する植物は対象植物のマイクロバイオームを再構築し、その組成を自らのものに近づけていた。この微生物群集の「接近」が強いほど、成長は良好になる傾向があった。すでに微生物の歴史が形成されている土壌では、この効果はより顕著に現れた。天然の細菌群集を接種する別の実験でも、隣接植物によって引き起こされるこうした変化こそが、最終的な成長結果を左右することが裏付けられた。
そのメカニズムは以下の通りである。各植物は、特定の細菌を引き寄せたり退けたりする物質を土壌に放出している。別の種が隣に現れると、その根からの分泌物が環境を変化させ、対象植物のマイクロバイオームが作り替えられる。かつての居住者の残滓である「土壌の記憶」は、このプロセスを強化、あるいは緩和させる役割を果たす。その結果、資源を巡る直接的な競合は、微生物を介した間接的な相互作用によって補完され、時にはそれが競争を上回る影響を及ぼすことになる。
この発見は、安定した草原コミュニティがどのように形成されるかを理解する上で重要である。「強い者が生き残る」という単純なモデルに代わり、隣接する植物が土壌の負の影響を和らげ、共存を促すという繊細な調整の姿が浮かび上がってきた。これは、種の多様性がエコシステムの安定性を支えている多種多様な草地において、特に顕著に見られる現象である。
実用的な観点からは、草原の造成や再生において、単に植物の組み合わせだけでなく、根のマイクロバイオームがいかに相互作用するかを考慮すべきであることを示唆している。隣接する植物の選定は、草花がストレスにより良く耐え、土壌資源をより効率的に利用するための有効な手段となり得るだろう。
