砂漠の岩石を彩る微小生物
文 & Photos by Wayne P. アームストロング
岩石の地衣類& ボルダー
岩石の最もカラフルな被膜は、間違いなく地衣類が作り出すものです。 地衣類も過酷な環境に耐えることができますが、砂漠のニス菌が繁殖するような乾燥した岩場では、一般にうまく生き抜くことができません。 岩石地衣類は、赤、オレンジ、黄色、鮮やかな緑色など、さまざまな鮮やかな色をしています。
南カリフォルニアのサンタローザ高原にあるこの玄武岩は、オレンジ色のCaloplaca、黄色の Candelaria & Candelariella、灰色の Xanthoparmeliaなど4種のカラフルな地衣で密生されている。 この岩石には砂漠のワニスは微塵もない。
地衣類の本体（thallus）は、菌類組織のコンパクトな塊の中に住む藻類の細胞で構成されている。 藻類は光合成を行い、菌類に炭水化物の栄養を供給する。 また、繊細な藻類細胞は、菌類のフィラメントの密な網目でしっかりと包まれているため、厳しい気候条件から機械的に保護されている。
これは、特に乾燥した岩場で、どちらのパートナーも単独で生存できない場合に当てはまる。 実際、その関係は、それぞれのメンバーが生存のために他方に依存する、一種の結婚である。 地衣類の二重共生については、1867年にスイスの植物学者シモン・シュヴェンデナーによって発表された。 藻類と菌類の結婚という仮説の強力な支持者のひとりが、この時代の優れた博物学者で科学イラストレーターのビアトリクス・ポッター（後に有名な童話作家になった）だったのです！
1つの岩石に10数種の地衣類が生え、しばしば岩肌を完全に覆ってしまうこともある。 地衣類は岩石の結晶表面と密着しているため、剥がすことが不可能なものもあります。 黒光りする黒曜石の上にも生える。
地衣類は非常に急速に乾燥し、その水分の98%まで失う可能性がある。 地衣類は雨や朝露に濡れると、あぶらとり紙のように素早く水を吸い込み、小さな藻の仲間で光合成をしばらく復活させる。 地衣類は岩肌に最初に生える植物なので、岩肌をゆっくりと削りながら土壌を形成する役割を担っている。
Close-up view of several crustose lichens slowly etching surface of metavolcanic rock in the Coast Ranges of southern California.南カリフォルニアのコースト山脈で、地衣類がゆっくりと岩肌を侵食している様子。 レモンイエローのAcarospora schleicheri、茶色のA. bullata、灰色のDimelaena radiataです。
自然環境では、植物は常に新しい生息地に侵入して植民地化しています（これは「後継」と呼ばれる現象です）。 地衣類は、裸岩に最初に定着する植物であるため、一次遷移において重要な役割を担っている。 地衣類が何世紀にもわたって岩肌を削ってきた結果、鉱物の土壌と有機物が蓄積されるようになる。 地衣類は弱い有機酸（フェノール酸）を産生するが、石灰質でない限り、この酸が岩石のエッチングに大きな影響を与えるかどうかは疑問である。 ほとんどの岩石表面のエッチングは、おそらく機械的なものであろう。 甲殻類の岩石地衣類は、裸の岩石の上に生育し、広がった距骨を微細な隙間にも沈めていくことができる。 地衣類に絡みついた微小な岩石片は、湿潤と乾燥を繰り返すことで膨張と収縮を繰り返し、緩んでいく。
植物の破砕力は、種子が亀裂に落ちて発芽することで大きく向上する。 特に、木質系の低木や針葉樹は、根が強力に伸びるので、この傾向が強い。 シエラネバダの亜高山帯には、固い花崗岩の上に比較的浅い土壌と凝灰岩が重なった場所に、マツ、モミ、ツガなどの森林がある。 花崗岩の巨大な岩盤は、1万2千年前にも氷河によって削られ、磨かれた。
険しい花崗岩の露頭には、石灰緑の地図状地衣(Rhizocarpon geographicum)、灰灰色のAspicilia cinerea、オレンジ色のCaloplaca saxicolaの大きなコロニーがあって、数千年前のものだろうと思われる。 実際、カラフルなシャルトルーズ色の岩石地衣類アカロスポラ・クロロファナは、100年に数ミリしか成長しないかもしれません。
