Kép

Madárgondok északon

Volt olyan nap, amikor 83 tengeri madár tetemét gyűjtötték össze a Bering-tengeren fekvő Szent Pál-sziget partvonala mentén 2016 októbere és 2017 februárja között. Bár a partra sodort tetemek többsége a vastag piros csőréről és világos lófarokszerű bóbitájáról könnyen felismerhető kontyos lunda volt, az elpusztult madarak közt nagy számban fordultak elő szarvas lundák, vastagcsőrű lummák és bóbitás alkák is. A közel féléves periódus alatt összesen több mint 350 súlyosan lesoványodott tengeri madár tetemét vetette ki a víz ezen a területen, amelyből az esetet vizsgáló Timothy Jones és kollégái azt a következtetést vonták le, hogy a nyílt vízen akár 3-9 ezer egyed is elpusztulhatott.

A későbbi boncolások során kiderült, hogy a madarak halálát nem fertőzés, hanem éhezés okozta, ami a kutatók véleménye szerint a klímaváltozással állhat összefüggésben. A Bering-tenger vizének 2014 óta tartó melegedése miatt ugyanis a madarak zsákmányfajai északabbra húzódtak, nagymértékben csökkentve ezzel a tenger délebbi részein elérhető élelemforrás mennyiségét. A tengeri madarak, így a kontyos lundák jelentősége egyébként kulturális és megélhetési okokból is kiemelkedő a helyi lakosok számára, így ezek a tömeges pusztulási események nem csak ökológiai, de társadalmi problémát is jelentenek.

Az ilyen drámai léptékű madárpusztulások egyébként ezidáig sem voltak ismeretlenek a tengerbiológusok előtt. Hasonló eset ismert például 1993-ból, amikor az Alaszkai-öböl térségében 120 ezer lumma halhatott éhhalált a szokatlanul hosszúra nyúló El Niño-esemény hatására lecsökkent táplálékmennyiség következtében. Ezen kívül szintén említésre méltó példa lehet 2015 tavasza, amikor az átlag százszorosát, azaz több mint 9 ezer elhullott füstös csibealkát találtak a Kalifornia és Brit Kolumbia közti óceáni partszakaszon. A Bering-tengeren és az Alaszkai-öbölben elhullott tengeri madarakhoz hasonlóan ezek az alkák is éhezés következtében pusztultak el, a táplálékukat jelentő halivadékok, evezőlábú rákok és krillek mennyisége ugyanis drasztikusan lecsökkent egy óceáni hőhullám miatt.

Miután Dan Smale és kollégái a közelmúltban kimutatták, hogy az óceáni hőhullámos napok száma az 1987-2016-os időszakban 54 százalékkal nőtt az 1925-1954 közötti időszakhoz képest, könnyen belátható, hogy a jövőben várhatóan gyakrabban és hosszabban kell számítanunk ilyen jellegű hőhullámokra és a fentiekhez hasonló tömeges madárpusztulási eseményekre. A magasabb szélességi körök mentén élő tengeri madarak ráadásul még inkább ki vannak téve ezeknek a veszélyeknek, a klímaszcenáriók szerint ugyanis a legszélsőségesebb hatások ezekben a térségekben várhatók.

Jones et al. (2019) Unusual mortality of Tufted puffins (Fratercula cirrhata) in the eastern Bering Sea. PLOS ONE 14 (5) Article no. e0216532

Cikkem eredetileg az Élet és Tudomány 2019/32. számában jelent meg.

Kép

Hatodik hullám

Hatalmas csontok álltak ki az iszapból az Ohio-folyó völgyében, mikor a francia báró négyszáz katonájával 1793-ban arra járt. Gyűjtöttek is belőle egy méteres combcsontot, egy agyart és számos fogat is, melyeknek arasznyi gyökerei voltak, és mindegyik több kilót nyomott. A különleges csontleletek nem sokkal ezután már XV. Lajos múzeumának gyűjteményét gazdagították, a gigantikus lény mivoltát és akkori élőhelyét illetően azonban egyik természettudós sem tudott kielégítő tájékoztatást adni. A tudományos áttörésre aztán egészen 1799-ig kellett várni, amikor George Cuvier francia anatómus és biológus elsőként fogalmazta meg, hogy az ohiói leletek egy már kihalt faj, az amerikai masztodon maradványainak tekinthetők.

