鮮やかに青々と葉を茂らせる植物は、茶色の土の中ー地下部の生物に支えられて生きています。私たちは、普段は目に見えない地下部の生物による”縁の下”ならぬ森の下の力持ちとしての働きに好奇心を駆り立てられて研究を進めています。特に注目している地下部の生物は、ミミズなどの土壌動物や植物自身の根です。
寒冷地では、植物の成長は土壌中で利用できる窒素不足によって制限されています。そのような生態系で、落葉を分解して、落葉の中に含まれる窒素を植物が利用しやすい形にするのを助け、植物の成長を支えているのは土壌動物です。私たちは、ミミズなどの大型土壌動物を主な研究対象とし、「土壌動物の生き様」と「植物の生き様」の相互作用を、2者間でやり取りされる物質循環に注目して解明しています。また、応用的な課題として、気候変動が起こった際に、そうした相互作用がどのように変化し、結果として生態系の機能がどのように変化するのかについても研究を進めています。
これまでの研究から、北海道などの多雪地帯では、深い雪の下で越冬するミミズが窒素の重要な供給者として、植物の成長を支えていることがわかってきました (Makoto et al. 2019)。また、興味深いことに、ミミズの窒素の供給者としての働きは、同種内でも生まれ育った土壌への局所適応あるいは順化によって変化することが示唆され、土壌中の物質循環における土壌動物の進化の重要性を浮かび上がらせています (Kawakami & Makoto 2017)。
一方、ミミズが窒素循環を促進する働きは、冬の気候変動によっては大きな影響を受けないものの (Makoto et al. 2019)、夏の気候変動によって大きな影響を受け、結果として樹木の成長が変化することが明らかになりました (Makoto et al. 2016)。一方、そうした夏の気候変動による大型土壌動物への影響は、大型土壌動物が食べる餌の性質や、土壌動物の雑食性によって異なるという結果が得られており (Makoto et al. 2014)、気候変動が樹木に及ぼす影響を理解するためには、これまで余り注目されて来なかった土壌動物の”生き様”を理解することが重要であることが示唆されています。
最近は、森林に大量に存在し、長い時間をかけて起こる丸太の分解と土壌動物との関係についても東北大学、宇都宮大学、東京大学、そして岩手大学のグループらと共同研究をはじめています。
参考論文:
Makoto, K., Bryanin, S.V., Takagi, K. (2019) The effect of snow reduction and Eisenia japonica earthworm traits on soil nitrogen dynamics in spring in a cool-temperate forest. Applied Soil Ecology. 144: 1-7.
Makoto, K., Kawakami, T. (2019) Earthworms under 1 m of snow: the seasonal dynamics of earthworm abundance in cool-temperate forests with heavy snowfall. Edaphologia. 105: 15-23.
Tsunoda, T., Makoto, K., Suzuki, J.I., Kaneko, N. (2018) Warming increased feeding of a root-chewing insect at soil surface and enhanced its damage on a grass. Soil Biology & Biochemistry. 126: 213-218.
Kawakami, T., Makoto, K. (2017) Does an earthworm species acclimatize and/or adapt to soil calcium conditions? The consequence of soil nitrogen mineralization in forest soil. Ecological Research. 32: 603-610.
長谷川元洋・藤井佐織・金田哲・池田紘士・菱拓雄・兵藤不二夫・小林真 (2017) 土壌動物をめぐる生態学的研究の最近の進歩.日本生態学会誌. 67:95-118.
Makoto, K., Minamiya, Y., Kaneko, N. (2016) Differences in soil type drive the intraspecific variation in the responses of an earthworm species and, consequently, tree growth to warming. Plant and Soil. 404: 209-218.
小林真・南谷幸雄・竹内史郎・奥田篤志・金子信博 (2015) 初冬期に北海道北部の河川水中で発見された大量の陸棲ミミズ: 一斉移動への示唆. Edaphologia. 97: 37-40.
