キンセールで3人の女子高生がイボだらけのエンドウ豆の株を見つける (2016年)

発見は病気の疑いから始まりました。エマー・ヒッキーさんは、アイルランドのコーク海岸にあるキンセールで母親とガーデニングをしていたとき、エンドウ豆の株を抜いたところ、根に淡いイボのような塊がびっしりついているのを見つけました。病気に見えたのです。当時10代前半だったエマーさんは、科学の話を堆肥の話から分ける行動をしました。その株を学校に持っていき、先生に何が問題なのか尋ねたのです。答えは「何も問題ない」でした。そのイボは根粒であり、その中にはダイアゾトローフと呼ばれる窒素固定菌科の土壌細菌であるリゾビウムが生息していました。マメ科植物は、肥料と引き換えに意図的にこれらを宿します。この細菌は空気中の窒素を採取し、アンモニアとして植物に供給します。植物は糖で支払います。これは農業における最も古いパートナーシップの一つであり、最もフラストレーションのたまる排除の一つでもあります。なぜなら、世界の主要穀物である小麦、大麦、米は、このパートナーシップを形成できないからです。エマーさんは友人であるシアラ・ジャッジさんとソフィー・ヒーリー＝サウさんにこのことを伝えました。彼女たちの地理の授業では、ちょうど2011年のアフリカの角の飢饉の影で、世界の食料危機について学んでいたところでした。そして3人は、数十億ドル規模の援助プログラムが関わる問いにたどり着きました。もし穀物がこれらの細菌を宿せないなら、細菌はそれでも穀物を助けることができるのだろうか？ 自室の実験室 大人たちの科学からの助言は discouraging でした。リゾビウムの恩恵はマメ科植物に属するものだと理解されており、多くの人々は細菌が穀物作物に影響を与えないだろうと言いました。実験を始めたとき、14歳くらいだった少女たちは、その反論は実際には自分たちの規模でテストされたことがないと考え、誰も予想しない規模でテストすることにしました。自宅で、ジャッジさんの家の寝室を実験室に改造し、インキュベーションラック、手書きのラベルが付いたサンプル、自家製の管理体制を整え、穀物の種子をリゾビウム培養液に浸し、発芽までの時間、発芽率、苗の成長、乾燥重量など、あらゆるものを測定しました。バッチごとに、シーズンごとに、3年間にわたり、大麦、オート麦、小麦で実験を行い、最終的に約13,000個の種子をテストし、さらに屋外の圃場試験で数千個をテストし、ノートとスプレッドシートに手作業で約120,000個の個別の測定値を記録しました。種子は専門家のコンセンサスを無視しました。処理された大麦とオート麦は、発芽率が最大50パーセント向上し、劇的に速く、より確実に発芽しました。そして、その先行は持続しました。成長試験では、処理された穀物は乾燥重量が大幅に増加し、増加率は最大74パーセントに達しました。細菌は、大麦にマメ科植物のような根粒を与えることはできませんでしたが、種子に供給されるその関連性の中の何かが、穀物を早期に覚醒させ、より強く世界に送り出しました。 スコアボード アイルランドの科学界が最初に気づきました。このプロジェクトは2013年にBTヤングサイエンティスト・オブ・ザ・イヤーを受賞し、このトリオはアイルランドの最優秀若手科学タイトルを初めて獲得した女子グループとなり、その後EUヤングサイエンティストコンテストも制しました。2014年9月にはサミットが開催されました。カリフォルニアのGoogle本社で、「Combating the Global Food Crisis: Diazotroph Bacteria as a Cereal Crop Growth Promoter（世界食料危機との闘い：穀物作物成長促進剤としてのダイアゾトローフ菌）」が、世界中の数千の応募の中からGoogleサイエンスフェアのグランドプライズを受賞しました。賞品には奨学金とガラパゴスへの旅行が含まれていました。Time誌はシアラ・ジャッジさんを世界で最も影響力のあるティーンエイジャーの一人に選出しました。彼女たちは16歳と17歳で、14歳で、ほとんどの庭師が捨てていただろう植物からすべてを始めました。 この結果の関連性は、微妙なものではありません。発芽は農業における静かな税金の一つです。ゆっくりと、あるいは全く発芽しない種子は、シーズンが始まる前に収量を奪います。そして、成長期が最も短く、利益率が最も薄い地域では、より速く、より均一なスタートが最も重要です。天然に存在する土壌細菌に基づいた種子処理は、合成化学薬品を必要とせず、小規模農業によく適した低コストのツールです。だからこそ、少女たちは最初のポスターからプロジェクトを食料安全保障を中心に据えたのです。彼女たちは後に特許や商業化について語りました。そして、より広範な科学はその後彼女たちの方向へと動いています。穀物と微生物を工学的に設計して、マメ科植物を超えて窒素固定パートナーシップを拡大することは、現在、農業研究で最も資金が投入されている野心の一つとなっています。 正直な注釈は、天才科学の通常のものです。寝室での研究は、どれほど英雄的な規模であっても、査読されたフィールドプログラムではありません。「最大」50パーセントと74パーセントの効果は、平均ではなく上限であり、キンセールでのデータに起因する商業製品はまだありません。しかし、否定できないことがあります。3人のティーンエイジャーは、生物学的な扉は閉じられていると言われ、文献を調べ、13,000個の種子と3年間の忍耐力で誰もそれを押していないことを見つけ、そして押しました。エンドウ豆の株のイボは、この物語の中で最も病気でないものだったことが判明しました。病気だったのは、その前提であり、治療法は、しばしばそうであるように、子供が「これは一体何が問題なのですか？」と尋ねることでした。それは、あなたが捨てようとしていたものです。 Science Blog Editorial Team 執筆 Science Blog の署名で公開される記事は、公開前に編集チームによって作成およびレビューされます。レビュープロセスと基準については、編集ポリシーをご覧ください。この著者からのその他の記事 →