モンタナ州立大学のデイビッド・サンズは、細菌が雨を作るという考えを概念化しました。降水の概念には慣れ親しんでいますが、彼の生物降水に関する理論はどれほど正しいのでしょうか？

気象学において、生物降水とは雲中の細菌による氷の核形成を指します。このプロセスにより雪や雨が降ります。どうやら空は無菌の空間ではなく、植物の成長に不可欠な細菌が豊富に存在しています。

生物降水

1982年、モンタナ州立大学の植物科学・植物病理学の教授であるデイビッド・サンズは、生物降水サイクルを発見しました。このプロセスは、細菌が氷の核形成を通じて降水に大きく関与する方法を説明しています。（出典: Hardy Diagnostics）

生物降水のプロセスは、細菌が植物の表面にコロニーを形成することから始まります。その後、風に運ばれて大気中に持ち上げられると、氷結晶がこれらのコロニーの周りに形成されます。水分子がすぐに結晶に付着し、十分に大きくなると、氷結晶は雨の形で地上に落下します。

細菌が陸地に戻り、最終的に植物の表面にコロニーを形成するとサイクルは完了し、プロセスが繰り返されます。サンズはフォアマン、モリス、クリストナーと共に、この現象をさまざまな地域で調査しました。モンタナ内の地域やロシアに至るまでテストを行い、このプロセスに最も活発な氷核は細菌由来であることを発見しました。（出典: Eurekalert）

塵やすすも氷核として機能しますが、生物である細菌は内部から氷核形成を引き起こすことができます。つまり、氷核形成は天候条件だけに依存しないため、暖かい温度でも生物降水が実現可能です。さらに、雨をもたらす細菌はサイズと表面積が大きいため、氷核形成がより効率的です。

鉱物は少数の水分子しか配向できませんが、細菌のタンパク質は大きく、同時に多数の水分子を配向させることができます。サンズの調査により、最もよく知られた氷核形成細菌は植物に関連しており、その中には植物に病害を引き起こすものもあると考えられました。

サンズのグループは、シンプルな実験でこれを実証しました。グループは小麦の種子28トンに銅系殺菌剤を処理し、モンタナの春に乾燥した400ヘクタールの土地に植えました。雨嵐の際に飛行機で畑上空を飛び、機内の窓からペトリ皿を掲げてサンプルを採取しました。

研究チームは、細菌が地上から最大2kmの高さに存在し、さらにその細菌が氷核形成活性を持つことを発見しました。（出典：Down to Earth）

研究の実用的な示唆

技術の進歩により、生物降水サイクルに関する研究は年々拡大しています。現在、DNA検査により細菌の同定や遺伝子解析が可能となり、理解が深まっています。システムは雲のモデル化や高度な予報、嵐の追跡ができるようになりました。

スキーリゾートでは、雪を増やすために使用されるウォーターキャノンに、Pseudomonas syringaeという特定の細菌が含まれています。サンズは、生物降水サイクルの理解が深まれば、細菌と降雨の関係をよりよく把握でき、干ばつに苦しむ地域の水不足対策に役立つ可能性があるとして、さらなる研究が必要だと主張しています。（出典：Down to Earth）