Kép

Láva mint növényi időgép

Mostani történetünk a Mascarenhas-szigetcsoporton játszódik, ami névről valószínűleg nem tűnik túl ismerősnek. Ám ha elárulom, hogy egykor ennek egyik szigetén élt az ember miatt kihalt állatok jelképévé vált mauritiusi dodó, máris közelebb érezhetjük magunkat különleges időutazásunk helyszínéhez. A főszereplő most viszont nem a dodó lesz, hanem az ide tartozó Réunion-sziget növényvilága, aminek hatszázéves történetét egészen ötletes módon tárták fel a kutatók.

Mielőtt a szóban forgó szigetet 1655-ben kolonizálták volna, annak egész területét erdőségek borították, azokban pedig csak úgy burjánzott az élet: óriásteknősök, papagájok, vakondgyíkfélék, repülő rókák, bankák és bülbülfélék lakták be a trópusi környezetet. Mivel a régi feljegyzések szerint ezek az őshonos gyümölcsevők gyakoriak és változatosak, az itt található Piton de la Fournaise vulkán kitörései pedig rendszeresek voltak, a keletkező lávafolyások akaratlanul is megőrizték a gyümölcsevők által szétszórt növényi magvak nyomait. Márpedig ez a vulkán a 17. század második fele óta több mint kétszáz kitörést produkált, így a különböző korú lávafolyások számtalan időpillanatot megőriztek a környék növényvilágának több évszázados történetéről. Sébastian Albert, a Journal of Ecology folyóiratban publikált tanulmány vezető szerzője erre az időgépre szállt fel kollégáival, amikor a lávafolyások vizsgálatával azt próbálták kideríteni, hogy milyen lehetett a sziget növényzete az ember érkezése előtt és után.

Úgy tűnik, hogy az állandó települések jelenléte előtt a sziget erdőit nagyméretű húsos gyümölcsöt termő növényfajok uralták, ám amikor az ember megjelenésével kihaltak az ezeket fogyasztó óriásteknősök és repülő rókák, maguk a növények is majdnem teljesen eltűntek a szigetről. És hogy mi az összefüggés? Ezek a gyümölcsevő fajok nagy szerepet játszottak a növények magjának terjesztésében. Tehát amikor a finom falatok elfogyasztását követően a jóllakott állatok eltávolodtak a gyümölcsöt adó anyanövénytől, szervezetükben magukkal vitték a gyümölcshúsban rejlő magokat is, amelyek később onnan kiürülve új élőhelyen kaphattak erőre.

A kutatók vélekedése szerint ez a fajta diszperzió kulcsfontosságú szerepet tölthetett be abban is, hogy a vulkánkitörések által elpusztított élőhelyeket ne csak a szél által terjedő növények hódíthassák vissza, hanem az állatok terjesztésével újra megjelenhessenek ott a nagyméretű húsos gyümölcsöt termő növények is. Amint azonban a gyümölcsevők az ember letelepedése után a kihalás szélére sodródtak, e növények sorsa is megpecsételődött.

A kutatás jól példázza, hogy az ember megjelenése hány ponton képes felborítani egy hosszú ideig háborítatlan, rendkívül komplex rendszer zavartalan működését. A tanulmány szerzői ebből kifolyólag arra számítanak, hogy a gerinces fajok napjainkban tapasztalt visszaszorulása világszerte drámai következményekkel járhat az erdők újjászületésében.

Albert et al. (2020) Collapse of dispersal trait diversity across a long‐term chronosequence reveals a strong negative impact of frugivore extinctions on forest resilience. Journal of Ecology – Kép forrása: Wikipedia

Cikkem az Élet és Tudomány 2020/17. számában jelent meg.

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

Csend a lelke mindennek

Ki ne ismerné azokat a hétvégi reggeleket, mikor egy fárasztó hét után végre egyszer tovább lehetne húzni a lóbőrt, de a szomszéd éppen akkor kerreg, csattog, zörög vagy zúg valamivel? Azt viszont már csak jóval kevesebben tudják, hogy modern világunk zajai nemcsak a pihenni vágyókat zavarják, hanem az apró pókoktól kezdve az óceán élőlényein át a méretes emlősökig számos állatcsoport viselkedésére is hatnak. De vajon van megoldás?

Bár sokan úgy képzelik, hogy a tenger mélyén végtelen csend honol, valójában ennek épp az ellenkezője igaz. Zuhogó eső, lecsapó villámok, megtörő hullámok, reccsenő jégtáblák, földrengések, vulkánkitörések és különféle tengeri élőlények – mind-mind a vízalatti hangkavalkád forrásai lehetnek, és akkor még a növekvő emberi jelenlétből származó mesterséges hangok nem is kerültek górcső alá. Ráadásul ezek a legkülönfélébb eredetű hanghullámok a tenger mélyén ötször gyorsabban haladnak, mint légkörben terjedő testvéreik, és (részben a kevesebb akadály miatt) azoknál lényegesen nagyobb távolságra is eljuthatnak. Mindezek ismeretében könnyen belátható, hogy egy olyan világban, ahol a napsugarak csupán a felső 200 méternyi vízoszlopot világítják át és nagyjából 1 kilométeres mélységben már éjjel-nappal tökéletes sötétség honol, a hangképzés és a hallás igencsak praktikus képességnek számít. Bővebben…

Kép

Elodázzák a kihalást a szalamandrák?

