人間が食べる穀物のうち、カーボンフットプリントが最も大きいのはコメだという。水田の底にある泥からは、温室効果が二酸化炭素の30倍近いメタンが発生しやすいからだ。この問題を解決する意外な方法が、このほど見つかった。鍵を握るのは水田に投入される魚だ。
TEXT BY MOISES VELASQUEZ-MANOFF
TRANSLATION BY MAYUMI HIRAI/GALILEO
農業に関連する地球温暖化のうち、コメの栽培が原因とされる割合は10パーセントだ。IMAGE BY VIOLET REED
炊きたてのご飯を前にしたときに、考えてほしいことがある。それは人間が食べるすべての穀物のうち、カーボンフットプリントが最も大きいのはコメだとされることだ。もちろん、コメは人類の半数にとって欠かせない主要な穀物だが、それだけに炭素の排出量も膨大になる。
コメは通常なら水田で育つ。だが大きな問題は、水田の底にある泥には酸素があまり含まれていないことなのだ。このような酸素の少ない泥は、メタンを発生させる特定種の細菌にとって快適な場所になる。メタン（CH4）の分子が気候に与える影響はCO2よりはるかに大きく、100年で30倍近い温室効果があるとされている。
つまり、稲作によって地球温暖化を促進する細菌も大量に育てることになってしまうのだ。
偶然から始まったプロジェクト
そこで考えられる解決策のひとつが、魚である。環境保護NPO「Resource Renewal Institute（資源再生研究所）」の実験によると、水田に魚を放つと連鎖的に発生する事象によって水の細菌集団が変化し、最終的に大気に漏れ出すメタンの量が減るという。さらにこの方法は、生態系が気候変動にどのように寄与しているかについて、別の考え方も示している。
もしこのプロジェクトが成功すれば、世界中の稲作のあり方を変える可能性がある。それを考えると、このプロジェクトがほとんど偶然に始まったという点は興味深い。
Resource Renewal Instituteは2012年に「Fish in the Fields（水田の魚）」プロジェクトに着手したが、その目的は天然魚の乱獲を防止するためだった。「プロジェクトは順調に進んでいました」と、理事長のデボラ・モスコウィッツは言う。ところが15年、同NPOの主要な資金提供者であるパタゴニアがコメが気候に与える影響について懸念を抱き、水田から放出されるメタンに関して何か可能なことはないかと、モスコウィッツに尋ねてきた。
科学文献を探すことから始めたモスコウィッツは、アジアの一部地域で伝統的に行われている「水田での魚の養殖」によって、メタンが大幅に減少することを示唆する資料を見つけた。だが、その結果に一貫性はなく、魚が問題をどのように解決するのかは説明されていなかった。
このため、モスコウィッツが『Nature Communications』誌に掲載されたある論文を見つけたとき、小躍りするほどだった。この論文では魚とメタンの関係について、水田ではなく湖で調査したものである。
メタンを食べる微生物の存在
論文の筆頭著者であるモンタナ大学の生態学者のショーン・デヴリンは、3回の夏にわたって実験をおこなった。フィンランドにある小さい湖をプラスティックカーテンのような仕切りでふたつに区切ったのだ。
この湖は浅く、冬には氷で覆われる。このため、もともと魚は生息していなかった。デヴリンは、区切った湖の片方にスズキに似た魚のヨーロピアンパーチを放ち、もう一方は魚がいない状態のままにした。そして1カ月に一度、湖から放出される温室効果ガスを測定した。その結果、魚がいる側からのメタン放出は、魚がいない側と比べて90パーセント少なかった。
なぜこのような結果になったのだろうか。これは実は食物連鎖によるものだ。水界生態系には、多種多様な微小な生物たちが満ち溢れている。一部の微生物たち（今回問題になっているメタンをつくり出すものも含まれる）は植物の死骸を食べているが、一方でメタンを食べる微生物もおり、メタン栄養細菌（メタノトローフ）と呼ばれている。
ここにヨーロピアンパーチが登場するとどうなるだろうか。パーチが餌にしているのは、動物プランクトンと呼ばれる小さな生き物だが、動物プランクトンは主にメタン栄養細菌を捕食している。パーチが捕食することによって動物プランクトンが少なくなれば、メタン栄養細菌が急増する。そうなれば、湖から放出されるメタンの大部分が泡になって大気中にはじける前に、細菌によって捕捉される。
「この結果を見て驚きました」と、モスコウィッツは言う。「そして、この湖と水田を比べたときに大きな違いがあるのだろうか、と考えたのです」
有望な結果
モンタナ大学のデヴリンは当初、自分の発見がメタン放出削減の方法になる可能性に気づいていなかった。自分の研究は湖における特定の現象を説明するものと考えていたからだ。
このためモスコウィッツから電話があり、アイデアを水田に応用するという話を聞いたときには仰天した。「生態学者として、こうした概念を別のところに応用できるのは極めて珍しいことなんです。本当に驚きました」。そしてデヴリンは、カリフォルニアへと向かった。
ふたりの共同作業の結果は、これまでのところ有望だ。カリフォルニア州の水田にゴールデンシャイナーという小魚が投入されたことで、休閑期の水田から放出されるメタンが64パーセント減少したのだ。異なる種や魚の密度を試すことによって、この数字をフィンランドで得られた90パーセントに近づけることは可能だと、デヴリンは考えている。
イェール大学の林学・環境学大学院の生態学者で今回のプロジェクトには参加していないオズワルド・シュミッツにとって、デヴリンの研究から得た最も重要な教訓は「動物の多様性が炭素循環を動かすこと」だと言う。
大型の捕食者がいる場合、腐敗していく植物から放出される炭素はメタンとして大気中には放出されず、魚の肉の中に入り込む。気候変動との闘いのなかで動物たちは、水田が炭素を隔離するより野性的なやり方で生態系を助け、役に立っている可能性があるのだ。
「わたしたちは動物を“沈みかけた船の乗客”と見ています」と、シュミッツは言う。「しかし実際には、動物たちこそが船を動かしているのです」
農家の第2の収入源に？
Resource Renewal Instituteは雨が降り続く12月のある日、このアイデアに基づく最も野心的な実験をカリフォルニア州サクラメント・ヴァレーでスタートさせた。プログラムの責任者であるチャンス・クトラーノは、7エーカー（約28,000平方メートル）の水田に、いくつものバケツに入った銀色の腹を光らせたゴールデンシャイナーを投入していった。濁った水の中に2,500～3,000匹が投入されたことになる。その後も別の2カ所で、さらに13,000匹が投入された。
「魚にとっては最高に素晴らしい環境ですよ」と、クトラーノは言う。「元気に大きくなれよ！」
「Fish in the Fields」プロジェクトは、コメ農家にとってはもうひとつの魅力がある。魚を育てることで、使い道があまりない冬期の水田を使った第2の収入源になるかもしれないのだ。水田は魚が必要とするすべての食物を提供できるので、人間が餌をやる必要はない。さらに田植えのシーズンまでに魚は収穫されるので、夏作のじゃまになることもない。
こうした小さな魚から得られるタンパク質を、農家はどこに販売できるのだろうか。実験をスタートさせた日にモスコウィッツは、商品の試作品も持参していた。干し魚を小袋に詰めたイヌのおやつで、自分で家でつくったものだ。
「わたしがこれをつくったあと、キッチンはちょっと変わったにおいがしました」と、モスコウィッツは笑う。それでも彼女の犬には好評だったようだ。
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June 07, 2020 at 10:00AM
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