JAK DRZEWA KOMUNIKUJĄ SIĘ ZE SOBĄ
L A S
Krępa k/Zielonaj Góry - Las Odrzański
Zatem, czym na prawdę jest las?
Według definicji prof. J.J. Karpińskiego to dynamiczny twór przyrody, w którym są zespolone w niepodzielną całość układem zależności, powiązań i wzajemnych wpływów: określona roślinność z przeważającym udziałem form drzewiastych, związanych z nim zwierzętami oraz wykorzystywane przez rośliny i zwierzęta podłoże geologiczne, gleba, woda i klimat.
Jak pojmuje las Suzanne Simard, profesor ekologii leśnej w Uniwersytecie Brytyjskiej Kolumbii w Vancouver, przeczytacie w moim tłumaczeniu transkryptu z jej wykładu wygłoszonego na konferencji TED w czerwcu 2016 roku.
Nagranie wideo z konferencji, w języku angielskim, jest do obejrzenia/wysłuchania tutaj.
JAK DRZEWA KOMUNIKUJĄ SIĘ ZE SOBĄ
Suzanne Simard
Wyobraźcie sobie, że idziecie przez las. Przypuszczam, iż myślicie o zbiorze drzew, który my leśnicy nazywamy drzewostanem z jego rozleglymi gałęziami i przepięknymi koronami. Owszem, drzewa są podstawą lasu, ale las jest czymś znacznie więcej niż to co możecie zobaczyć i w związku z tym chciałabym dzisiaj zmienić sposób waszego myślenia o lesie. Otóż, pod spodem jest pewien inny świat, świat nieskończonej ilości biologicznych wiązań, które łącząc drzewa umożliwiają im komunikację i sprawiają, że las zachowuje się jakby był jednym spójnym organizmem. Może to przywodzić na myśl coś w rodzaju inteligencji.
Skąd to wiem? Oto moja historia.
Wzrastałam w lasach Brytyjskiej Kolumbii (Kanada). Kładłam się na ziemi i patrząc w górę, obserwowałam korony drzew. To były giganty.
Mój dziadek, też był gigantem. Był tradycyjnym drwalem, który w selektywnyy sposób wycinał cedrowe pnie w gęstwinie lasu i transportował je wyłącznie z użyciem konia. Dziadek uczył mnie o spokoju i zachowawczej spójności leśnego obszaru oraz o tym jak moja rodzina była w to wprzęgnięta. No to poszłam w ślady dziadka. Oboje mieliśmy głębokie zainteresowanie lasem, a mój pierwszy wielki „och” moment miał miejsce w latrynie nad naszym jeziorem.
Nasz psiak Dżigs, pośliznął się i wpadł do dziury. Dziadek pobiegł z łopatą ratować biedaka, który pływał w latrynowej masie. Kiedy przecinał się przez leśne podłoże zafascynowały mnie korzenie, a pod nimi warstwa białej grzybni substratowej oraz poniżej niej czerwone i żółte warstwy mineralne profilu gleby. Dziadek ostatecznie uratował biednego psa, a ja w tym momencie zdałam sobie sprawę, że to właśnie ta gama korzeni i gleby jest rzeczywistym fundamentem lasu.
Zapragnęłam dowiedzieć się więcej, poszłam więc na leśnictwo. Skończywszy studia podjęłam pracę, jak się szybko okazało, wśród wpływowych ludzi, odpowiedzialnych za przemysłową wycinkę i pozysk drewna. Rozległość wyrębów do gołego była dla mnie alarmująca i wkrótce poczułam, że kłóci się to z moim poglądem na las. I nie tylko to. Opryskiwanie i wycinka drzewostanów osiki oraz brzozy żeby zrobić grunt dla komercjalnie korzystniejszych sosen i jodeł wręcz szokowały. Wydawało się, że nic nie byłoby w stanie powstrzymać bezwzględnej machiny przemysłowej.
