klímaváltozás

Kép

Madárélet hőhatáron

Egyhelyben állnak, csőrük szélesre tátva, nyakuk sebesebben lüktet, mint az emberi szív. Torokizmaik ritmikus mozgatásával így hűtenék testüket, de a hőség a kietlen sivatagban évről évre egyre elviselhetetlenebb. A fokozódó szárazság miatt ráadásul az oázisokban is egyre kevesebb a víz, így a folyton perzselő kemencében élő tollasok fürdőzéssel sem tudják hűteni magukat. Hozzá vannak szokva a Halál-völgy medencéjében tapasztalható rendkívüli szélsőségekhez, de ami mostanában történik, azzal egyre kevesebben tudnak megbirkózni.

Bár a madarak az állandó testhőmérsékletű állatok közé tartoznak, testfelszínük és belső szervezetük hőmérséklete közt igen jelentős eltérések is adódhatnak. A sivatagi területeken élő madarak sötét tollai például akár több mint 100°C-ra is felmelegedhetnek, aminek kiegyenlítéséhez verejtékmirigyek hiányában igen kifinomult hőszabályozó rendszerre van szükségük. Ennek egyik leghatékonyabb eleme a fokozott légzéssel, lihegéssel történő hűtés és az anyagcsere-intenzitás változtatása, de ezek mellett az is sokat segít, ha a legforróbb déli órákban árnyékos helyre húzódnak vagy időnként benedvesítik tollazatukat. Az optimális testhőmérsékletre történő lehűléshez azonban minden madárfajnak eltérő mennyiségű vízre van szüksége, ami viszont azt is jelenti, hogy rendkívüli meleg és extrém szárazság idején nem jut minden tollas számára elegendő.

Márpedig a klímaváltozással járó hőmérsékleti rekordokból napjainkban nincs hiány, így a kaliforniai Halál-völgyben például rögtön kettő is megdőlt az elmúlt években: míg 2017-ben +41,9°C, addig 2018-ban már +42,3°C havi átlaghőmérséklettel két egymás utáni évben is itt jegyezték fel minden idők legmelegebb júliusát, miközben nem számít ritkának arrafelé a +49°C és a 60 mm évi csapadék sem. Eric A. Riddell és kollégái szerint azonban ez a túlfűtött hangulat már a völgy tágabb környezetének számító Mojave-sivatagban élő madárfajok határait is feszegeti. Mivel ugyanis tollas testük még a megszokottnál is jobban felhevül, az optimális szintre történő hűtéshez is több vízre volna szükségük, ami viszont igen komoly hiánycikknek számít a rendkívüli szárazság miatt.

A kutatók szimulációi szerint a nagyobb testméretű sirató gerlének például 10-30 százalékkal több vizet kellene innia, az elfogyasztott rovarokból vízhez jutó fehérmellű sarlósfecskének, nyugati réticsirögének és mexikói kékmadárnak pedig napi 60-70 rovarral többet kellene fogyasztania ahhoz, hogy felhevült testét az optimális hőmérsékleti szintre hűtse. A nagyobb testű rovarevők helyzetét ráadásul tovább bonyolítja, hogy nem is él a területen ennyivel több rovar, de még ha élne is, ekkora rovartöbblet megszerzéséhez több repülésre is szükség volna, ami a repülőizmok működésével csak még tovább emelné a madarak testhőmérsékletét. A fentiek fényében tehát nem véletlen, hogy az ördögi körben rekedt tollas szerzetek sorra tűnnek el a Mojave-sivatagból, a korábban jelen lévő 135 madárfaj 29 százaléka pedig jócskán visszaszorult a területről. Az azonban egyelőre még a jövő zenéje, hogy a Föld más területein mikor és milyen ütemben ismétlődik meg ugyanez.

Riddell et al. (2019) Cooling requirements fueled the collapse of a desert bird community from climate change. PNAS 116 (43) 21609-21615.

Cikkem az Élet és Tudomány 2019/49. 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

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

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.

Kép

Fontos érzéküket veszíthetik el a halak

A szárazföldi élőlények a légnemű anyagokat szaglással, az oldott anyagokat pedig ízleléssel érzékelik, a halak azonban a szaganyagokkal is oldott állapotban találkoznak. Szaglásuk az orrtájékon elhelyezkedő páros szaglógödör csillószőrős érzéksejtjeinek megfelelő működésén múlik, melyekkel egyes szaganyagokat már igen kis koncentrációban és nagyobb távolságból is megérezhetnek.

A halak életében ez a képesség létfontosságú, hiszen szaglásuk segítségével keresnek táplálékot, jellegzetes szaganyagok alapján azonosítják fajtársaikat és kerülik el a ragadozókat, de így védik élőhelyüket és így találnak megfelelő ívóhelyeket is.

