シロアリとメタン：過小評価された気候の力
シロアリは世界で最も成功した昆虫グループの一つであり、地球上で最も過小評価されたメタン発生源の一つでもあります。その腸内には、セルロースを消化して副産物としてメタンを産生する高度に特殊化した微生物群が生息しています。数兆匹のシロアリによる気候への影響は実在し、測定可能です—たとえ畜産と比較すると小さいとしても。
シロアリはどのようにメタンを産生するか
シロアリは主に木材、枯れ葉、その他のセルロースが豊富な植物性物質を食べます。しかし、彼らの腸はセルロース自体を分解する酵素を持っていないため、腸内の原生動物、細菌、古細菌の共生群に依存しています。これらのメタン産生古細菌は嫌気的発酵の副産物としてメタン（CH₄）を産生します。ガスはシロアリの両端から—そして体壁を通じても—放出されます。個々のシロアリは最小限の量を産生しますが、世界に推定1000兆匹いることを考えると、合計はかなりの量になります。
数字：シロアリはどれだけのメタンを産生するか？
科学的推定は世界のシロアリから年間2〜22テラグラム（Tg）のメタンと大きく異なります—これは自然生態系での昆虫排出量の測定の難しさを反映しています。最近の研究では下限値の2〜5Tg/年に傾いています。比較のために：畜産（主に牛）は年間約100Tg、石油・ガス採掘は約70Tgを産生します。シロアリは世界のメタン排出量の約1〜3%を占めます—無視できませんが、最大の貢献者にはほど遠いです。シロアリの塚（巣）には興味深い役割があります：一部の種は塚の壁のメタン酸化細菌によって生産されたメタンの一部を捕捉して酸化します。
生態学的側面：ガス排出者以上の存在
シロアリはガス排出以上に生態学的に非常に重要です。彼らは多くの熱帯・亜熱帯生態系で有機物の一次分解者です—シロアリがいなければ、大量の枯れ木が分解されずに蓄積します。土壌内の掘削は通気性と保水力を改善します。シロアリの塚は何百種もの他の昆虫、爬虫類、哺乳類が生息する生物多様性の中心地です。したがって、シロアリとガス産生の関係は複雑です：彼らは温室効果への貢献者であると同時に、欠かせない生態系の構成要素でもあります。
研究：バイオリアクターとしてのシロアリの腸内マイクロバイオーム
シロアリの腸内マイクロバイオームは気候問題以上に科学的に魅力的です。シロアリの腸の細菌と原生動物は並外れた効率でセルロースを分解できます—研究者たちがバイオ燃料生産に活用したい能力です。シロアリの腸内微生物の酵素を工業プロセスに移転できれば、木材廃棄物や穀物わらからのエタノール生産が大幅に効率的になります。したがって、シロアリの腸はガス産生にもかかわらずではなく、まさにそのために自然のバイオリアクターとして研究されています。
知っていましたか？
- シロアリは世界のメタン排出量の約1〜3%を占めます—数兆匹の個体を通じて。
- シロアリの塚の壁には、産生されたメタンの一部を捕捉して酸化するメタン酸化細菌があります。
- シロアリの腸内マイクロバイオームはバイオ燃料生産のために研究されています：そのセルロース分解酵素は例外的に効率的です。
- シロアリがいなければ、多くの熱帯生態系で膨大な量の枯れ木が分解されずに蓄積します。
豆知識
アフリカのマクロテルメス種の中型のシロアリの塚には300〜500万匹のシロアリが含まれることがあります。研究者たちは特別なフラックスチャンバーで個々の塚のメタン排出を測定しました—そして1つの塚が1時間に最大500mlのメタンを排出することを発見しました。アフリカ推定約100億の活動中のシロアリの塚に乗じると、天文学的な数のガスになります—それぞれが独自の気候への貢献を持つ。
出典
- Sanderson, M.G. (1996). Biomass of termites and their emissions of methane and carbon dioxide. Global Biogeochemical Cycles, 10(4), 543–557.
- Nauer, P.A. et al. (2018). Termite mounds mitigate half of termite methane emissions. Nature Communications, 9, 1.
- Brune, A. (2014). Symbiotic digestion of lignocellulose in termite guts. Nature Reviews Microbiology, 12, 168–180.
- Bignell, D.E. (2006). Termites as soil engineers and soil processors. In: Intestinal Microorganisms of Termites. Springer.