W tej sytuacji wybrałam powrót na uczelnię żeby głębiejpostudiować ten mój inny świat. Tak się złożyło iż naukowcy właśnie dokonali odkrycia w laboratoryjnych próbkach in vitro, że siewki sosny mogą przesyłać węgiel do korzeni innych siewek sosny. No tak, to zaobserwowano w laboratorium, ale czy coś podobnego mogłoby zachodzić w naturalnym lesie? Zaczęłam się zastanawiać i zawnioskowałam, że tak, że drzewa w naturalnym lesie mogłyby przekazywać sobie informację pod ziemią. Moja teza była oczywiście kontrowersyjna i znaleźli się tacy, którzy uznali, że zwariowałam. W związku z tym miałam trudności z pozyskaniem środków na badania. Przetrwałam to jednak i 25 lat temu zdołałam ostatecznie przeprowadzić eksperymenty w głębi lasu. Wyhodowałam po 80 sztuk drzew brzozy papierowej, daglezji zielonej (odmiana sosny) i żywotnika olbrzymiego (odmina cedru czerwonego). Przyjęłam, że brzoza i sosna zostaną połączone w podziemnej sieci, ale cedr nie, bowiem to drzewo istniało w swoim własnym, innym świecie. Nie miałam pieniędzy, a więc musiałam wszystko zrobić metodą taniochy. Zgromadziłam moje przyrządy a potem udałam się do Canadian Tire (jedna z największych kanadyjskich sieci handlu detalicznego) (śmiech) i kupiłam nieco plastikowych toreb, taśmę klejącą, materiał na osłonę cieniową, minutnik, ochronne ubranie papierowe i maskę z filtrem. Następnie wypożyczyłam nieco specjalistycznego sprzętu z mojego uniwersytetu: licznik Geigera, licznik scyntylacyjny, spektrometr mas, mikroscopy, i parę bardziej niebezpiecznych rzeczy, jak strzykawki pełne radioaktywnego węgla C14 w gazowej postaci oraz kilka wysokociśnieniowych butli stabilnego izotopu węgla C13, też w gazowej postaci. Ale zaznaczam, że miałam na wszystko prawne zezwolenie (śmiech).
Oczywiście zapomniałam paru ważnych rzeczy, jak spray na komary, spray na niedźwiedzie, zapasowe filtry do respiratora, no cóż... Pierwszego dnia mojego eksperymentu dotarliśmy do naszej działki ale niedźwiedzica grizzly z młodymi przegoniła nas, a ja nie miałam sprayu na niedźwiedzie. Ale wiecie co, badania leśne w Kanadzie właśnie tak przebiegają (śmiech).
Wróciłam następnego dnia; mama grizzly i jej maluchy były nieobecne. Tak więc tym razem już faktycznie zaczęliśmy. Wcisnęłam się w mój papierowy garnitur, założyłam maskę na twarz, a następnie plastikowe worki na moje drzewka.
Wzięłam w ręce ogromne strzykawki i wstrzyknęłam w plastikowe worki moje izotopowe radioznaczniki pod postacią dwutlenku węgla. Napierw w brzózkę wstrzyknęłam gaz zawierający radioaktywny izotop C14, a następnie w sosnę gaz z trwałym izotopem C13. Używałam dwóch izotopów ponieważ chciałam ustalić czy zachodziła dwustronna komunikacja między tymi dwoma gatunkami. Ostatecznie dobrnęłam do ostatniej torby plastikowej, 80-tej próbki, i wetedy nagle pojawiła się znowu mama grizzly. Pogoniła mnie, a ja ze strzykawkami nad głową i oganiając się od komarów, dopadłam ostatecznie mojego samochodu. Będąc wewnątrz pomyślałam: „i to jest to dlaczego ludzie preferują badania laboratoryjne”. (śmiech)
Odczekałam godzinę. Założyłam, że właśnie tyle czasu zajęłoby drzewom wchłonięcie CO2 drogą fotosyntezy, przekształcenie go w cukry, przesłanie ich do korzeni, no i może, zakładałam, przetransportowanie węgla do swoich podziemnych sąsiadów. Po godzinie zrolowałam okno i sprawdziłam co się dzieje z misiem grizzly. Było nieźle bowiem niedzwiedzica zjęła się pałaszowaniem jagód. Wyszłam z samochodu i ruszyłam do pracy. Podeszłam do pierwszej brzózki i zdjęłam plastikową torbę. Przejechałam moim miernikiem Geigera tuż nad liśćmi. Khhrrrhhhhkk! Znakomicie. Brzózka wchłonęła radioaktywny gaz. Następnie nadchodzi moment prawdy. Podeszłam do sosenki i zdjęłam z niej plastikową torbę. Przesunęłam miernikiem Geigera po jej igłach i usłyszałam najcudowniejszy dźwięk. Khhrrrhhhhkk! Był to dźwięk brzózki rozmawiającej z sosenką. Brzoza mówiła: „hej, mogę ci pomóc?” A sosna odpowiadała: „jasne, możesz podesłać mi trochę swojego węgla? Wiesz, ktoś zarzucił na mnie jakiś ocieniający materiał”.
