南極は緑に変わりつつあるが、それは悪いニュースかもしれない

今、我が国のある北半球では、草木が芽吹き、春が徐々に強まり、気温の上昇と自然の回復を実感しています。しかし、地球の反対側、南極では、全く異なる光景が見られます。

我が国の第41次南極科学調査隊はここで一連の調査と監視活動を行っています。彼らは氷、雪、強風に耐えながら、この白い大陸のさらなる秘密を解明しようとしています。

現在、南極大陸は「不毛の地」のように見えます。しかし、どんなに過酷な環境であっても、生命の奇跡に抵抗することはできません。こんなに寒い南極でも、何百種もの植物が生き残り、繁栄しています。

しかし、この特別な地域では、植物の痕跡が存在することは必ずしも良いことではなく、むしろ危険な兆候となる可能性があります。何故ですか？この質問に答える前に、まずは生物の種類別に南極の植物の興味深い物語を見てみましょう。

かつて藻類の大量発生により、南極大陸はスイカ味の「赤い雪」で覆われた

南極に行く機会があれば、ここの色彩はそれほど単調ではないことがわかるでしょう。特に夏場は、南極平原の地面や岩肌、季節によって変わる河川や海岸付近などで、さまざまな色の藻類が見られます。

科学者たちは現在、南極で700種以上の藻類を発見しており、それらは南極の生態系において重要な生産者となっている。特にペンギンが生息する海域では、水に窒素、リン、カリウムなどの栄養分が豊富に含まれているため、藻類が急速に増殖するのに非常に適しています。

実際、厳密に言えば、藻類のほとんどは光合成を行うものの、植物ではありません。藻類にはさまざまな起源があり、さまざまな点で異なります。南極で見つかる多くの藻類の中で、おそらく最もユニークなのは極地雪藻（クラミドモナス・ニバリス）です。

2020年に、あるニュースがありました。ウォナルツキー研究ステーションに駐在していた科学者たちが目を覚ますと、研究ステーションの周囲が「血まみれ」になり、氷の表面が一夜にして赤く変色していたのです。好奇心旺盛な科学者たちがサンプルを採取したところ、赤い雪は「スイカのような匂いがする」ことがわかった。これは実は極地の雪藻の大発生です。

南極のスイカの雪 画像出典: CCTV News Channel のスクリーンショット

この藻類の細胞には赤色のカロテノイドが含まれており、南極の強い紫外線に耐えることができます。当時は気候が暖かく、胞子の発芽に適していたため、もともと雪の中にあった北極雪藻が出現し、赤い雪原を形成しました。

南極まで生育する地衣類は、何百年もかけて高さが 1 cm 未満にしか成長しません。

南極の海岸線からさらに奥へ進んでいくと、岩に遭遇し、地衣類の存在を簡単に観察できます。

統計によると、南極には約350種の地衣類が生息している。南極大陸のほとんどの地域に分布しており、南極点付近でも見られます。まさに「最南端の生き物」と言えるでしょう。

1895年、人類が初めて南極大陸に足を踏み入れたとき、冒険家たちはここで地衣類を発見し、南極には「緑の植物」があると発表した。しかし、当時の人々は地衣類が植物ではないことに気づいていませんでした。

(ギャラリーの著作権保護された画像、転載は著作権紛争につながる可能性があります)

南極の地衣類は、高さ10〜15センチメートルの大きなものから、わずか数ミリメートルの小さなものまで、さまざまな形や色をしています。南極の厳しい環境のため、ここでの地衣類の成長は非常に遅く、数百年で 1 cm 未満しか成長しないことがよくあります。

この小さな苔はすでに百歳です。

「先駆者」地衣類が存在すると、岩石はより速く分解し、苔類にも生き残るチャンスが与えられます。

南極には約 150 種のコケ類が存在し、主に南極大陸の比較的温暖な沿岸地域や、氷や雪が溶けて豊富な水源が提供される地域に分布しています。

コケは背が低いですが、すでに真の植物であり、分化した器官が発達しています。南極では、コケは小さな森のような役割を果たし、南極の食物連鎖の基盤を形成する菌類、クマムシ、ダニなど他の多くの生物の生息地となっている。

(ギャラリーの著作権保護された画像、転載は著作権紛争につながる可能性があります)