Egy közelmúltban megjelent tanulmány szerzői először tették fel a kérdést, hogy vajon a világtengerek folyamatosan növekvő savasodása befolyásolhatja-e ezt a halak számára oly fontos képességet. A kérdés megválaszolása érdekében a kutatók fiatal farkassügérek (Dicentrarchus labrax) viselkedésváltozásait figyelték és hasonlították össze a mai és a század végére jósolt szén-dioxid szint mellett. A vizsgált halak a savasabb vizekben gyakran mutatták a szorongás jeleit, kevesebbet úsztak, emellett pedig jóval kevésbé reagáltak a ragadozók közeledtét jelző szagok megjelenésekor. A változásokat idegrendszeri szinten és a szaglásért felelős gének szintjén egyaránt tetten érték. A jelenség hátterében az állhat, hogy az illatmolekulák savasabb közegben máshogy érintkezhetnek a halak szaglóreceptoraival, ami csökkenti a különböző szagingerek megkülönböztetésének lehetőségét.

A század végére tehát várhatóan sokat romlik majd a pikkelyesek szagérzékelése, ami túlélésüket tekintve jelentős veszélyekkel járhat. A most feltárt probléma ráadásul nagy valószínűséggel más fajokat is érint majd.

Porteus et al. (2018) Near-future CO2 levels impair the olfactory system of a marine fish. Nature Climate Change 8 737-743., Harka-Sallai (2007) Magyarország halfaunája. Kép: Wikimedia Commons.

Cikkem a National Geographic honlapján.

Kép

Ezek a népek már eltűntek a klíma miatt

Van, aki már átélte, ami most ránk vár: a grönlandi vikingek és a monumentális templomaikról híres maják egyaránt kaptak hideget, meleget. Ezek a klímaingadozások akarva-akaratlanul mindig magukkal hoztak valamilyen életvitelbeli változást is: ám ami egyiküknek jólétet, az a másiknak hanyatlást hozott. De vajon javunkra tudjuk fordítani az egykori közösségek döntéseinek tanulságait a jelenlegi égető helyzetben? Érdemes egyáltalán párhuzamot keresni a múlt és jelen között? Ha már a túlélésünk forog kockán, legalább tegyünk egy kísérletet.

Mikor korosztályom sorozatkedvelői meghallják a viking szót, talán megjelennek előtte Ragnar Lothbrok baltás harcosai a Vikingek című népszerű tévésorozatból. Az északiak ősei igazán rászolgáltak óskandináv nevükre: a víkingar névvel illetett rajtaütők ugyanis 793-tól kezdve kényük-kedvük szerint mészárolták le és fosztották ki először az angol, majd a francia partvidék lakóit. Nem minden közösség volt azonban a portyák híve, néhány északi szerzet főként azért hajózott el a skandináv őshazából, hogy új földeket találjon és művelhessen meg. Ennélfogva a csipkézett fjordok mentén nevelkedett elsőrendű tengerészek jelentős felfedezéseket is tettek: 820 körül elsőként kötöttek ki a Feröer-szigeteken, majd 861-ben Izlandot, 982-ben pedig Grönlandot is meghódították.

Tölgyből és állati szőrből készített sárkányhajóikkal azért lehettek képesek ilyen emberpróbáló hajózási teljesítményre, mert kirajzásuk épp a 650–880 között kezdődő és 1030–1220-ig tartó középkori klímaoptimum időszakára esett.

Ezt az időszakot az átlagosnál melegebb és szárazabb nyarak, illetve enyhébb telek jellemezték, az úszó sarkvidéki jégtáblák pedig csupán néhány hidegebb évben tűntek fel a szigeteknél. Mindez a sarkkör mentén élő népek számára sohasem tapasztalt lehetőségeket nyitott meg, hiszen több termőterületet lehetett megművelni, a jégmentessé váló vizek pedig növelték a hajózási időszak hosszát. A középkori klímaoptimum jótékony hatásai másutt is érezhetők voltak, melyet például a feljegyzésekben említett különösen bőséges európai termés is tanúsít.

A Sarkkör-menti szigeteken persze még így sem volt az a banánérlelő. Grönlandon például a tenyészidőszak rövidsége miatt szinte egyáltalán nem termett gabona,

a tápanyagokban gazdag gyér növényzet ugyanakkor meglehetősen nagy állatállományt látott el élelemmel. A viking telepesek tehát elsősorban juh-, kecske- és lótenyésztésből éltek. Az eltérő éghajlati adottságok miatt azonban ezeket a tevékenységeket sem tudták mindenhol ugyanúgy végezni, így a virágkorában körülbelül ötezer fős grönlandi társadalmat kölcsönös függőség és belső árucsere jellemezte. Kulcsszerepet kapott a rendszeres vadászat is, hiszen az így megszerzett értékes fókabőrt, jegesmedveprémet és rozmáragyart az európai piacokon létfontosságú élelmiszerekre tudták cserélni. Ez a sokrétűen összekapcsolt gazdaság tehát biztosította a grönlandiak túlélését egy olyan zord környezetben, ahol külön-külön egyik gazdasági ágazat sem lett volna elegendő fennmaradásukhoz. 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.)