A kihalás tényének első felismerése mellett aztán megkezdődött az oknyomozás is, Cuvier ugyanis a katasztrofizmus úttörő képviselőjeként arra is rámutatott, hogy a fajok kihalása egy-egy rendkívüli természeti katasztrófa következtében egyidőben, tömegesen történhetett meg. Ezzel szemben Charles Lyell és követői a 19. századi geológiában ennek épp az ellenkezőjét vallották, az uniformitarianizmus vagy aktualizmus elve szerint ugyanis a mindennapokban megfigyelhető természetes folyamatok megértésén túl nincs másra szükség a földtani rekord értelmezéséhez.

Ezt követően a két oldal képviselői sokszor és sokféleképpen feszültek egymásnak, a kihaláskutatás igazi felvirágzása ugyanakkor csak az 1980-as évektől indult meg, miután Luis W. Alvarez kollégáival olyan mértékű iridiumdúsulást talált az olaszországi Gubbio városka határában fekvő kréta–paleogén határrétegekben, amit leginkább egy 5-10 km átmérőjű kisbolygó 65 millió éve bekövetkezett becsapódásával tudtak magyarázni. A rangos Science folyóiratban megjelent publikáció igen nagy vihart kavart a tudományos közösségben, amit jól mutat az is, hogy szakmai berkekben közel ötezerszer hivatkoztak rá.

A téma iránti tudományos érdeklődés azóta sem lankadt, így csak a tavalyi évben közel 14 000 kihalásokkal kapcsolatos szakmai publikáció jelent meg szerte a világban. Az így összegyűlt tudásunk szerint planétánk élővilágát az elmúlt félmilliárd évben öt nagy kihalási hullám sújtotta, mely események új pályára helyezték az evolúció menetét is. A 443 millió évvel ezelőtti ordovícium végi, a 376 millió évvel ezelőtti késő devoni, a 251 millió évvel ezelőtti perm végi, a 200 millió évvel ezelőtti triász végi és a 65 millió évvel ezelőtt bekövetkezett kréta végi kihalási hullám okairól és lefolyásáról ugyan már számos részlet ismert, a földtörténeti kirakós még korántsem teljes. Azt azonban egyre több kutatás erősíti meg, hogy a napjainkban tapasztalható globális környezetátalakítás olyan mértékű fajpusztulást idézett és idéz elő, amelyet kénytelenek vagyunk a földi élővilágot sújtó hatodik kihalási hullámként értelmezni. Hogy a ma élő ember „csak” tanúja és előidézője, vagy elszenvedője is e folyamatnak, az még nem nyilvánvaló, a múltbéli és jelenlegi krízisek megértése és párhuzamba állítása azonban iránytűt adhat számunkra a jövőhöz.

Cikkem eredetileg a Hatodik hullám c. rovat nyitócikkeként az Élet és Tudomány 2019/27. számában jelent meg.

Kép

Hőkamerás drónnal a napelemekért

Manapság a megújuló erőforrások hasznosítása világszerte egyre nagyobb figyelmet kap, így a Napból érkező sugárzás villamos- vagy hőenergiává alakításához is egyre hatékonyabb berendezések készülnek. Ily módon nem ritkák a 14-18 százalékos hatékonyságú napelemek sem, a dinamikus fejlődés révén pedig 2017-ben a világ napelemeinek közel 400 GW-os kapacitása már fedezni tudta az összes villamosenergia-fogyasztás két százalékát.

Ahhoz, hogy ezek a rendszerek a lehető legtovább működjenek megfelelően, nem szabad elfeledkezni teljesítményváltozásaik rendszeres megfigyeléséről és karbantartásukról sem. Hogy rendellenes üzemüket tetten érjük, meg kell találnunk azokat a forrópontokat, ahol gyártási hiba, rossz tervezés vagy más tényező miatt az adott cella melegebb a környező paneleknél. Ám míg a háztartási napelemek feltérképezése könnyen elvégezhető egy kézi hőkamerával, addig egy több hektáros ipari napelempark vizsgálata már keményebb dió. Márkus Boglárka, a Szent István Egyetem hallgatója kutatómunkájában annak metodikáját dolgozta ki, hogy egy hőkamerával felszerelt drón miként tudja segíteni és felgyorsítani ezt a diagnosztikát. Kiderült, hogy a mérések során ügyelni kell az akkumulátorok teherbírására, a hőkamera felbontására és látószögére, sőt még a repülési távolságra és sebességre is.

Cikkem a New technology Karrier 2019/2. számában jelent meg.

