Rośliny budujące własny krajobraz, czyli o samoorganizacji w przyrodzieCzas czytania: 5 min

Wieści ze świata nauki to cykl tekstów skupiających się na najnowszych doniesieniach naukowo-badawczych z różnorodnych dziedzin. W tekstach tych omawiane są bieżące artykuły publikowane w prestiżowych czasopismach naukowych, a także ich znaczenie dla stanu współczesnej wiedzy. Powszechnie znana jest sentencja autorstwa Newtona, zgodnie z którą to, „co my wiemy, to tylko kropelka. Czego nie wiemy, to cały ocean.” Celem tekstów publikowanych w tym dziale jest przybliżenie czytelnikom właśnie tych kropelek.

Zmiany w świecie przyrody i ich konsekwencje

Świat przyrody to szereg współzależnych procesów biologicznych, geologicznych i fizykochemicznych. Nawet najdrobniejsza zmiana w środowisku może wywołać kaskadę zdarzeń niosących nieubłagane skutki, na przykład wyginięcie pszczół mogłoby spowodować zagładę innych gatunków (w tym ludzi), a wymieranie żab może skutkować większą zachorowalnością ludzi¹. Z historii Ziemi wiadomo także, że pewne zdarzenia postrzegane jako kataklizmy w istocie odegrały ważną rolę w kształtowaniu biosfery² i nawet współcześnie dostrzega się, jak niektóre gatunki przystosowują się do uwarunkowań środowiskowych, na przykład do zmian klimatycznych³.

Rośliny w pękającym błocie

W maju 2023 roku na łamach czasopisma „Science Advances” opublikowano artykuł zatytułowany Self-organized Mud Cracking Amplifies the Resilience of An Iconic ”Red Beach” Salt Marsh [Samoorganizujące się pęknięcia błota wzmacniają ekosystemową odporność słynnego słonego bagna „Red Beach”]⁴. Autorzy artykułu postanowili zbadać mokradło Red Beach znajdujące się w Panjin w Chinach. Badaczy szczególnie zafrapowała kwestia, co takiego dzieje się z wysychającym błotem, że na jego powierzchni pojawiają się pęknięcia przypominające pajęczynę oraz że pęknięcia te są zasiedlane przez rośliny. Przyjrzeli się oni także sposobowi zasiedlania szczelin przez rośliny. Uczeni wskazują, że wszystko dzieje się naturalnie: do szczelin w wysychającym błocie wpadają niesione przez wiatr nasiona roślin, gdzie mają sprzyjające warunki do kiełkowania, ponieważ jest tam wilgotno, szczelina stanowi dla nasion również swego rodzaju ochronę w pierwszych fazach kiełkowania. Opisane zjawiska i zależności wydają się naturalną konsekwencją praw przyrody – szczeliny są zasiedlane przez rośliny, ponieważ nasiona są do nich niesione przez wiatr, a warunki tam panujące pozwalają na wykiełkowanie roślin. Badacze zwrócili jednak uwagę na kolejne etapy takiej kolonizacji⁵.

Rośliny czynnie zaangażowane w kształtowanie własnego ekosystemu

Okazało się, że rośliny nie tylko korzystają z pęknięć tworzących się w błocie, ale aby mogły się dłużej rozwijać w tych sprzyjających warunkach – wydają się również podtrzymywać te pęknięcia. Badania wykazały, że pęknięcia nieskolonizowane przez rośliny istnieją znacznie krócej niż skolonizowane. Badacze przyjrzeli się bliżej temu, co właściwie się dzieje w pęknięciach. Zaobserwowali, że rośliny zasiedlające szczeliny w wysychającym błocie zmiękczają materię wokół swoich korzeni i rozrastają się w szczelinach, dzięki czemu szpary utrzymują się znacznie dłużej niż nieskolonizowane, co pozwala także na długotrwałe czerpanie przez roślinę korzyści z warunków panujących w błotnych szparach. Autorzy przedstawiają powstałą zależność jako pętlę sprzężenia zwrotnego: szczeliny w wysychającym błocie zapewniają roślinie optymalne warunki do rozwoju, a roślina utrzymuje owe pęknięcia jak najdłużej. W ten sposób rośliny zasiedlające błotne bruzdy stają się architektami własnego ekosystemu, dbając o to, aby kształt ich środowiska się nie zmieniał oraz kontrolując poziom wilgotności podłoża dzięki utrzymywaniu szczelin w niezmienionym kształcie⁵.

Podsumowanie

Omawiane odkrycie jest przykładem samoorganizacji świata przyrody, tego, jak materia ożywiona wpływa na kształt materii nieożywionej, tak aby służyła ona materii ożywionej. Samoorganizacja ta wpisuje się w teorię homeostazy Ziemi, czyli tego, jak nasza planeta utrzymuje dynamiczną równowagę w świecie przyrody⁶. Sami autorzy zaś zauważają, że tak samoorganizujące się krajobrazy mogą być znacznie bardziej powszechne i mogą odgrywać istotną rolę w dynamice ekosystemów oraz w kształtowaniu się odporności na zmiany klimatyczne⁷.

Bartosz Bagrowski

Źródło zdjęcia: Pixabay

Ikonka cyklu: Pixabay

Ostatnia aktualizacja strony: 3.9.2023

Literatura: