デビッド・ビアリング

古植物学に対する彼の生物物理学的アプローチの初期の重要な成功は、グリーンランドの化石気孔と葉の形態の分析に基づいて、2億年前の三畳紀-ジュラ紀（Tr-J）境界をまたいで大気中のCO2濃度が大幅に増加し、「超温室」_状態になった証拠を発見したことである。^{[ 16 ]}これは、壊滅的な絶滅イベントとパンゲアの分裂を因果的に結びつけた。彼のグループの研究以前は、Tr-J絶滅は顕生代（過去5億4000万年）のいわゆる「ビッグファイブ」大量絶滅の中で最も理解が不十分なものの1つであった。彼の論文は、その後、世界中の海洋および陸上の堆積物における炭素循環の変動を確認する証拠を特定する主要な新しい国際研究プログラムにつながった。彼はこの発見をさらに発展させ、イェール大学の地球化学者ロバート・バーナーと共同で、数値地球化学炭素循環モデリングを用いて仮説上の因果メカニズムを評価した。^{[ 17 ]}

ビアリングは、ジェームズ・ハンセン（ゴダード宇宙研究所の元所長）が率いる国際コンソーシアムに英国から唯一参加し、_新生代のCO2と古気候の証拠を分析して、気候システムへの「危険な」人為的干渉を回避するために必要な目標CO2レベルという、より広範な社会的問題を調査した_。この懸念を回避するレベルで大気中の人為的温室効果ガスを安定させることは、国連気候変動枠組条約の中核的な目標である。その結果として2008年に発表された「目標CO2 _」論文^{[ 18 ]}は、英国の新聞ガーディアン紙の一面を飾り、次のようにコメントした。

「世界の主要な気候科学者たちは今日、EUとその国際パートナーは、問題の規模を著しく過小評価している恐れがあるため、大気中の二酸化炭素削減目標を緊急に再考する必要があると警告している」^{[ 19 ]}

ビアリングは実験古生物学の分野における第一人者であり、植物の化石記録によって提起された根本的な疑問に取り組むために、高度な実験研究プログラムを採用している。厳密な仮説の定式化と評価を特徴とするこれらのプログラムは、実験的証拠が過去の出来事の因果関係の理解を深めるのにどのように役立つかを示している。ジョナサン・リーク^{[ 20 ]}と生産的に協力することで、彼のグループは、主にデボン紀のライニーチャートから発見された4億年前の化石^{[ 21 ]}に基づく、根のない初期の陸上植物が骨格土壌に定着したのは土壌菌との相利共生関係によって促進されたという長年の推測を裏付ける、欠けていた重要な機能的証拠を確立した。^{[ 22 ]}彼らはさらに、模擬した高濃度のCO ₂古生代の大気とアーバスキュラー菌根菌が相乗的に植物の適応度を高め、「下等」陸上植物における菌根のような共生関係の確立を促進する非常に強い選択圧を生み出したことを明らかにした。これらの発見により、菌類は地球の陸塊が緑化する初期の共生イベントにおいて重要な役割を果たしたことが明らかになった。

ビアリングの研究は、植生と過去の環境との相互作用に関する調査から、古代極地林の化石遺物に導かれた研究へと広がっている。高CO₂濃度の古代極地環境をシミュレートする実験と森林の生物地球化学のモデリングを独創的に組み合わせることで_、彼のグループの分析は、中生代の高緯度森林の生理生態学に関する現代の理解を確立するのに役立った[ref]。そうすることで、彼らは、1912年に南緯82度のベアードモア氷河でスコットがグロッソプテリスの化石を発見した後に確立された、極地林の落葉性の適応的意義に関する「教科書的なドグマ」を覆した。 ^{[ 23 ]} BBCニュースは、 2003年のレポート「南極スコットの永続的な遺産」^{[ 24 ]}と、2011年のレポート「南極の化石化した森林の秘密」でこれらの発見を取り上げた。^{[ 25 ]}