Makoto, K., Arai, M., Kaneko, N. (2014) Change the menu? Species-dependent feeding responses of millipedes to climate warming and the consequences for plant-soil nitrogen dynamics. Soil Biology & Biochemistry. 72: 19-25.
寒冷地では、植物の成長は土壌中で利用できる窒素不足によって制限されています。そのような生態系で、落葉を分解して、落葉の中に含まれる窒素を植物が利用しやすい形にするのを助け、植物の成長を支えているのは土壌動物です。私たちは、ミミズなどの大型土壌動物を主な研究対象とし、「土壌動物の生き様」と「植物の生き様」の相互作用を、2者間でやり取りされる物質循環に注目して解明しています。また、応用的な課題として、気候変動が起こった際に、そうした相互作用がどのように変化し、結果として生態系の機能がどのように変化するのかについても研究を進めています。
これまでの研究から、北海道などの多雪地帯では、深い雪の下で越冬するミミズが窒素の重要な供給者として、植物の成長を支えていることがわかってきました (Makoto et al. 2019)。また、興味深いことに、ミミズの窒素の供給者としての働きは、同種内でも生まれ育った土壌への局所適応あるいは順化によって変化することが示唆され、土壌中の物質循環における土壌動物の進化の重要性を浮かび上がらせています (Kawakami & Makoto 2017)。
一方、ミミズが窒素循環を促進する働きは、冬の気候変動によっては大きな影響を受けないものの (Makoto et al. 2019)、夏の気候変動によって大きな影響を受け、結果として樹木の成長が変化することが明らかになりました (Makoto et al. 2016)。一方、そうした夏の気候変動による大型土壌動物への影響は、大型土壌動物が食べる餌の性質や、土壌動物の雑食性によって異なるという結果が得られており (Makoto et al. 2014)、気候変動が樹木に及ぼす影響を理解するためには、これまで余り注目されて来なかった土壌動物の”生き様”を理解することが重要であることが示唆されています。
最近は、森林に大量に存在し、長い時間をかけて起こる丸太の分解と土壌動物との関係についても東北大学、宇都宮大学、東京大学、そして岩手大学のグループらと共同研究をはじめています。
参考論文:
Makoto, K., Bryanin, S.V., Takagi, K. (2019) The effect of snow reduction and Eisenia japonica earthworm traits on soil nitrogen dynamics in spring in a cool-temperate forest. Applied Soil Ecology. 144: 1-7.
Makoto, K., Kawakami, T. (2019) Earthworms under 1 m of snow: the seasonal dynamics of earthworm abundance in cool-temperate forests with heavy snowfall. Edaphologia. 105: 15-23.
Tsunoda, T., Makoto, K., Suzuki, J.I., Kaneko, N. (2018) Warming increased feeding of a root-chewing insect at soil surface and enhanced its damage on a grass. Soil Biology & Biochemistry. 126: 213-218.
Kawakami, T., Makoto, K. (2017) Does an earthworm species acclimatize and/or adapt to soil calcium conditions? The consequence of soil nitrogen mineralization in forest soil. Ecological Research. 32: 603-610.
長谷川元洋・藤井佐織・金田哲・池田紘士・菱拓雄・兵藤不二夫・小林真 (2017) 土壌動物をめぐる生態学的研究の最近の進歩.日本生態学会誌. 67:95-118.
Makoto, K., Minamiya, Y., Kaneko, N. (2016) Differences in soil type drive the intraspecific variation in the responses of an earthworm species and, consequently, tree growth to warming. Plant and Soil. 404: 209-218.
小林真・南谷幸雄・竹内史郎・奥田篤志・金子信博 (2015) 初冬期に北海道北部の河川水中で発見された大量の陸棲ミミズ: 一斉移動への示唆. Edaphologia. 97: 37-40.
Makoto, K., Arai, M., Kaneko, N. (2014) Change the menu? Species-dependent feeding responses of millipedes to climate warming and the consequences for plant-soil nitrogen dynamics. Soil Biology & Biochemistry. 72: 19-25.