Napjainkban az Appalache-hegység déli része igazi szalamandra-paradicsomnak számít: bár a legtöbb egyed önmagában annyit nyom, mint egy teáskanálnyi cukor, egy négyzetkilométernyi erdőben arrafelé akár tonnányi is lehet belőlük. Az eddigi ismereteink alapján azonban úgy tűnt, hogy ez nem lesz mindig így.

Az általuk kedvelt nedves, nyirkos hegyvidéki erdőségek ugyanis a klímaváltozás hatására oly mértékben átváltozhatnak a század második felére, hogy végül területük 70-85 százaléka válhat teljesen alkalmatlanná a szalamandralétre.

A legnagyobb gondot a növekvő párolgás okozhatja, ami nagyban megnehezíti a szalamandrák bőrlégzését. Egy friss tanulmány azonban most bizakodásra ad okot: a szalamandrák testméretét, táplálkozását és anyagcseréjét, valamint energiabevitelük korlátait és a vízhiányra adott válaszreakcióikat vizsgálva kiderült, hogy a vizsgált hét faj tűrőképessége jóval nagyobb, mint azt eddig bárki is gondolta.

Mindez pedig azt jelenti, hogy az állatok egyedi reakcióitól függően akár 72 százalékkal is csökkenhet a szalamandrák kihalási kockázata.

Érdemes lesz tehát a század második felében is óvatosan lépkedni azokban a hegyekben, nehogy valaki véletlenül eltaposson egy értékes példányt a tápanyag- és energiaáramlásban kiemelten fontos szerepet betöltő szalamandrák közül.

Riddell et al. (2018) Plasticity reveals hidden resistance to extinction under climate change in the global hotspot of salamander diversity. Science Advances 4 (7): article no. eaar5471. Fotó: Potyó Imre (A foltos szalamandra nem él az Appalache-hegységben, a kép illusztráció.)
Kép

Időutazó biológusok

A klímaváltozás élővilágra gyakorolt hatásait korábban csak néhány kiválasztott faj esetében, és csupán rövid ideig vizsgálták. Bár az így kapott eredményekből igazi kihívás teljes közösségekre vonatkozó megállapításokat tenni, a kutatók már e rövidtávú vizsgálatok alapján is előrevetítették a halak biológiai sokféleségének jövőben várható csökkenését. Az erre vonatkozó közvetlen bizonyítékokat azonban csak a közelmúltban sikerült megtalálni.

Ivan Nagelkerken és kollégái kiváló ötlettel álltak elő: az új-zélandi White-sziget partjai mentén olyan természetes laboratóriumban végeztek megfigyeléseket, ahol az évszázad végére az óceánok felszínén várhatóhoz egészen hasonló körülmények uralkodnak a vulkáni kigőzölgések aktív működése miatt. A kísérleti helyszín azért is optimális, mert a víz kémhatása a kigőzölgésektől körülbelül 25 méterre már hasonló az óceánokban ma jellemző értékekhez. A kutatók tehát a három éven át tartó munka során jól összehasonlítható adatokat gyűjthettek, hiszen a napjainkban jellemző és a jövőben várhatóan kialakuló életközösségek itt lényegében egymás mellett élnek.

A kétféle sekélytengeri környezet összehasonlítása alapján a kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy a ma jellemző kiterjedt barnamoszaterdő az óceán elsavasodása miatt gyepszerű élőhellyé fog változni, ami magával hozza majd a biológiai sokféleség csökkenését is. A kevésbé agresszív, ritkább fajok eltűnhetnek, a csótányok és patkányok tengeri megfelelőinek számító „gyomhalak” populációja pedig várhatóan megduplázódik majd. Ezek egyedszámát alapesetben kordában tartanák a közepes méretű ragadozók, ám várhatóan utóbbiak is eltűnnek majd ezekről az élőhelyekről.

Nagelkerken et al. (2017) Species Interactions Drive Fish Biodiversity Loss in a High-CO2 World. Current Biology 27: 2177–2184. (Fotó: NOAA)

Cikkem a National Geographic honlapján.

Kép

Mélytengeri aggályok

A mélytengeri füstölgők fém-szulfidjait, a ferromangános bekérgeződést és a mangángumókat célzó bányászat kapcsán a jövőben várható környezeti változások óhatatlanul magukkal hozzák majd a biológiai sokféleség csökkenését is, mely emberi időléptékben mérve valószínűleg visszafordíthatatlan lesz. Bár a bányászat még nem indult meg,  a tengerfenéken rejlő több milliárd tonna mangán, réz, nikkel és kobaltkészletek iránt egyre nagyobb az érdeklődés. Az értékes nyersanyagok kitermelése a tervek szerint évtizedekig is eltarthat majd, a zavarás megszűnése után pedig várhatóan évtizedekre vagy akár

évszázadokra is szükség lehet ahhoz, hogy az érintett területek regenerálódjanak

– ha ez egyáltalán lehetséges. A mélytengeri környezetben bevethető kármentesítési módszerek ráadásul még csak gyerekcipőben járnak, némelyik tervezett bánya területe pedig Ausztria 83 ezer négyzetkilométeres alapterületével is vetekszik majd, így a helyreállítás költségei egyébként is megfizethetetlennek tűnnek. A szakértők szerint tehát a mélytengeri bányászat esetében a biológiai sokféleség megőrzését célzó szabályozás lehet az egyetlen járható út.

Van Dover et al. (2017) Biodiversity loss from deep-sea mining. Nature Geoscience 10: 464–465. Kép: NOAA.

Cikkem a National Geographic honlapján.