„Można gromadzić energię, można żyć mniejszym kosztem”. Jak las radzi sobie z jesienią? - KUKBUK

„Można gromadzić energię, można żyć mniejszym kosztem”. Jak las radzi sobie z jesienią?

Jesteśmy dużo bardziej podobni do drzew, niż nam się wydaje. Tak jak one odżywiamy się, rośniemy, współżyjemy i starzejemy się. Reagujemy na bodźce i szukamy swojego miejsca. Razem idziemy przez dzieje.

tekst: Bernd Heinrich
zdjęcia: unsplash.com, materiały prasowe

Życie porównuje się do drzewa o wielu gałęziach. Ludzie i świerki to gałązki dwu konarów. W myśl tej analogii „nasieniem”, z którego wyrosło drzewo życia, był mikroorganizm podobny do bakterii, rozwijający się w morzach i będący przodkiem wszelkiego życia na ziemi. Niezatartym świadectwem naszego pochodzenia jest sekwencja nukleotydów stanowiących elementy kodu genetycznego w DNA. Im późniejsza dywergencja w stosunku do wspólnego przodka, tym większa zmiana sekwencji zasad w DNA. Wobec tego miarę zmian molekularnych można uważać za swoisty zegar. Zegar ten skalujemy za pomocą faktów ewolucyjnych odczytywanych ze skamielin znajdowanych w skałach o znanym wieku*.

Według tego molekularnego zegara życie powstało około czterech miliardów lat temu. Rośliny, zwierzęta i grzyby oddzieliły się od wspólnego przodka około miliarda lat temu.

Wszyscy jesteśmy organizmami wysoce rozwiniętymi ewolucyjnie, każdy w sobie właściwy sposób. Drzewa wydają się bardzo różne od nas, ale na poziomie komórkowym i biochemicznym są zadziwiająco do nas podobne. Kod genetyczny drzew tak samo jak nasz składa się z identycznych trójek nukleotydów, które kodują identyczne aminokwasy w łańcuchach białek. Również mechanizm translacji tych trójek na proteiny jest u drzew taki sam jak u nas. Biochemiczne mechanizmy syntezy i przetwarzania energii u drzew są analogiczne do tych, które działają w nas. Informacja genetyczna u drzew jest tak samo jak u nas upakowana w chromosomach w jądrze i takie same mechanizmy przekładają tę informację na rozwój za pośrednictwem hormonów. Chociaż zakres możliwych różnic jest ogromny, przekonujemy się, że im wnikliwiej badamy organizmy żyjące na ziemi, tym więcej odkrywamy podobieństw łączących wszystkich (chociaż indywidualnie jesteśmy tak różni). Wynika to ze wspólnoty pochodzenia.

fot. unsplash.com

Ludzkie drzewa**

Z szerszego punktu widzenia również dostrzegamy podobieństwa, nie tyle bodaj arbitralne, ile wynikające z konwergencji. Drzewa czerpią składniki odżywcze i reagują na środowisko. Rosną, współżyją płciowo, rozmnażają się i starzeją. Mają drapieżnych wrogów i chronią się przed nimi. Zapadają na choroby wirusowe, grzybicze i bakteryjne, ale mają mechanizmy obronne. Zmagają się z konkurencją ze strony przedstawicieli swojego rodzaju i innych stworzeń. Chociaż tkwią w jednym miejscu, poruszają się, reagują na bodźce i mają wyszukane mechanizmy rozprzestrzeniania się i zdobywania nowych terytoriów.

Drzewa są dla nas czymś więcej niż dalekimi kuzynami. Łączy nas z nimi odwieczna zażyłość, towarzyszą nam w całych ewolucyjnych dziejach. Nasi przodkowie z rzędu naczelnych żyli na drzewach. Miliony lat później ich potomkowie za pomocą drzew tworzyli cywilizacje. Las zaopatrywał i zaopatruje nas w wiele surowców potrzebnych do życia, w pożywienie, narzędzia, opał, broń, ubranie i materiały budowlane. Lasy w sposób naturalny utrzymują określoną jakość atmosfery ziemskiej, chronią przed powodziami i erozją, a także łagodzą klimat.(…)

Rokrocznie przez niezliczone stulecia w październiku drzewa liściaste w moim lesie tracą liście. Najpierw pojedynczo, po kilka, a w końcu masowo tańcząc w powietrzu, opadają i na los szczęścia lądują na ziemi złote liście klonów cukrowych i cytrynowożółte, purpurowe, cynobrowe i pomarańczowe liście klonów czerwonych. Dołączają do nich uschnięte łodygi i liście paproci, lilii i innych roślin zielnych. Naprzeciwległe listki siewek klonów czerwonych w październiku pąsowieją i żółkną zupełnie tak samo jak liście ich ogromnych rodziców. Kiedy i one opadną, siewki wyglądają niczym patyczki z małymi brązowymi pączkami na czubkach.

