ヒラタケは野菜として扱われますが、ヒラタケは肉を食べるのが大好きです

制作：中国科学普及協会

著者: 李波 (陝西生物農業研究所)

プロデューサー: 中国科学博覧会

多くの人々の目には、キノコは植物として見られることに慣れています。結局、生鮮市場やスーパーマーケットでは、野菜と同様の商品として扱われているのです。

しかし、キノコは本物の菌類であるため、植物とは本質的に異なります。細胞には葉緑素が含まれておらず、光合成によって栄養を得ることができないため、寄生または腐生によって生き延びる必要があります。

しかし、菌類の中には、他人の屋根の下で暮らして「残り物」を食べるだけでは満足しない強者もいる。彼らは自らの能力で動物を捕食することで生計を立てることができます。

昆虫を捕食する植物といえば、ハエトリグサやウツボカズラは誰もが知っているでしょう。彼らは特殊な器官を使って昆虫などの小動物を捕食します。では、菌類はどのようにして動物を捕食するのでしょうか?

今日は、肉好きのキノコがどんな特別な能力を持っているかを紹介します。

図1 ハエトリグサ（左）とウツボカズラ（右）は、特定の捕食器官を形成することで昆虫やその他の小動物を捕らえ、自身の栄養を補うことができる。

（写真提供：Veer Gallery）

肉食キノコの発見

100 年以上前 (1884 年)、ドイツの学者ツォップは、Arthrobotrys oligospora と呼ばれる菌類が線虫を捕食できることを偶然発見しました。

いわゆる線虫は、実際には擬体腔動物の一種であり、動物界では比較的原始的なグループです。種類は多く（約30,000種）、生息範囲は広く（淡水、海水、陸地）生息しています。彼らは非常に小さく、体長は一般的に0.5〜3 mmです。主に土壌に生息したり、動物や植物に寄生したりします。

線虫は繁殖力が極めて強く、適切な環境であれば短期間で多数の個体を繁殖させることができます。例えば、植物に寄生するネコブセンチュウやマツノザイセンチュウ、昆虫に寄生する鉄ヒラタムシ、そして私たちがよく知っている回虫や蟯虫などは、いずれも短期間で急速に繁殖し、宿主に破壊的な害を及ぼす可能性があります。

図 2 Caenorhabditis elegans は線虫を研究するためのモデル動物です。他の線虫と同様に、視覚器官を持たず、主に触覚と嗅覚に頼って餌を食べます。

（画像出典：参考文献3）

線虫の上記の特徴から、このタイプの虫はキノコの生息環境において最も一般的で豊富な肉源であることがわかります。したがって、初期の菌類学者によって観察された捕食性菌類のほとんどは線虫を餌としていました。さらに、これらの菌類のほとんどは子嚢菌類または担子菌類に属し、その有性世代はしばしば「キノコ」と呼ばれる子実体（簡単に言えば、菌類が有性的に繁殖する器官）を形成します。

私たちがよく食べるヒラタケ（Pleurotus ostreatus）、キクラゲ（Stropharia officinalis）、ヒトヨタケ（Coprinus comatus）は、いずれも典型的な線虫を食べる菌類です。そのため、科学者たちはこのタイプの菌類に「肉食キノコ」という鮮やかな総称を与えました。

図3 Pleurotus ostreatus（A）、Coprinus comatus（B）、Stropharia rugosa（C）を想像するのは難しいかもしれません

普段はベジタリアン料理として食べられているこれらのキノコは、実は肉としても食べられます。

（画像出典：著者提供）

肉食キノコの4つの主要な分派

危険な自然界では、これまでに700種以上の肉食キノコが発見されています。多くの種類がありますが、その生活習慣や捕食特性に基づいて、おおよそ「4大流派」に分類できます。

プレデター

捕食性菌類は、本物の銃や剣で正面から戦う、武術の世界における少林寺の達人のような存在です。彼らは栄養菌糸から分化した捕食者を頼りに狩りをしており、勝利のための戦略は多様です。

しかし、最終的には、線虫を捕獲するために罠を設置することに頼る必要がある。捕食者の形態は多様であるにもかかわらず、研究により、捕食者は主に 2 つの進化系統を形成することが示されています。1つは収縮リングを生成する菌類です。もう 1 つは、立体的な細菌の巣、粘着ボール、粘着枝などの粘着性捕食者を形成する菌類です。

内部寄生虫

内部寄生菌は武術の世界における武当派の達人のようなもので、柔らかさで硬さを克服し、わずかな力で大きな成果を上げます。主に嚢胞胞子、粘着胞子、貪食胞子の3種類の胞子を生成し、その胞子を昆虫の体表に付着させたり、体内に侵入して寄生関係を形成させることで昆虫を殺したり食べたりします。