Podeszłam do cedru i przejechałam mienikiem po jego liściach. Tak jak się spodziewałam, była cisza. Cedr żył w swoim własnym świecie. Nie był włączony do sieci jaka wiązała brzozę z sosną. Byłam maksymalnie podekscytowana i w biegu sprawdziłam wszystkie 80 próbek. Rzecz była oczywista. Izotopy C13 oraz C14 dowodziły, że brzoza papierowa i daglezja zielona były zaangażowane w ożywioną dwustronną konwersację. Okazuje się, że w tym czasie roku, w lecie, brzoza przesyła więcej węgla sośnie niż sosna przesyłała z powrotem brzozie, szczególnie gdy sosna pozostawała ocieniona. Później, w dalszych eksperymentach, znaleźliśmy zależność odwrotną, a mnianowicie, że sosna przekazywała więcej węgla brzozie w czasie gdy sosna wciąż rosła, a brzoza pozostawała bezlistna. To oznaczało, że oba gatunki zależały od siebie wzajemnie, jak yin i yang.
Wtedy wszystko skupiło się dla mnie w jednym miejscu. Wiedziałam, że odkryłam coś wielkiego, coś co zmieniało nasz sposób spojrzenia na to jak drzewa w lesie odziaływują na siebie, a mianowicie nie z pozycji konkurentów ale kooperantów. Znalazłam solidny dowód istnienia podziemnej sieci komunikacyjnej, dowód istnienia innego świata.
Miałam wszakże nadzieję i wierzyłam, że moje odkrycie wpłynie na sposób w jaki odnosimy się do lasu, czyli wycinki i trucia drzew, oraz że pozwoli na bardziej holistyczne i podtrzymujące metody, będące jednocześnie tańszymi i bardziej praktycznymi. Ale cóż to było za myślenie! Jeszcze wrócę do tego.
Zapytajcie może teraz, jak uprawiamy naukę w systemach złożonych jakimi są lasy? No więc, jako badacze lasów musimy prowadzić nasze prace w lesie, co jak już to wykazałam, jest raczej dosyć niebezpieczne bowiem musimy być dobrzy w uciekaniu niedźwiedziom. Przede wszystkim jednak musimy posiadać umiejętność przetrwania wbrew wszystkim przeciwnościom jakie na nas spadają. Musimy kierować się intuicją i doświadczeniem oraz stawiać właściwe pytania. Dalej, musimy umieć zebrać odpowiednie dane i móc je zweryfikować. Co do mnie, to opublikowałam setki eksperymentów przeprowadzonych w lesie. Niektóre z moich eksperymentalnych nasadzeń w lasach mają już ponad 30 lat. Możecie je zobaczyć gdyż właśnie tak odbywa się nauka w lesie.
Zatem pomówmy nieco o nauce. Jak papierowa brzoza i daglezja zielona komunikują się? Otóż okazuje się, że one rozmawiają nie tylko przy pomocy języka węglowego ale także azotowego, fosforowego, wodnego, sygnałów obronnych oraz języka alleopatii [moje wyjaśnienie (mw): każdy chemiczny i hormonalny proces, w którym zaangażowane są wtórne metabolity, wytwarzane przez rośliny, mikroorganizmy i grzyby, mające wpływ na wzrost i rozwój systemów biologicznych i rolniczych, wyłączając zwierzęta]. Muszę dodać, że już wcześniej, przede mną, naukowcy rozważali możliwość, iż pod powierzchnią ziemi zachodzi symbiotyczne partnerstwo zwane mikoryzą (mw: zjawisko, polegające na współżyciu korzeni lub nasion roślin naczyniowych z grzybami). Mikoryza to po prostu „korzeniogrzyb”. Chodząc po lesie widzicie ich organy reprodukcyjne - są to grzyby. Aczkolwiek grzyby są tylko czubkiem góry lodowej gdyż z ich nóżek wychodzą nitkowate strzępki stanowiące grzybnię, która infekuje i kolonizuje korzenie drzew i wszelkich roślin. Tam gdzie komórki grzybów wchodzą w interakcję z komórkami korzeni, dochodzi do wymiany węgla na odżywki, które grzyb pozyskuje rozrastając się w glebie i obejmując każdą jej cząstkę. Sieć połączeń jest tak gęsta, że pod każdą naszą stopą mogą znajdować się setki kilometrów grzybni. Inie tylko to, bowiem grzybnia łaczy w jeden wielki system zarówno osobniki tego samego gatunku jak i osobniki należące do różnych gatunków, jak choćby brzoza i sosna, funkcjonując jakby na kształt Internetu.