Kép

Zöldhomlokzatokat a betondzsungelbe

Napjainkban az urbanizáció folyamata igen jelentős méreteket ölt: egyre több falu válik várossá, nagyváros pedig metropolisszá. E hatás miatt soha nem látott mértékben nő a városok lakossága, melynek eredményeként 2050-re planétánk népességének 70 százaléka lesz városlakó. Ennek velejárója, hogy az épületek magassága és összterülete is növekszik, a zöldfelületek száma és mérete ugyanakkor csökkenő tendenciát mutat. Mindez az épületek fűtésével és a járművek használatával együtt jelentős negatív hatást fejt ki a levegő minőségére és a helyi klíma alakulására, így nyaranta a hőségriadók, telente pedig a levegőszennyezettség problémaköre határozza meg a városi élet mindennapjait.

Weisz Szilvia, a Szent István Egyetem hallgatója kutatómunkája során arra kereste a választ, hogy a hazánkban még újszerűnek számító zöldhomlokzatok telepítése hogyan javíthatná fővárosunk környezeti állapotát. Megállapította, hogy a légszennyezettség és a városi hősziget-hatás mértéke az Erzsébet tér, a Teleki László tér és a Kosztolányi Dezső tér 300 méteres környezetében a legkritikusabb, az elemzéseket tehát az itteni adottságoknak megfelelően végezte el. Kiderült, hogy a három zónában mintegy 8.000 m2 felület lenne alkalmas zöldhomlokzat telepítésére, mely együttesen 9,35 tonna szálló por (PM10) és 8 tonna nitrogén-dioxid éves megkötésére lenne képes.

Cikkem a New technology Karrier 2019/2. számában jelent meg.

Kép

Okosfalvak útja

Hogy lehet okos egy város? És egy falu? Vajon mi teheti élhetővé a vidéki térségeket? Ma már hazánkban is egyre nagyobb teret nyer az intelligens növekedés fogalma, amely többek között az oktatás, a kutatás, az innováció, illetve a digitális társadalom területeit is érinti. Az Európai Unió ezekkel foglalkozó SMART City és SMART Village koncepcióját azért hívták életre, hogy a települések versenyképességén és az ott élhető élet minőségén javítani lehessen, a hátrányos helyzetű vidéki térségeken ugyanis rengeteg a tennivaló. Miközben a városias jellegű területek adják a gazdasági növekedés motorját, a hátrányos helyzetű területek jelentős részén általános jelenség az elvándorlás, tömeges a munkanélküliség, rosszak a kereseti viszonyok, alacsony a szolgáltatások színvonala és az infrastrukturális ellátottság, sőt nagyon sok az ezek kapcsán kialakuló konfliktus is. Hazánk területén is több mint 30 olyan halmozottan hátrányos helyzetű kistérség van, ahol a gazdasági és társadalmi adatok alapján komplex segítő programot szükséges alkalmazni. A támogatási és pályázati rendszerben történő részvételnek köszönhetően az érintett települések lemaradása csökkenhet és a jelentős odafigyelésnek köszönhetően fejlődésük megindulhat az elkövetkező időszakban.

Cikkem a New technology Karrier 2018/1. számában jelent meg.

Kép

Panamában is a méret a lényeg

Jól ismert biológiai jelenség, hogy a környezet hőmérséklete nagymértékben befolyásolja az olyan állati szervezetek rátermettségét, melyek önálló belső hőforrás vagy saját hűtési mechanizmusok hiányában nem vagy csak részben képesek megfelelő szinten tartani testhőmérsékletüket. Az ún. ektotherm rovarok testhőmérséklete például viszonylag nagy tartományon belül követi a környezet hőmérsékletváltozásait, a napfényre kiülő vagy az árnyékba visszahúzódó ún. poikilotherm egyedek ugyanakkor valamilyen szinten mégis képesek felgyorsítani a kívánt testhő elérését. A nagyobb méhfajok ezen kívül apró izmaik remegtetésével is melegítik magukat, testhőjüket pedig kaptáruk állandó téli hőmérsékletének fenntartására, lárváik nevelésére, vagy akár a kaptárba hatoló ragadozó lódarazsak elpusztítására is felhasználhatják. A túlhevülés ugyanakkor épp úgy veszélyes lehet a rovarok számára, így amint például a poszméhek torhőmérséklete közelít a 44 °C-hoz, védelmük érdekében szervezetükben számos élettani változás megy végbe.

A kutatók eddig úgy vélték, hogy a környezet hőmérsékletének ezen hatásai fordított kapcsolatban állnak az érintett rovarok testméretével. A korábbi megfigyelések szerint ugyanis a melegebb klímán élő ektotherm rovarok kisebbek, a hűvösebb klímán élők pedig nagyobb méretűek voltak, ami azt sugallta, hogy a kisebb testméret magasabb hőmérsékleten szelektív előnyt jelenthet. A közelmúltban bemutatott eredmények szerint azonban úgy tűnik, hogy a panamai esőerdő fullánknélküli méhfajainál (Meliponidae) az eddig elfogadott rovarhőtani nézetek egyáltalán nem működnek.