Stają się prawie niewidoczne pośród widłaków, siewek jodły balsamicznej, maleńkich wejmutek, świerków białych i świerków czerwonych. Mniej więcej miesiąc później, kiedy klony i wszystkie inne drzewa liściaste już całkiem pozbyły się liści, któregoś dnia niebo ciemnieje i pierwsze pierzaste płatki śniegu wirują pomiędzy nagimi gałęziami i osiadają na niedawno spadłych liściach. Podkreślone na tle bieli świeżego śniegu, lśniące i świetliste wiecznie zielone listki widłaków trwają niezmienione, cierpliwe i wytrzymałe tak jak przedtem. Śnieg je wkrótce przysypie, kładąc kres fotosyntezie, ale i chroniąc listki niczym kołdra przed zimowymi mrozami.

Wiosna znaczy życie

Wiosną widłaki znowu się ożywią. Puszczą płożące się pędy i rosnące w górę krzaczki czy gałązki „drzewek” z „pałkami” strobili, które jesienią uwolnią zarodniki. Rośliny zielne, drzewa i widłaki rosną razem, ale poszczególne rodzaje mają sobie właściwe sposoby bilansowania budżetu energetycznego, od czego zależy ich przetrwanie. Znaczną wysokość osiągają te rośliny, które muszą przewyższyć sąsiadki, aby wchłonąć wystarczającą ilość światła słonecznego. Rywalizacja z innymi drzewami sprawia, że z boku dociera niewiele światła, wobec czego niższe partie pnia są właściwie pozbawione gałęzi. Natomiast u szczytu, gdzie drzewo sięgnęło światła słońca, stroszy się bujny pióropusz liści, aby wchłonąć możliwie najwięcej promieni słonecznych. Jak już wspomniałem, widłaki w moim lesie w ogóle nie przystępują do tej rywalizacji, a mimo to prosperują. To zaiste zadziwiające. Czy potrafimy zrozumieć, jakim sposobem?

Oczywista i prosta strategia tworzenia wysokiej i rozłożystej korony ma swoją cenę, której głównym składnikiem jest wytwarzanie masywnej i kosztownej struktury wzmacniającej.

W klimacie północnym sięganie wzwyż i rozłożystość zwiększają ryzyko związane z czynnikami takimi jak oblodzenie, czapy śnieżne i wiatr, które mogą rozdzierać drzewa lub przewracać je pomimo masywnej struktury wzmacniającej. Żeby oddalić te zagrożenia, a także zmniejszyć utratę wody, drzewa północne zrzucają jesienią liście. Jednocześnie właśnie zrzucanie liści stwarza sytuację, w której rosnące w cieniu drzew widłaki są na krótko wystawione na światło słoneczne, nawet jeżeli zarazem grozi im przysypanie przez opadłe liście. Skoro to okno słoneczne otwiera się na krótko, a stosunkowo niskie temperatury jesienią i wczesną wiosną spowalniają proces fotosyntezy, to widłaki muszą funkcjonować w ramach bardzo skromnego budżetu energetycznego. Nie dość, że chłoną niewielkie porcje energii słonecznej przez krótki czas w roku, to jeszcze napotykają rozliczne przeszkody w użytkowaniu tego szczupłego zasobu. Żeby zobaczyć, jak sobie radzą, wróćmy do mojego lasu jesienią i skupmy na nich uwagę.

