オランダの微生物学者であるヨス・ラーイマーカースは8年前、多くの人々が魅力的とは考えない分野の研究を行なっていた。マメの内部の仕組みを念入りに調べるという研究である。

ラーイマーカースはチームとともにコロンビアの農村部の山腹を歩き回り、野生のマメの根の周囲にある土壌サンプルを収集していた。あるいは土壌に棲む微生物たちのコロニーのスナップ写真も撮影した。

これらの調査結果は研究チームを刺激するものだった。野生のマメの根には、栽培品種化された子孫たちとは異なる微生物が付いていることがわかったのだ。野生種を栽培品種と同じ土壌に植えた場合でも、野生種には異なる微生物が発見された。

ラーイマーカースは当時、同僚たちに「この発見は今回のプロジェクトだけでは終わらない、もっと大きなものにつながると思う」と、ビールを飲みながら語っていたという。

謎が多い土壌微生物と植物の健康状態の関係

土壌内では、細菌や菌類、センチュウやミミズなどが食物連鎖の関係にあり、こうした豊かな生態系が植物の命を支えるうえで重要な役割を果たしている。ただし、その仕組みは科学の世界では長らく見過ごされてきた。最近ようやく理解されるようになってきたばかりだ。

この仕組みが正確にどのように機能しているのかは、依然として謎である。だが、腸内フローラがメンタルヘルスに影響を与えると考えられるようになったのと同様に、土壌微生物の状態と植物の健康状態が関係していることを疑う人はほとんどいない。

さらにラーイマーカースが調べたマメは、現在の土壌で起きている危機の解決策になる可能性がある。その危機は、食料生産システム全体を徐々に衰えさせる恐れのあるものだ。

耕作に適した土壌は縮小を続け、死にかけている。現代の農作物は病弱で、生き延びるためにこれまで以上に大きく肥料や農薬に依存しているが、これは土壌にとっての“死”を意味する。集約的な作物栽培も養分を土壌から収奪する。

2050年には、世界人口が100億人に増加するという予測もあり、食料需要の増加は必至となっている。その一方で、農業を支える土壌が壊滅状態に陥るのではないかと懸念されているのだ。

選抜育種で失われた“強い”微生物

このジレンマから抜け出す道を示す可能性をもつのが、現在も野生の状態で育っている作物の原種だ。こうした原種は現代の作物ほど養分を必要としないことが多く、病気との闘いにうまく対処できる微生物コロニーを伴うなどの有益な特性をもっている。

だがこうした特性は、非常に長期にわたる選抜育種のなかで失われてしまった。ラーイマーカースのチームは、そのような特性を見つけ出して、作物種のなかに再び導入したいと考えているのだ。

「わたしたちが試みているのは、いなくなった微生物たちを見つけ、それらの微生物に植物の成長や保護に役立つ機能があるか確かめることです」と、ラーイマーカースは説明する。チームは現在、コロンビアとエチオピア、オランダにおいて、ジャガイモやコーリャン（ソルガム）などの作物の野生種の現地試験を実施しているところだ。

ラーイマーカースとオランダ生態学研究所（NIOO）で研究を続けている行うウィム・ファン＝デア＝パトンも、現代の食料作物には早急にリセットが必要であるとの意見に同意する。「わたしたちの環境調査によると、農業においてシステムエラーのようなものが起きていることが示されています」

弱くなっていく土壌という問題

人類は、栄養は豊富であっても病気に弱い植物を選択し続けてきたことで、自ら問題の種をまいてきたとファン＝デア＝パトンは説明する。「現在の土は一度しか使えないものになっているのです」

これまでわたしたちは、足下に隠れている土について気に留めてこなかったが、科学者たちは土が直面する多くの脅威について懸念をもつようになっている。まず第一に、豊かな土壌は限りある資源だ。1cmの表土（土の最上層で植物の成長に必要な養分の多くが含まれている）が自然に形成されるには、100年以上かかる。

一方で、耕起や単一栽培を行う近代農法では、土が脆弱化して強風で飛ばされたり、豪雨によって流されたりしやすい。農薬や肥料も、土壌微生物に害を与えるため、土壌が弱くなる。英国環境庁が19年6月に発表した報告書によると、イングランドとウェールズにおける耕作可能な土壌の40パーセントに浸食の危険があると考えられるという。

さらに悪いことに、土壌には相当量の二酸化炭素が貯め込まれているため、土壌にひびが入ると大量の温室効果ガスが放出される可能性がある。ランカスター大学で持続可能性の講義を担当しているジェシカ・ディヴィスは、土壌破壊は気候変動を加速するのだと指摘する。「土には、すべての樹木と大気を合わせたよりも多くの二酸化炭素が含まれています」

作物が引き起こす「負のフィードバック」

さらにほかの問題もある。重量のある車両によって土が押し固められると、水の通り道が詰まる。また、開発業者が土の上にコンクリートを流し込むと、微生物が死滅してしまう。

これらの混乱に加え、急増する世界人口も問題だ。専門家は、ストレスを受けた土壌が将来的に十分な作物を養えなくなることを懸念している。国連の気候変動に関する政府間パネルは19年8月、土壌の健康状態に対する認識不足は食の安全性を危うくすると警告する報告書を発表した。

しかし、土壌を危機に陥れているものとしては、土を耕す農機具やコンクリートよりも、さらに基本的な問題がある。大量の養分を欲しがる植物だ。NIOOのファン＝デア＝パトンは、「農作物は10,000年ほど前、オオムギやコムギなどの大きな種子をもつ作物種から発展してきました」と語る。大きな種子は集めやすく、食べるにも便利だからだ。

しかし、これらの作物は「負のフィードバック」を引き起こす場合がある。同じ土壌で連作すると、次の作物がうまく育たないのだ。「これらは成長が速い植物です。本質的に植え付けられると急速に成長し、種子を付けたあとはなくなってしまいます。そのプロセスは非常に短命なものです」

この問題を回避するために、農家は長年にわたって輪作を続けてきた。土壌が回復する時間を与えるために、耕作する作物を変えていくのだ。しかし、この方法には経済的なインセンティヴがほとんどないため、現在は輪作する農家は激減している。

数千年にわたる品種改良でつくられた、大量の肥料を消費するこうした作物の連作は、収穫を重ねるたびに問題を増やしていく。そうした問題はまるで、消費者金融の複利計算のように増えていくのだ。

根源から取り組むべき課題

古代の農民たちは野生の植物を採取し、数千年の年月をかけて、並外れて大きくカロリーの高い種子が付くような突然変異を求めて選抜してきた。高い収穫高と引き換えに病気に対する強さを犠牲にしたため、現代の作物はかつての祖先と比べると、はるかに多くの水と養分を必要とし、はるかに弱いという欠点がある。

養分を単純に化学肥料で補おうとするのは、解決策として好ましくない。地下水や大気の汚染などの問題に加えて、窒素を過剰に与えると土壌が酸性化する可能性があるうえ、リンは微生物の害になると考える研究者もいる。土壌にはより多くのストレスがかかり続けており、問題はようやく認識されてきたところだと、ファン＝デア＝パトンは言う。

ファン＝デア＝パトンやラーイマーカースのような研究者たちにとって、この問題は根源から取り組まなければならないものだ。

彼らの研究所であるNIOOでは、未来を感じさせる木とガラスを組み合わせた建物が印象的で、最先端の実験装置や温室、試験用の畑を備えている。ここでは、さまざまな原種がもつ力を活用する方法の研究が行われている。成長に必要な農薬や肥料の量が少ない特性をもつ植物は、土壌によい影響を与えると考えてのことだ。土壌に対する負荷が少なく、栄養豊富な種子をつくる特性も探求されている。