南極のビンソン湾にあるケーシー基地では、オーストラリアの研究者たちが基地周辺の苔の群落を25年間にわたって観察してきた。この南極苔（Schistidium antarctici）の群生地は、いくつかの岩の間にあり、少なくとも 400 年前からそこに存在しています。

これらの苔は普通に見えますが、地球の気候の微妙な変化を反映している可能性があります。科学者たちはまた、これらのコケがどのようにして暗い極夜の間、静かに日光の到来を待つことができるのかを知りたいと考えている。

顕花植物、ミツバチによる受粉から風による受粉まで

南極では、陸地のわずか1％程度が岩が露出しているだけなので、どこでも花が見られるというのは確かに不可能です。

科学者の測定によると、地球上の顕花植物の南の境界は南緯約64度です。南極では、南極半島の北端といくつかの島々がちょうど「被子植物の生育限界」を越えます。現在、人類は南極で合計3種類の草本植物を発見しています。いずれも南極特有の種ではなく、南極が世界から孤立したことがなかったことも証明しています。

南極のヘアーグラス（ギャラリーからの著作権画像、転載は著作権紛争を引き起こす可能性があります）

ナンキョクヘアーグラス（Deschampsia antarctica）は、小麦、米、トウモロコシなどと同じイネ科に属する植物です。ギネスブックにも世界最南端の開花植物として登録されています。この植物は私の国では万里の長城駅の近くで簡単に見つかります。中国の科学者らもこれを室内で栽培し、穂と果実をつけることに成功した。

それに比べると、南極の Colobanthus quitnsis ははるかに美しく見えます。この植物は高さがわずか 5 cm ほどで、地面に完全に密着して生育し、苔のように見えます。夏になると、ナデシコ科のこの双子葉植物は、毛布のような葉から小さな黄色い風鈴のような花を咲かせ、違った様相を呈します。しかし、この大陸では、南極ワックスグラスも変化を余儀なくされました。南米ではこの植物は受粉にミツバチに依存していますが、南極にはそのような受粉昆虫がいないため、受粉には強風しか頼りになりません。

これら 2 つの植物は、人間が到着する前から南極に存在していました。しかし、別の植物であるスズメノカタビラはそうではありません。この芝は、温帯気候帯に広く分布する低木芝で、多くのゴルフコースの敷設にも使用されている芝種です。この植物はヨーロッパ原産で、2012年にキングジョージ島のポーランドの研究施設の外で発見された。明らかに、それは人間とともに南極に到着した。

植物が増えると環境が良くなるのでしょうか?南極を除く

南極は世界で最も汚染されていない生態学的地域ですが、スズメノカタビラなどの侵略的外来種の問題にも直面しており、南極の「危険」はこれをはるかに超えています。

科学者たちは南極大陸の長期観察を通じて、驚くべき結論に達した。南極大陸はますます「緑化」しつつあるのだ。統計によると、ナンキョクカワラヒワとナンキョクカワラヒワの分布域は1960年から2009年にかけて増加しています。 2009年から2018年までの10年間で、これら2つの工場は年間20%を超える驚異的な成長率で急速に拡大してきました。花が咲く植物だけではありません。南極では、緑藻類の発生地域が拡大し続けており、コケ類が出現する場所も増えています。

世界の多くの地域では、植生の増加は環境の改善の兆候です。しかし、南極大陸における植物の大規模な出現はそうではありませんでした。

南極の植物の増加の背景には、現地の気温の急速な上昇がある。記録によると、南極のシガニー島では、1960年から2011年まで、年間平均気温はわずか0.02℃程度しか上昇しませんでした。しかし、2011年から2014年にかけて、年間平均気温は急激に上昇し始め、年間平均0.25℃上昇しました。

南極の植物の拡大は、気温の上昇に加え、別の要因も関係しています。海岸のオットセイは、偶然にも花の咲く植物が生育する地域と重なっており、これらの海の獣が海岸の植物を踏みつけ、その成長と広がりを制限しています。しかし近年、南極オットセイの個体数が減少したことにより、植物が生育する余地が増えた。