いわゆる胞子は、実際には親から分離した後、直接的または間接的に新しい個体に成長できる生殖細胞です。皆さんがよくご存知の冬虫夏草は、実は冬虫夏草菌の胞子を食べて寄生したチョウ目昆虫の幼虫です。

図4 摂取された胞子は線虫の口器（A）から体内に入り、線虫の口や腸壁に付着して寄生虫となり、最終的に線虫を殺します。その後、菌類は虫の体から胞子嚢を成長させ、新しい胞子を形成する（B）

（画像出典：参考文献4）

卵寄生虫

「猛々しく直接的な」捕食者や「敵を倒すための内部の力」を持つ内部寄生菌と比較すると、卵寄生菌は武術の世界における邪悪な悪魔です。彼らは武術が得意ではなく、弱い者ばかりを狙い、老人、子供、女性、子どもをいじめて横暴な態度をとります。

さらに、これらの菌類のほとんどは日和見菌類です。通常、それらは宿主植物に静かに寄生し、適切な時期が来た場合にのみ、線虫の嚢胞、オーシスト、または卵に定着します。彼らは、ミミズの体内の栄養素を利用して成長し、同時に卵の孵化を阻害するさまざまな酵素を生成することができます。現在、根瘤線虫の駆除に広く使用されている Paecilomyces lilacinus は、この系統の代表的なものです。

図5 Paecilomyces lilacinusの分生子が根瘤線虫の卵の表面で発芽する（A）

クラミドスポリウム属の菌類は付着器を形成して線虫の卵に寄生することができる（B）

（画像出典：参考文献5）

有毒

毒素を産生する菌類は、金庸の武侠小説に登場する欧陽鋒、丁春秋、藍鳳凰などの毒使いに匹敵します。毒素を分泌することで線虫の生命活動を殺したり阻害したりすることができます。これらの菌類が分泌する毒素は、主に神経を麻痺させ、体壁を破壊し、機能酵素を阻害することによって殺虫作用を発揮します。私たちが普段食べているヒラタケ（Pleurotus ostreatus）は毒素を作る達人です。

図 6 A. Pleurotus ostreatus 菌糸とともにペトリ皿内を這う線虫。

B. 線虫は菌糸（液滴）上で毒素に遭遇します。

C. 約 1 分後、線虫は毒素によって麻痺します。

D. 72時間後、線虫は徐々に分解され、ヒラタケの菌糸によって食べられました。

（画像出典：参考文献3）

「武器マスター」 - 肉食キノコ

孫悟空は金の棍棒を持ち、関羽は三日月形の剣を持っています。

中国では、神は魔法の武器によってランク付けされ、軍の将軍は剣で敵を殺します。誰であっても、適切な武器を持たずにこの世に生まれれば、おそらく早く死んでしまうでしょう。

肉食キノコの起源を紹介した後は、彼らが進化させた昆虫捕獲の武器についてお話ししなければなりません...

3次元細菌ネットワーク

いわゆる立体菌類ネット（図 7A 参照）は、実際には菌類の栄養菌糸の連鎖によって形成された立体構造のメッシュトラップです。このような構造が形成される主な理由は、線虫には視覚器官がないためです。菌類はこの罠を利用して線虫が来るのを待ちます。線虫が菌類の巣に入ると、巣の粘着性のある菌糸が線虫をしっかりと捕らえ、ゆっくりと消化、分解、吸収します。

スティッキーボール

粘着球（図 7B 参照）は、通常、真菌の栄養菌糸から発生する球形またはほぼ球形の粘着細胞です。粘着性がある理由は、繊維状の細胞外ポリマーの層に囲まれているためです。表面の粘着物質によって線虫が付着した後、菌糸が侵入して線虫を消化することができます。球状の粘着性捕食者に加えて、一部の菌類は菌糸を使用して粘着性の分岐構造を形成します (図 7D に示すように)。これも同じ機能を持ちます。

非収縮リング

非収縮リング（図 7C 参照）は、収縮できない点を除けば、人間が狩猟に使用する投げ縄と形状が似ています。菌糸上の細い枝が細胞融合してできた3個または4個の細胞の輪です。線虫がリング内に入ると、収縮はできないものの、リングに付着した粘着物質に捕らえられ、最終的には食べられてしまう運命から逃れられなくなります。

図7 3次元細菌ネット（A）、粘着ボール（B）、非収縮性細菌リング（C）、粘着枝（D）

（画像出典：参考文献5、6）

シュリンクリング

上記の 3 つの武器と比較すると、収縮リングはより洗練された捕食器官です。通常は3つの細胞から構成されます（図8A）。線虫がリングに穴を開けると、細胞の急速な拡大により捕獲されます (図 8B、C)。それは人間が設計したトリガートラップのように機能します。