ビアリングは、Science ^{[ 26 ] [ 27 ]}やNature ^{[ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ]}など、主要な査読付き科学誌に 200 以上の論文を発表^{しています}。

ビアリングのベストセラー科学書『エメラルドの惑星：植物はいかに地球の歴史を変えたか』^{[ 2 ]}は、地球の歴史を形作る上での植物の役割を認識する必要性を訴えている。多くの学術誌（例えば『ネイチャー』^{[ 36 ]}）や新聞（『タイムズ』^{[ 37 ]}、『ガーディアン』^{[ 38} ]など^）で書評されたこの本は、『オブザーバー』紙でオリバー・サックスが年間最優秀ノンフィクションに挙げた^{[ 39 ]} 。サックスはこの本について次のように書いている。

ビアリングが語る物語は、たとえ10年前であっても到底作り上げることはできなかっただろう。なぜなら、それは古生物学、気候科学、遺伝学、分子生物学、化学といった分野における最新の知見に基づいており、それらがすべて見事に、そして美しく統合されているからだ。

『エメラルド・プラネット』は3カ国語に翻訳され、一般の人々や同僚の学者から高い評価を得ました。この本は、BBC Twoの3部構成のテレビシリーズ『How to Grow a Planet』^{[ 40 ]}の基礎となり、ビアリングは同番組の科学顧問を務めました。このシリーズは、植物科学に対する一般の認識を高め、1エピソードあたり平均170万人の視聴者を集めました。この本は、2009年にオックスフォード大学出版局 から再版され、『How to Grow a Planet』のプレゼンターであるイアン・スチュワートが序文を執筆しました。ビアリングはまた、高度な技術書『 Vegetation and the terrestrial carbon cycle: the first 400 million years』 [ ^{41 ]の}著者でもあります。

ビアリングは科学史に興味があり、このテーマに関する学術論文を時折発表している。これまでに、王立協会の学術誌「Philosophical Transactions」の創刊350周年を記念して書かれた、ポール・ゴードン・ジャービスの1976年の古典的論文^{[ 42 ]に対する解説「ガスバルブ、森林、そして地球規模の変化」 [ 34 ]}と題された招待論文や、アイザック・ニュートンの植物学への関心が、植物学者が説明する200年以上も前に、水が根から葉、そして大気へと移動する仕組みについて考えることにまで及んでいたという発見^{[ 3 ] [ 43 ]}などがある。彼の発見は「サイエンティフィック・アメリカン」^{[ 44 ]}や「サイエンス」^{[ 45 ]}などでも広く報道され、「ニュートンは愚か者ではなかった」という印象的なキャッチフレーズが生まれた。 2010年、彼はネイチャー誌に寄稿し、植物が葉脈の構造に投資する方法をさまざまな条件に合わせて変更することで、葉に水を供給する際に発生する構築コストを最小限に抑えることができるという理論的分析について論じた。^{[ 46 ]}彼はこれらの発見を、1727年に出版された先駆的なイギリスの植物生理学者スティーブン・ヘイルズの著書『Vegetable Staticks』の文脈に置いた。ヘイルズは、植物が「発汗」によって水分を失うことを観察し、さらに一歩進んで実験を行い、その過程を定量化した。

ビアリングの研究は、自然環境研究評議会 (NERC) ^{[ 47 ]}、国際開発省 (DFID) [ 48 ]、経済社会研究評議会 (ESRC) [ 48 ]、王立協会 [ 49 ]、およびレバーヒューム・トラスト [ 10 ] から資金^{提供を受け}ている。2012^年、彼は「地球^{の生態学的}風化エンジンの^{二酸化炭素による制御}：微生物から生態系まで」の研究に対して、権威ある欧州研究評議会上級研究者助成金を授与された。^{[ 50 ]}

