A fák ultrahanggal jeleznek, ha stressz éri őket

Alapjaiban forgatja fel az erdőkről alkotott elképzelésünket egy új tanulmány.Az erdő korántsem néma világ. A talaj mélyén láthatatlan gombafonalak szövik át a gyökerek rendszerét, amelyeken keresztül víz, szén és különféle kémiai jelek vándorolnak egyik növénytől a másikig. Fent, a lombkoronában közben illatanyagok és elektromos impulzusok terjednek, amikor veszély fenyegeti a fákat.

Sokáig puszta spekulációnak tűnt az a gondolat, hogy az erdő egyfajta élő, biológiai hálózatként működik. Az elmúlt évtizedek kutatásai azonban egyre több bizonyítékot szolgáltattak arra, hogy a fák között valóban léteznek összetett kapcsolatok. A legnagyobb kérdés, hogy valódi kommunikációról beszélhetünk, vagy csupán evolúciósan kialakult biológiai folyamatok bonyolult összjátékáról, még mindig nyitott?

A klasszikus biológiai szemlélet és az ipari erdőgazdálkodás sokáig úgy tekintett a fákra, mint elszigetelt élőlényekre, amelyek folyamatos versenyben állnak egymással a fényért, a vízért és a tápanyagokért. Ezt a képet kezdte alapjaiban megváltoztatni Peter Wohlleben erdész népszerűsítő munkája, valamint Suzanne Simard erdőökológus kutatássorozata, amely az erdők rejtett kapcsolatrendszerére irányította a figyelmet.

A tudományos érdeklődés középpontjába a mikorrhiza-hálózat került.

Az egyik legfontosabb áttörést Suzanne Simard 1997-es Nature-tanulmánya hozta. Izotópos jelöléssel sikerült kimutatnia, hogy a szén képes egyik fafajból a másikba jutni a föld alatti gombahálózatokon keresztül. Ez volt az első közvetlen bizonyíték arra, hogy az erdőben mérhető anyagáramlás zajlik a fák között.

Simard szerint a kutatás arra utalt, hogy a fák nem pusztán egymás mellett léteznek, hanem olyan információs és anyagcsere-kapcsolatok részesei, amelyek az egész erdő stabilitását befolyásolhatják.

A későbbi genetikai és hálózatelemzési vizsgálatok tovább árnyalták a képet. Egy 2010-es kutatás szerint a „wood-wide webként” emlegetett rendszer szerkezete akár több generáción átívelő kapcsolatokat is lehetővé tehet. A hálózat nemcsak fiatal csemeték túlélését segítheti, hanem extrém esetekben sérült vagy részben elhalt egyedeket is fenntarthat.

Erre remek példa volt egy 2019-ben vizsgált új-zélandi kauri tuskó, amely lombkorona nélkül is életben maradt, mivel gyökérrendszere szoros kapcsolatban állt a környező fákkal. A kutatók szerint a vízháztartásuk részben közösen működött.

Az erdő azonban nemcsak anyagokat továbbít, hanem veszélyjelzéseket is. Régóta ismert példa az afrikai akáciák esete, amely szerint amikor a zsiráfok legelik őket, a sérült fák etilént bocsátanak ki a levegőbe. Ez a gáz eljut a közelben álló fákhoz, amelyek válaszul megnövelik leveleik csersavtartalmát, így kevésbé lesznek fogyaszthatók.

A növények más illékony szerves vegyületeket is kibocsáthatnak sérülés esetén. Ezek nemcsak a szomszédos növényeket figyelmeztethetik, hanem odavonzhatják a kártevő rovarok természetes ellenségeit is.

A jelzések ráadásul nem csupán a levegőben terjednek. A növényeken belül elektromos impulzusok és kalciumhullámok is végigfuthatnak sérülés hatására, gyors védekezési reakciókat indítva el. Bár ez a működés bizonyos szempontból az idegrendszeri jelátvitelre emlékeztet, a kutatók hangsúlyozzák, hogy nem tudatos folyamatról van szó.Az egyik legmeglepőbb új eredmény 2023-ban jelent meg a Cell folyóiratban. Ebben a kutatók kimutatták, hogy a stressznek kitett növények, például aszály vagy fizikai sérülés esetén, ultrahangos hangokat bocsátanak ki. Ezek az apró pattanásszerű jelek az emberi hallás számára érzékelhetetlenek, de egyes rovarok és emlősök, például molyok vagy denevérek képesek lehetnek észlelni őket.

A kutatás egyik vezetője, Yossi Yovel szerint mindez arra utalhat, hogy a növényekről alkotott képünk még mindig rendkívül hiányos, és a jövőben teljesen új kommunikációs mechanizmusok feltárása válhat lehetővé.

A látványos eredmények ellenére a tudományos közösségben komoly vita zajlik arról, mennyire szabad túlértelmezni ezeket a jelenségeket. Egy 2023-as, a Nature Ecology & Evolution folyóiratban publikált áttekintő tanulmány arra figyelmeztetett, hogy a „wood-wide web” koncepció több elemét a média gyakran leegyszerűsítve vagy eltúlozva mutatja be.

A szerzők szerint a mikorrhiza-hálózatok szerepe erősen függ az adott erdőtípustól, és jelenleg nincs elegendő bizonyíték arra, hogy az úgynevezett „anyafák” tudatosan támogatnák saját utódaikat. Több kutató hangsúlyozza, hogy a növényi folyamatokat nem szabad emberi fogalmakkal, például szándékkal vagy együttműködéssel automatikusan leírni.

Lincoln Taiz növénybiológus szerint a fák működésében megfigyelhető összetettség jól magyarázható a természetes szelekció eredményeként, anélkül hogy tudatos viselkedést feltételeznénk.

Mindez az erdőgazdálkodás számára is fontos kérdéseket vet fel. Egyes szakemberek szerint az idős, kiterjedt kapcsolatrendszerrel rendelkező „csomópontfák” és a biológiai sokféleség megőrzése kulcsfontosságú lehet az erdők ellenálló képessége szempontjából. Más kutatók ugyanakkor óvatosságra intenek, mondván, a mikorrhiza-hálózatokról szerzett tudás még nem elég biztos ahhoz, hogy önmagában meghatározza az erdőkezelési döntéseket.

A technológiai fejlődés viszont új lehetőségeket nyithat. A jövőben például ultrahangos és akusztikus szenzorok segíthetnek a növények stresszreakcióinak korai felismerésében, ami gyorsabb és kíméletesebb környezeti diagnosztikát tehet lehetővé.

(Forrás: szeretlekmagyarorszag.hu)