病気を撃退する細菌や菌類の特定が続く

ファン＝デア＝パトンが注目しているひとつのアプローチが、生態系の「遷移の中間に現れる」種、つまりコケ類や地衣類、草が定着したあとに出現する植物だ。これらによって、特定の地域に植物がコロニー（集落）をつくるときの要件を少なくする特性を特定できるかもしれない。

ラーイマーカースが試みている別のアプローチは、原種の周囲に生息する有益な土壌微生物に関係のある特性を探し、そのような特性を現在の品種で実現できるよう品種改良を行う、というものだ。この方法では、現代の作物栽培方法を継続しながら、その最大の弊害をいくつか取り除くことができる。

種子を扱う企業各社が強い関心を寄せるなか、ラーイマーカースは「ハイ・スループット・スクリーニング（HTS）」のような最近開発された化学分析の手法を利用して、野生植物に関連するマイクロバイオーム（微生物がもつゲノム情報の総体）の正確なマップを作成し、病気を撃退する細菌や菌類の特定を続けている。

この取り組みはうまくいきそうに思えるが、実現はかなり難しい。研究者たちは、原種が自生するアンデス山脈のような地域にある実験現場に足しげく通い、植物のさまざまな成長段階で土壌を調べている。国際的なバイオセキュリティーの協定に基づく土壌の輸送制限があるため、分析を現場で行わなければならないことが多いからだ。有望な細菌や菌類が見つかると、次は温室や実験室での試験に進むことになる。

コーリャンを壊滅状態に追い込む「魔女の雑草」

最も進んでいるのが、発展途上地域において主要な穀物であるコーリャンに注目したプロジェクトだ。ビル＆メリンダ・ゲイツ財団から資金提供を受けているラーイマーカースは、コーリャンの自生地であるエチオピアで現地試験を実施している。

その目的は、コーリャンの栽培を壊滅状態に追い込んでいる寄生植物「ストライガ」との闘いに、攻撃力の高い微生物を利用することだ。英語で「魔女の雑草（Witchweed）」と呼ばれるストライガは、紫色の美しい花を咲かせるが、各種穀物の収量を大幅に減少させている。

研究チームは、すでに温室で実験を行っているが、結果については慎重だ。「現段階で楽観的になるのは早すぎます」とラーイマーカースは述べる。

一方で、迫りつつある土壌の危機に対する賢明な解決策として、より日常的な方策を提案している人々もいる。土壌研究者だったジェニファー・ダンゲイトは、18年に研究生活から身を引き、土壌のストレスを軽減するために実行できる簡単な方法を農家に指導している。

例えば、耕起を控えたり、刈った茎などを地面に残してマルチング（土壌の被覆）にしたり、冬期に被覆作物を植えて土が流出しないようにしたりする、といったことだ。「鋤で切り刻まれてしまったら（菌類は）生きていけません」とダンゲイトは言う。

自滅に向けて“暴走”する農業

作物栽培の完全なリセットを目指す研究者たちには、時間という障害がある。現地試験は最大で10年かかる場合もあるうえ、そのあとには長期に及ぶ品種改良の過程がある。さらに規制上の問題もある。

ラーイマーカースは、新しい作物の種まきができるようになるまでには、10年から20年かかるとみている。ファン＝デア＝パトンは、長ければ40年かかる可能性もあると指摘する。

NIOOの取り組みが「予備調査的なもの」であることをファン＝デア＝パトンは認めている。しかし彼は、現行の農業が自滅に向けてすでに暴走を始めていることに対する解決策を見つける決意を固めている。

農業の再生とは、作物が生きるために必要な土壌を完全に破壊することなく、高い収穫高を維持する方法を見つけることを意味するようになるだろうと、ファン＝デア＝パトンは言う。そして、そうした状態を達成するには、何らかの譲歩が行われる必要がある。「わたしたちは、無分別な行為を続けることはできないのです」

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