Widzicie państwo, jak wszystkie sieci, ta grzybniowa sieć ma również węzły i linki. Zrobiliśmy więc mapę, egzaminując krótkie sekwencje DNA każdego drzewa i każdego grzyba w obrębie działki porośniętej daglezją zieloną.
Na tym wykresie kółka reprezentują drzewa (sosny) albo inaczej węzły, a linie odzwierciedlają grzybne ścieżki wzajemnych połączeń, czyli linki. Największe, ciemne kółka są najbardziej aktywnymi węzłami. Nazywamy je drzewami rdzeniami, albo bardziej serdecznie, drzewami matkami, bowiem jak się okazuje te drzewa rdzenie opiekują się swoimi młodymi, tymi które dopiero rosną jako podszyt czyli niższa warstwa lasu. Te żółte kropki na mapie są właśnie młodymi osobnikami, które wzeszły i zasiedliły się w obrębie sieci starych drzew matek. W pojedyńczym lesie, drzewo matka może być połączone z setkami innych drzew.
Przy pomocy naszych izotopowych wyznaczników stwierdziliśmy, że drzewa matki wysyłają poprzez sieć grzybni nadmiar swojego węgla do młodego podszytu. To właśnie dzieki temu, jak odkryliśmy, mają one podwyższoną nawet do czterech razy szansę przeżycia w stosunku do osobników spoza rodziny.
Jest całkiem naturalne, że wszyscy mamy skłonność do faworyzowania swoich własnych dzieci, zatem zaczęłam się zastanawiać czy daglezja zielona byłaby w stanie rozpoznać kogoś ze swoich bliskich, podobnie jak mama grizzly rozpoznaje swoje młode? A więc przygotowaliśmy następny eksperyment, w którym kultywowaliśmy drzewa matki z siewkami rodzimymi i obcymi. No i okazało się, że owszem, rozpoznawały siewki rodzime. Drzewa matki kolonizowały rodzime siewki większą siecią grzybni i wysyłały im do podglebia więcej węgla. Ale to nie wszystko, bowiem równocześnie ograniczały nieco konkurencję jaką stanowiły ich własne korzenie żeby zrobić ciut większą przestrzeń rozwojową dla swoich „młodych”.
Gdy drzewa matki zostają uszkodzone lub umierają, wówczas komunikują swoją dawkę mądrości następnej generacji. Żeby to lepiej zbadać, użyliśmy znowu naszych izotopowych oznaczników do prześledzenia drogi węgla z uszkodzonego drzewa matki wdłuż jej pnia do grzybni i dalej do pobliskich siewek, ale nie tylko węgla, bowiem oprócz niego także wskazówek obronnych. Oba te związki chemiczne podniosły odporność tychże siewek na przyszły stres. A więc drzewa rozmawiają. W wyniku tej dwustronnej konwersacji, podnosi się odporność całej wspólnoty. Może to przywodzić państwu na myśl nasze własne społeczności, nasze rodziny, a przynajmniej niektóre z nich (śmiech).
No ale wróćmy do punktu wyjściowego. Lasy nie są prostym zbiorem drzew, są one systemami kompleksowymi z węzłami i grupami wzajemnie uzupełniających się sieci, które łaczą drzewa i umożliwiaja im komunikację. Jednocześnie tworzą kanały pozyskiwania zwrotnej informacji i adaptacji, co czyni las odporniejszym, bardziej zdolnym do przetrwania. To wszystko dzięki temu, że istnieje wiele węzłów i wiele sieci. Ale niestety są one też w dużym stopniu bezbronne nie tylko wobec naturalnych zagrożeń jak korniki, które preferują stare wielkie drzewa, ale także wobec przemysłowej wycinki najlepszych drzew oraz trzebienia lasu do gołego. Można wyciąć jedno czy dwa drzewa węzły, ale jest bardzo łatwo przekroczyć granicę bowiem drzewa węzły są niczym nity w samolocie. Można usunąć jeden czy dwa i samolot wciąż będzie mógł polecieć, ale jak usunie się jeden za dużo albo jakiś krytyczny na skrzydle, to cały system rozpada się.
No więc jak pojmujecie teraz las? Inaczej?
(Publiczność) Tak.
Super. Cieszę się.