南極の植物の変化は、地球環境と気候の「バロメーター」のようなものです。南極における植物の増加の影響については、実のところ意見の一致はありません。

南極の生物生態と環境を監視することも、中国の第41次南極探検隊の重要な任務である。おそらく、探検隊が無事に帰還すれば、私たちは南極の植物についてより深い理解を得ることができ、この科学探検の結果として、人類に大きな影響を与えるさらに興味深い秘密が明らかになるだろう。

参考文献:

[1] 鄧銭、高宝燕、唐子涵、張成武。南極藻類の種の多様性、低温適応、バイオテクノロジーへの応用 [J]。中国極地研究誌、2023年、35(4):619-629。

[2] マレノフキー、Z.、ターンブル、JD、ルシアー、A.、ロビンソン、SA (2015)。イメージング分光データから取得したクロロフィル含有量と葉の密度に基づく南極のコケのストレス評価。ニューフィトロジスト、208（2）、608-624。

[3] Liu、Shenghao & Fang、Shuo & Cong、Bailin & Li、Tingting & Yi、Dan & Zhang、Zhaohui & Zhao、Linlin & Zhang、Pengying。 （2022年）。南極のコケ Pohlia nutans ゲノムは、コケ類の進化と極端な陸上生息地への適応についての洞察を提供します。植物科学の最前線。 13. 10.3389/fpls.2022.920138.

[4] Cordero, RR、Sepúlveda, E.、Feron, S. 他。南極における人間の存在によるブラックカーボンフットプリント。 Nat Commun 13、984（2022）。 https://doi.org/10.1038/s41467-022-28560-w
[1] Cannone N、Malfasi F、Favero-Longo SE、et al.南極大陸における気候温暖化の加速と植物動態[J]。Current Biology、2022、32(7):1599-1606.e2.DOI:10.1016/j.cub.2022.01.074。

[5] 一次社会と環境の本F.オーストラリア：RIC出版。 2001年:96.ISBN 1-74126-127-9.

[6] ザ・ウェザー・カンパニー奇妙な現象により鮮やかなピンク色の雪が降る。 https://weather.com/news/trending/video/freak-phenomenon-causes-bright-pink-snow-in-antarctica

[7] オーストラリア南極局研究者たちが南極の「熱帯雨林」に戻る。 https://www.antarctic.gov.au/news/2022/researchers-return-to-antarctic-rainforest/

[8] エコノミスト誌極地の侵略者。 https://www.economist.com/babbage/2012/03/06/polar-invaders

[9] 金維銀。被子植物が極地の荒野でどのように生き残っているかを見てみましょう[J]。知識は力である[2024-11-12]。

[10] 李昊民、宋徳康。南極キングジョージ島から発見されたいくつかの被子植物の化石[J]。中国古生物学雑誌、1988(04):7-135. DOI:CNKI:SUN:GSWX.0.1988-04-000.

[11] 胡俊石南極の植物の概要と研究の展望[J]。 Acta Botanica Sinica、1993、35(11):9。 DOI:CNKI:SUN:ZWXB.0.1993-11-011。

[12] 胡俊石南極植物調査ノート[J].ライフワールド、1998(4)。

[13] 李成森。南極の植物と地衣類の保護[J]。人間と生物圏、2017(1):1。 DOI:10.3969/j.issn.1009-1661.2017.01.029。

[14] 趙北興、カール・ジマー。南極の氷は植物の成長が速いことを示している[J]。ワールドサイエンス、2017(7):2. DOI:CNKI:SUN:SJKE.0.2017-07-008。

[15] 李雪東南極の万里の長城基地付近の植生概要[J]。植物学ジャーナル、1992年、19(3):2。 DOI:CNKI:SUN:ZWZA.0.1992-03-049.

[16] 李学東、劉佳西、胡東、陳福東。南極万里の長城基地と近隣の島々における南極ヘアーグラスの形態学的特徴と分布[J]。極地研究ジャーナル、1996年、8(3):64-67。

[17] 中国科学院【中国科学日報】地衣類を探すために南極へ出発。 https://www.cas.cn/xw/cmsm/201302/t20130219_3763715.shtml

[18] 中国海洋開発研究センター南極の氷床で今も「自生」できるのは、この植物だけだ。 https://aoc.ouc.edu.cn/2023/1212/c15171a451704/pagem.htm

著者: 庭のカジモド、農学修士、科学普及者

評論家: 国立植物園科学博物館館長 王 康

制作：中国科学普及協会