A közelmúltban közölt repülésfiziológiai kutatás során tíz fullánknélküli méhfaj repülési teljesítményét vizsgálták a testtömeg, a torhőmérséklet, illetve a napon és árnyékban mérhető levegőhőmérséklet függvényében. Hogy a méhek viselkedéséről a lehető legteljesebb képet kapják, a panamai esőerdő fölé magasodó daruból azon virágok és levelek hőmérsékletét is mérték, melyekkel a zümmögő szárnyasok repülésük során érintkezhetnek. A fent bemutatott elképzelések alapján a kutatók arra számítottak, hogy a forróságban végzett repülésteszteken a 2–120 milligramm közti testtömegű méhfajok közül a kisebbek teljesítenek majd jobban, ám meglepő módon épp ennek ellenkezőjét tapasztalták. Bár a nagyobb fullánknélküliek testhőmérséklete olykor több mint 10 °C-kal a léghőmérséklet fölé emelkedett, mégis ők produkáltak jobb repülési teljesítményt. A kutatók azt is megállapították, hogy a kisebb méhek esetében alacsonyabb volt a levegő azon kritikus maximumhőmérséklete, ahol befejezik a repülést, efelett a hőmérséklet felett tehát a nagyobb testméretűek kerülhettek előnybe.

Cikkem az Élet és Tudomány 2018/47. számában jelent meg.

Kép

Édes végzet osztrigáknak

Bár a lelőhelyektől távoli Magyarországon alig akad igazi osztrigaszakértő, az ínyenc hozzáértők pontosan tudják, hogy ahány öböl, annyiféle íz. Az osztrigák ízvilága ugyanis az élőhelyüket jelentő tengervíz sótartalmától – azaz a szalinitástól – függ, ami a befolyó édes csapadékvíznek jobban kitett partközeli területeken akár kis távolságon és rövid időn belül is mutathat nagyobb eltéréseket. A legújabb kutatások azonban rávilágítottak, hogy még a sótartalom időbeli változásait jobban tűrő fajok ellenállóképességének is vannak határai, ami a klímaváltozás várható hatásai ismeretében igen aggasztó előjel. Az extrém csapadéktevékenység következtében kialakuló árhullámok gyakoribbá és súlyosabbá válásával ugyanis a tengervíz sótartalma várhatóan még nagyobb szélsőértékek között fog változni, amibe már a legellenállóbb osztrigák héja is beletörhet.

A kutatók akkor jutottak erre a következtetésre, amikor a kaliforniai partvidék három különböző szakaszáról származó Olympia-osztrigák (Ostrea lurida) viselkedését vizsgálták. Míg az első mintavétel egy édesvízzel gyakran elárasztott nagy tölcsértorkolat közelében, a második pedig egy csapadékkal kevéssé elárasztott kisebb torkolat mentén zajlott, addig a harmadik helyszín egy folyóktól távol eső partszakaszra esett, ahol a szalinitás jellemzően magasabb és stabilabb is. A három partszakaszról gyűjtött egyedeket ezután öt napon át egyformán alacsony sótartalmú víznek tették ki, majd széleskörű vizsgálatnak vetették alá. Bár a kísérlet során a széles tölcsértorkolat közeléből származó egyedek magától értetődően toleránsabbak voltak a vizsgált hatással szemben, a kutatók szerint a jövőben várható szélsőségeket nagy valószínűséggel már ők sem lesznek képesek elviselni.

Márpedig az Olympia-osztrigák vízi élőhelyükre kifejtett sokoldalú pozitív hatásuk miatt igen fontos ökoszisztéma-mérnök fajnak számítanak, hiszen szűrügető életmódjukból fakadóan nem csak tisztítják a vizet, de a szilárd héjukból felépülő zátonyok egyúttal számos alga, gerinctelen és halfaj élőhelyét is jelentik. Ottlétük pozitív hatást gyakorol a turizmusra, a rekreációs tevékenységekre és a sporthorgászatra is, továbbá jelenlétükkel a tengerszint-emelkedés és a viharok okozta eróziótól is megvédhetik a partszakaszt.

Maynard et al. (2018) Transcriptomic responses to extreme low salinity among locally adapted populations of Olympia oyster (Ostrea lurida). Molecular Ecology 27 (21) 4225-4240.

Cikkem az Élet és Tudomány 2018/46. számában jelent meg.