Biegnące sosenki

W pierwszym tygodniu października drzewa pysznią się już pełnią jesiennych barw. Za kilka dni, kiedy poranne słońce roziskrzy oszronione klony, liście zaczną opadać masowo. Strącane najlżejszym powiewem, kołysząc się w powietrzu, lecą pomiędzy gałęziami na ziemię. Wkrótce przykryją grunt dywanem wzorzystym I kolorowym jak perski kobierzec. W tym czasie niedawno spadłe liście są jeszcze stosunkowo wilgotne i płaskie, ale po kilku dniach wysychają i zwijają się, po czym wiatr przegania szeleszczące głośno ich ławice. Nie znalazły jeszcze swego miejsca. Dywan liści wędruje niczym kołdra niespokojnie śpiącego olbrzyma. Jesień upływa, nocne przymrozki bielą szronem trawę. Kończą się słoneczne dni, a nastają dżdżyste. Ciągle siąpi, a od czasu do czasu przychodzą deszcz ze śniegiem i mgła. Srebrne koraliki wody przylepiają się do woskowatej powierzchni liści i powoli wsiąkają. Dywan liści wilgotnieje, delikatnie osiada i przytula się do ziemi, spowijając z wolna obłamane gałęzie, pnie drzew, a i żywe małe rośliny. Rozesłany na stałe dywan liści zadusi te rośliny, które nie umieją z nim sobie radzić. Wiosenne kwiaty potrafią przebić się przez niego, natomiast wszystkie niezliczone gatunki mchu rosną tylko tam, gdzie nie sięga dywan liści. Mchy rosną na głazach, na zwalonych drzewach, które wystają nad ziemię, i w tych niskich partiach pni stojących drzew, gdzie jest wystarczająco wilgotno. Widłaki uciekają, „biegnąc”, i stąd potocznie nazywa się je również „biegnącymi sosenkami”.

Podczas gdy biegnąca sosenka rozprzestrzenia się, płożąc po ziemi, wypełza ona spod dywanu liści i kieruje stożek wzrostu w górę. Co kilkanaście centymetrów widłak wysyła gałązkę w górę i jednocześnie zapuszcza korzonek w ziemi. Spadłe liście mogą w końcu przykryć leżące części widłaka, ale wyżej luźne liście nie utrzymają się długo na pędach sterczących w górę. Najlżejszy podmuch je strąca. Przykryte leżące części długiego ciała widłaka tracą chlorofil i w końcu obumierają, wobec czego żywy rosnący czubek wytwarza wyspowy ciąg roślin identycznych genetycznie, czyli klonów. Zbiorczo można je uważać za jednego osobnika, który potencjalnie może się rozciągać na dowolnie wielkiej powierzchni.

W taki to jedynie sposób „biegają” widłaki, i raczej na krótkich dystansach. Dystrybucja tych roślin w moim lesie w ostatecznym rachunku wynika z chwiejnej równowagi interesów między nimi i ich konkurentami. Widłaki prawie nie występują w lasach niemieszanych, czy to iglastych, czy liściastych. W lesie wiecznie zielonym wprawdzie nie ma grubej i dławiącej wegetację pokrywy liści, ale też wczesną jesienią nie otwiera się okno słoneczne. Z kolei w lesie liściastym zarówno jesienią, jak i wiosną na krótko okno słoneczne się otwiera, ale zawsze zalega gruba pokrywa liści, która najwyraźniej dławi wegetację widłaków pomimo ich mobilności. Widłaki prosperują jedynie w lasach mieszanych. Rosną na stanowiskach, które z jednej strony znajdują się blisko drzewa iglastego, co chroni je przed przykryciem przez liście, z drugiej zaś – są nieodległe od drzew liściastych, dzięki czemu jesienią i wiosną dociera do nich ukośne światło słoneczne przepuszczane pomiędzy nagimi gałęziami. (W klimacie umiarkowanym światło jesienne nie dość, że dociera do widłaków z boku, to jeszcze jest stosunkowo słabym światłem słońca wędrującego nisko nad horyzontem).

Widłaki odbierają swoją skromną porcję energii dzięki temu, że w odpowiednim czasie są w odpowiednim miejscu. Podobnie jak w wypadku każdego innego organizmu określona dawka energii jest warunkiem przetrwania. Można gromadzić energię, można żyć mniejszym kosztem. Współczesne widłaki stosują obydwie strategie, ale ich specjalnością jest ta druga.

fot. materiały prasowe

*Fragment książki „Drzewa w moim lesie” w polskim przekładzie Michała Szczubiałki

**Wszystkie śródtytuły pochodzą od redakcji

Bernd Heinrich (ur. 1940) – jest emerytowanym profesorem biologii na uniwersytecie w Vermont, autorem kilkunastu książek z zakresu zoologii, ekologii i ewolucji. W swojej pracy koncentruje się zwłaszcza na badaniach nad fizjologią i zachowaniami owadów i ptaków oraz nad strategiami adaptacji ewolucyjnych. Nawiązując do klasycznego pisarstwa przyrodniczego, Heinrich dzieli się z czytelnikiem osobi¬stymi refleksjami i eseistyczną erudycją. W Polsce ukazały się cztery jego książki: „Wieczne życie. O zwierzęcej formie śmierci”, „Chrapiący ptak. Rodzinna podróż przez stulecie biologii”, „Umysł kruka. Badania i przygody w świecie wilczych ptaków” oraz „Drzewa w moim lesie”.


© KUKBUK 2018