Pamiętam, że wcześniej powiedziałam, iż miałam nadzieję, że moje badania zmienią coś w naszym sposobie podejścia do leśnictwa. No cóż, 30 lat później wciąż czekam na to tutaj, w zachodniej Kanadzie.
Powyższe zdjęcie pochodzi z terenu około 100 kilometrów na zachód od nas, tuż na granicy z Narodowym Parkiem Banff. To co widzicie to ogrom wycinki do gołego. Nie wygląda już tak pierwotnie. W roku 2014 Instytut Zasobów Światowych (World Resources Institute) raportował, że Kanada miała w minionej dekadzie najwyższy stopień naruszenia zasobów leśnych na świecie, a założę się, że myśleliście iż była to Brazylia. Dla Kanady wynosi to 3,6 procenta na rok. Według moich szacunków jest to jakieś cztery razy za szybko żeby utrzymać staus quo leśnych obszarów.
Wiadomo, że nadwyrężenie leśnych zasobów na taką skalę oddziaływuje na cykle hydrologiczne, degraduje siedliska dzikiej przyrody i emituje gazy cieplarniane z powrotem do atmosfery, co przyczynia się do dalszego zakłócenia środowiska naturalnego i przyspieszonego rozkładania się drzew.
Nie tylko to, bowiem wciąż nasadzamy jeden czy dwa gatunki drzew, a jednocześnie eliminujemy osikę i brzozę. Taki uprzoszczony las, pozbawiony swojej typowej złożoności, staje się bardziej narażony na infekcje i ataki insektów. A przy zmianach klimatycznych, wszystko to kreuje warunki sprzyjające ekstremalnym wydarzeniom, takim jak chociażby gwałtowny atak korników żerujących na sosnach ponderosa, jaki zdarzył się właśnie na znacznych obszarach Północnej Ameryki, albo ów mega-pożar w ostatnich miesiącach w stanie Alberta.
No to teraz chciałabym powrócić do mojego podstawowego pytania: zamiast osłabiać nasze lasy, jak moglibyśmy wesprzeć je i wspomóc w borykaniu się ze zmianami klimatycznymi? Wiecie państwo, wspaniałą cechą lasów jako złożonych systemów jest to, że posiadają one olbrzymią zdolność do samozaleczania się. W naszych bieżących eksperymentach stwierdziliśmy, że w przypadku wycinania łatami ale przy zachowaniu drzew węzłów i regeneracji asortymentu gatunków w oparciu o ich genetyczne uwarunkowania, sieć grzybni odradza się gwałtownie. Mając to na uwadze chciałabym pozostawić państwa z propozycją rozwiązania tego problemu na cztery sposoby. Ale przede wszystkim, nie próbujmy sobie wmówić, że są one zbyt skomplikowane żeby je podjąć.
Po pierwsze musimy wszyscy wyruszyć w las. Musimy odnowić zainteresowanie i związek z naszym lokalnym lasem, bowiem wiekszość naszych lasów jest kultywowanych na bazie jednego, identycznego rozwiązania dla wszystkich lasów, mimo tego, że dobre nim zarządzanie wymaga wiedzy o warunkach lokalnych.
Po drugie, musimy chronić nasz starodrzew leśny. To nasze magazyny genów, drzew matek i sieci grzybniowych. To oznacza mniej wyrębu. Nie mam na myśli zaniechania wycinki, tylko mniejszą wycinkę. Po trzecie, przy wycince musimy zachować dziedzictwo lasu - drzewa matki i ich sieci, i drewno, i geny, tak żeby były one w stanie przekazać swoją "mądrość" nastepnej generacji drzew, żeby mogły przetrwać w przyszłości stres jaki nadejdzie. Musimy być ochroniarzami lasu.
Wreszcie po czwarte, musimy zregenerować nasze lasy, przywracając im różnorodność gatunkową, genetyczną i strukturalną przez nasadzenia, które umożliwią naturalne ich odrodzenie się. Musimy dać Matce Naturze narzędzia, jakich potrzebuje ażeby użyć swojej inteligencji do samouleczenia. No i musimy pamiętać, że lasy nie są, ot zwykłym zgrupowaniem drzew, które konkurują ze sobą, tylko są super kooperantami. Wróćmy na koniec do Dżigsa. Jego wpadnięcie do latryny, pokazało mi inny świat i zmieniło mój pogląd na las. Mam nadzieję, że zmieniłam dzisiaj także państwa sposób myślenia o lesie.
Dziękuję. (oklaski)
Komentarze
Prześlij komentarz