ヨセミテ国立公園の巨大ドームの黒ずんだ表面は、実は Buellia、Verrucaria、Lecidea atrobrunnea の甲殻類なのである。 氷河期のモレーンの岩石地衣類の成長率は、氷河の前進と後退の時間間隔を概算するために使用されています。
岩石地衣類は、先住民や探検家の生存に重要な役割を担ってきました。 インディアンやエスキモー、ラップランドの人々は、動物の餌となるだけでなく、ある種の地衣類を食べています。 ロックトリペス（Umbilicaria）と呼ばれる葉状の地衣類は、スープで煮たり、生で食べたりします。
歴史上、ペルシャの農民は豊富な地衣類Lecanora esculentaを食べることで集団飢餓を回避してきたと言われています。 この地衣類は簡単に小さく剥がれ、風で岩から飛ばされ、しばしば隙間や低木の下に蓄積される。 トルコやイラン北部では、この地衣類を食事に混ぜてパンのようなものにする。
地衣類は、藻類と菌類が見事に融合することで、他の生物が生息できないような場所での生存を可能にした。 数百万年の進化を経てきた地衣類ですが、現在では大気汚染により多くの種が絶滅の危機に瀕しています。 このことは、砂漠に生息するニス科の微生物にも当てはまるかもしれない。 地衣類はそのミネラル栄養分のほとんどを空気や雨水から吸収しているため、有害な大気汚染物質に対して特に弱い。
吸収した元素を組織に排泄する手段がないため、有害な化合物がさらに濃縮されてしまう。 この毒素により、光合成を行う藻類の細胞が劣化し、その後、菌類配偶体が死滅する。 砂漠地帯では、オフロードカーが大量に走っているため、アルカリ性のほこりが大量に舞い上がります。 この大気中のアルカリ度の増加は、ワニス菌によるマンガンの酸化に影響を与え、砂漠のワニスの発達を遅らせたり抑制したりする可能性がある。
炭鉱で目に見えないが致命的なメタンガスを検知するカナリアのように、地衣類は大気汚染の敏感なバロメーターである。 実際、その脆弱性により、米国森林局や国立公園局の大気汚染モニタリングステーションとして非常に有効なものとなっています。 地衣類と砂漠のワニスは、魅力的で複雑な生物である。 私たちは、まだまだ彼らから学ぶことがたくさんあります。 また、砂漠の山々を無数の美しい色で覆ってくれます。
Some good references about Desert Varnish & Lichens
1. Armstrong, W.P. and J.L. Platt. 1993. “藻類と菌類の結婚”. Fremontia 22: 3-12.
2. Brock, T.M. and M.T. Madigan. 1988. 微生物の生物学
（第5版）. Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey.
3. Dorn, R.I. 1982. “Enigma of the Desert”. Environment Southwest Number 497: 3-5.
4. Dorn, R.I.およびT.M.Oberlander. 1982. “岩石のニス” Progress In Physical Geography 6: 317-367.
5. Dorn, R.I. and T.M. Oberlander. 1981. “砂漠のワニスの微生物起源”. 科学 213: 1245-1247.
6. Nash, T.H. 1996. 地衣類生物学． ケンブリッジ大学出版局, Cambridge.
7. リチャードソン, デヴィッド H.S. 1974. 消えゆく地衣類. Hafner Press, New York.
Wayne P. Armstrong カリフォルニア州サンマルコスのパロマー大学生命科学部植物学教授。 WAYNE’S WORD®の発行人。
Desert Varnish
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