牛のゲップを「メタンまみれ」にしてた真犯人、ついに判明

牛のげっぷは、なぜ地球温暖化を起こすのか？

牛のゲップはメタンを大量に含む

牛のげっぷが温暖化に関係していると聞いても、最初はピンと来ないかもしれません。

「あのげっぷ」に地球環境を変えるほどの威力があるとは到底思えないからです。

けれど牛のげっぷには、メタンガスが大量に含まれています。

このメタンは、よく聞く二酸化炭素と比べて、何十倍もの強さで地球を温めてしまう、なかなか厄介な気体です。

世界の人間活動から出るメタンのうち、牛や羊といった反芻動物だけで、その3割近くを占めているとされています。

なぜ牛だけが、これほどメタンを出してしまうのでしょうか。

理由は、牛のお腹のなかにあります。

牛は反芻動物と呼ばれていて、胃を4つも持っています。

なかでも一番大きいのが第一胃で、ルーメンとも呼ばれ、ここが牛の消化のメインステージになっています。

この第一の胃のなかには、目に見えないほど小さな微生物たちが、ぎゅうぎゅう詰めで暮らしています。

牛が口にした硬い植物の繊維は、まずこの微生物たちに分解してもらわなければ消化できません。

牛は、胃のなかに「専属の解体チーム」を住まわせているわけですね。

このとき微生物たちが働いた副産物として、水素ガスと二酸化炭素が放り出されます。

それをわざわざ拾い集めて、せっせとメタンに作り替えてしまう生き物が、第一胃の中にはもう一種類いるのです。

「メタン生成古細菌」と呼ばれる、メタンを作るのが大好きな小さな生き物の仲間です。

この仲間は、じつは私たちのよく知る細菌とはちがうグループ（古細菌）に属しますが、本記事では読みやすさのために「メタン菌」と呼ぶことにします。

水素と二酸化炭素を組み合わせてメタンに変える、いわば小さな化学プラントのような働きをしています。

こうしてできたメタンを、牛は自分の体では使えません。

そこでげっぷとして外に出してしまうのです。

これが、牛のげっぷ＝メタンの正体です。

胃袋の中の共犯者

ところがこの話には、長らく見過ごされてきた登場人物がもう一人いました。

それが繊毛虫と呼ばれる、小さな生き物です。

繊毛虫は、細菌よりずっと大きく、構造もずっと複雑です。

私たち人間と同じ「真核生物」（核をもつ生き物）という大きなグループに属する、本格的な小さな生き物と言えるでしょうか。

表面に短い毛がびっしり生えていて、それを使って動いたり食べたりしています。

その毛が「繊毛」、繊毛をまとった生き物だから繊毛虫、というわけです。

第一胃に住む微生物の重さで見ると、繊毛虫は最大で全体の4分の1ほどを占めることもあります。

決して脇役ではありません。

そして昔から、ある不思議な事実が知られていました。

繊毛虫が多い牛ほど、げっぷのメタンも多くなるのです。

実験で繊毛虫を取り除くと、メタン排出量が最大で3割以上も減ることもわかっています。

ところが、繊毛虫自身はメタンを作ってはいません。

それなのに、繊毛虫がいるとメタンが増える。

いったい、なにが起きているのでしょうか。

有力な仮説はありました。

「繊毛虫が、メタンを作る微生物に水素を渡して、メタン作りを応援しているのではないか」というものです。

水素はメタンの材料ですから、誰かが気前よく水素を供給してくれれば、メタン菌は喜んでメタンをどんどん作ってくれるはずだ、と（Newbold ら, 2015；Firkins ら, 2020）。

しかし、ここからが難問でした。

繊毛虫の細胞のいったいどこで、どんな仕組みで大量の水素が作られているのか、これがおよそ50年にわたって、誰一人として決定的に示せなかったのです。

場所も、装置も、謎のままでした。