線虫が収縮リングの内側の細胞に圧力をかけるため、収縮リングは自動的に縮みます。細胞信号の伝達により、収縮リング上の3つの細胞は0.1秒以内に急速に膨張して線虫を閉じ込め、その後菌糸が徐々に線虫の体全体に浸透して消化します。

図8 収縮リングの作用機序と線虫捕獲効果

(画像出典: Wikipedia)

ウニ球

トゲ球は近年、コプリヌス・コマトゥスで発見された新たな捕食兵器である。この菌は自身の菌糸を使って、ヒシバに似たトゲで覆われた小さな球体に成長します。これらの小さなボールは、通り過ぎる線虫の体を傷つけ、線虫が動く能力を失わせ、菌糸が線虫を捕食できるようにします。

図9 コプリヌス・コマトゥスの菌糸によって形成された棘状球

（画像出典：参考文献6）

胞子

捕食器官を形成することに加えて、一部の菌類は、自身の胞子を砂糖でコーティングした弾丸として使用して昆虫を引き寄せる胞子を生成することもできます。これらの胞子は虫（線虫だけではない）にとっておいしいごちそうです。しかし、それらは物語に出てくる18種類の武器のようなもので、フックのあるもの、先端のあるもの、トゲのあるもの、刃のあるものなどがあり、これらの形状により胞子が昆虫の食道にしっかりと付着します。胞子が体内に入ると、虫の体内で根を張り、発芽し、腸を突き破って体中に広がり、最終的に虫を殺して消化します。

さらに、菌類の中には遊泳胞子を生成するものもあり、追跡ミサイルのように自律的に攻撃対象を探し出し、昆虫の体や卵に付着して寄生することができる。

毒素

捕食器官や胞子に加えて、菌類が自身の代謝によって生成した毒素を使用して線虫を麻痺させて殺す方が経済的で効率的です。研究により、肉食キノコが生成する殺線虫化合物には、キノン、アルカロイド、テルペン、ペプチド、フランなど、10 の主要カテゴリに分類される約 100 種が含まれており、その中には広範囲の殺虫効果を持つ代謝産物が多数あることが判明しています。

しかし、心配しないでください。これらの化合物は昆虫には有毒ですが、人間には影響がありません。だからこそ、私たちは何千年もの間、安心してヒラタケを食品として食べることができたのです。

キノコはなぜ肉を食べるのでしょうか？

世間の目から見れば、キノコは植物と同様に「動く」ことができない「下等な」生物です。なぜ彼らは自分たちよりも「高位」の動物を捕食するためにそんなに苦労するのでしょうか?

実際、答えは非常に簡単です - 栄養が足りないからです!

ご存知のとおり、キノコは主に腐った木や枯れ葉の上に生えます。主成分はリグニンとセルロースです。これら 2 つの高分子ポリマーは互いに結合してリグニン炭水化物複合体を形成することが多く、この複合体は強固な構造を持ち、分解しにくいです。さらに、これらの枯れた枝や葉は、菌類によって非常に困難に分解された後でも、炭素源の栄養素しか提供できません。

土壌、淡水、植物には多数の線虫が広く分布しています。これらの原始的で肉質の、タンパク質が豊富な小さな虫は、菌類にとって貴重な窒素栄養源です。

化石記録によれば、肉食キノコは約1億年前の中生代に起源を持つ。動物から窒素源を得るという生存方法は菌類の生息範囲を大きく広げ、より広い生息環境に適応する上で重要な進化的意義を持っています。

存在するべきか、存在しないべきか？これは問題だ！

長い進化の過程で、厳しい生活環境に直面した菌類は、自らの栄養ニーズを満たすために、退屈することを望まず、他の生命体から必要な栄養補給を得ようとすることしかできませんでした。この単純かつ永遠の目標こそが、肉食キノコに効率的かつ正確な殺戮本能を進化させる原動力となっているのです。

肉食キノコ：お願いします！ただお腹いっぱい食べたいだけ！

編集者：孫晨宇

参考文献:

1. Li Tianfei 他線虫を食べる菌類に関する研究の簡単な歴史。中国における昆虫病原菌の研究と応用（第4巻）、中国農業科学技術出版社、1997年

2. Liu Xingzhong 他線虫食菌に関する研究の進歩。 1991 年第 3 回昆虫菌類に関する全国シンポジウム議事録

3. チンハン・リー、他肉食キノコに攻撃された線虫にとって、感覚繊毛は最大の弱点となる。 PNAS、2020、117(11)

4. FHウッド。ニュージーランドの草地土壌から線虫を捕獲する菌類。ニュージーランド植物学ジャーナル、2012年、11(2)

5. 馬弗ら線虫を食べる真菌のゲノム配列解析と分析の研究の進歩。微生物学速報、2018年、45（4）