2015年、彼は気候変動緩和の ためのレバーヒュームセンター設立のために1000万ポンドの助成金を受け取った。このセンターは、気候変動緩和へのアプローチを革新し、気候変動を緩和し食料安全保障を促進するための土地管理オプションを変更するために必要な証拠基盤を変革し、同時に天然資源を保護することを目指している。そのビジョンは、地球を冷却するために大気から大量の温室効果ガスである二酸化炭素（CO2 _）を安全に除去する手段として、強化岩石風化の役割を開発および評価し、同時に海洋酸性化を緩和することである。^{[ 51 ]}

2015年現在、計画では、地球システムモデリング、実験室ベースの制御環境実験調査、大規模な現地調査、そして持続可能性と市民参加に関する社会科学分析を組み込むことによって、これらの目標を達成することを目指している。シェフィールド大学レバーヒューム気候変動緩和センター所長のビアリング氏は次のように述べている。

レバーヒューム・トラストが、シェフィールド大学の先駆的なレバーヒューム・センターに多額の長期投資を行ってくれることを大変嬉しく思います。これはまさに時宜を得たものであり、シェフィールド内外から参加している優秀な科学者や社会科学者のチームに対する大きな信頼の証です。^{[ 52 ] [ 53 ]}

ビアリング氏はこう付け加えた。

私たちの新しい学際的なレバーヒュームセンターの目標は、実現可能で拡張性のある大気中のCO2除去オプションの開発に飛躍的な変化をもたらし_、海洋酸性化を回避することです。私たちは、植物の光合成エネルギーを利用して、農業生態系に適用されるケイ酸塩岩の分解を加速し、最終的に海底に炭素を隔離するために必要な科学、持続可能性、倫理を客観的に開発します。事実上、このアプローチは、何百万年も気候を安定させてきた自然の反応を利用して、温室効果ガスである二酸化炭素を大気から安全に除去します。」^{[ 52 ] [ 53 ]}

2018年11月29日、BBCの科学編集者であるデビッド・シュックマンは、BBCの全国ニュースと、付随するBBCニュースのオンライン記事「気候変動：120億トンの炭素を大気から除去できるか？」^{[ 54 ]で、センターの進捗状況を報告した。}

ビアリングは、古植物学と古気候学への卓越した貢献により、 2001 年に地球科学のフィリップ・レバーヒューム賞を受賞しました。彼は、イェール大学イェール生物圏科学研究所の2008/9 年のエドワード P バス特別客員環境学者に選ばれました。 ^{[ 55 ]}エドワード P バス特別客員環境学者プログラムは、エドワード P バスがイェール生物圏研究研究所 (YIBS) に私的に寄付したことにより、2002 年 7 月に創設されました。YIBS は、彼が 1991 年にイェール大学に寄付して設立したものです。2009 年に、ビアリングは、ウルフソン財団とビジネス・イノベーション・技能省が資金提供する、卓越した業績と潜在能力を持つ尊敬される科学者を英国に採用または維持するための制度である王立協会ウルフソン研究功労賞(2009～2014 年) を受賞しました。 ^{[ 56 ]}ビアリングは2014年に王立協会フェロー（FRS）に選出され、その選出証明書には次のように記されている。

デイビッド・ビアリングは、過去5億年にわたる植物と環境の共進化の理解に大きく貢献し、国際的に高く評価されている世界有数の植物学者の一人です。古植物学、実験、理論モデリングのアプローチを組み合わせた学際的な研究プログラムを先駆的に行ったことで知られています。彼の研究は、実験的証拠と化石証拠をどのように組み合わせることで、植物の進化と過去の環境へのフィードバックについての理解を深めることができるかを示しています。生態系プロセスを広範な地球科学の枠組みに統合したことで、地球の気候史における陸上生物圏の重要性が確立されました。^{[ 6 ]}

ビアリングは2022年にウェールズ学術協会のフェローに選出された。 ^{[ 57 ]}

ビアリングの人生とキャリアは、シェフィールド大学の科学コミュニケーションのオンラインマガジンである Steel Science ^{[ 58 ]}で紹介されている。