Kép

Időutazó biológusok

A klímaváltozás élővilágra gyakorolt hatásait korábban csak néhány kiválasztott faj esetében, és csupán rövid ideig vizsgálták. Bár az így kapott eredményekből igazi kihívás teljes közösségekre vonatkozó megállapításokat tenni, a kutatók már e rövidtávú vizsgálatok alapján is előrevetítették a halak biológiai sokféleségének jövőben várható csökkenését. Az erre vonatkozó közvetlen bizonyítékokat azonban csak a közelmúltban sikerült megtalálni.

Ivan Nagelkerken és kollégái kiváló ötlettel álltak elő: az új-zélandi White-sziget partjai mentén olyan természetes laboratóriumban végeztek megfigyeléseket, ahol az évszázad végére az óceánok felszínén várhatóhoz egészen hasonló körülmények uralkodnak a vulkáni kigőzölgések aktív működése miatt. A kísérleti helyszín azért is optimális, mert a víz kémhatása a kigőzölgésektől körülbelül 25 méterre már hasonló az óceánokban ma jellemző értékekhez. A kutatók tehát a három éven át tartó munka során jól összehasonlítható adatokat gyűjthettek, hiszen a napjainkban jellemző és a jövőben várhatóan kialakuló életközösségek itt lényegében egymás mellett élnek.

A kétféle sekélytengeri környezet összehasonlítása alapján a kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy a ma jellemző kiterjedt barnamoszaterdő az óceán elsavasodása miatt gyepszerű élőhellyé fog változni, ami magával hozza majd a biológiai sokféleség csökkenését is. A kevésbé agresszív, ritkább fajok eltűnhetnek, a csótányok és patkányok tengeri megfelelőinek számító „gyomhalak” populációja pedig várhatóan megduplázódik majd. Ezek egyedszámát alapesetben kordában tartanák a közepes méretű ragadozók, ám várhatóan utóbbiak is eltűnnek majd ezekről az élőhelyekről.

Nagelkerken et al. (2017) Species Interactions Drive Fish Biodiversity Loss in a High-CO2 World. Current Biology 27: 2177–2184. (Fotó: NOAA)

Cikkem a National Geographic honlapján.

Kép

Tűzcsiholók

Abban, hogy az ember évmilliók alatt a természet kegyeitől függő élőlényből saját sorsát irányító fajjá válhatott, kardinális szerepe volt annak, hogy megtanult bánni a tűzzel. Ez irányú tudatos ténykedésének két legkorábbi példája a mai Kenyában fekvő Chesowanja, illetve a dél-afrikai Swartkrans területéről ismert, 1,4 és 1,3 millió évvel ezelőttről. Amikor a Homo erectus megkezdte Afrikából Ázsiába tartó vándorlását, az egyre hűvösebb klímához csak a természetben előforduló tüzek közelében tudott alkalmazkodni. Úgy hétezer évvel ezelőtt aztán a Homo sapiens már botokat dörzsölt össze, illetve tűzköveket ütött egymásnak, hogy a kipattanó szikrával száraz füvet lobbantson lángra. Mindez meleget és fényt is biztosított számára, mellyel nem csak a hidegebb élőhelyek, hanem a naplemente utáni órák kihasználásának lehetősége is megváltozott. A tűzcsiholás kihatott a korai ember étkezésére is: a főtt húst egyfelől könnyebben megemésztették, másfelől így a nyers hús fogyasztásából eredő fertőzéseket is elkerülhették. Az idő múlásával aztán a tűz katonai eszközzé vált, amit a felperzselt föld stratégiájától a gyújtóbombáig sokféleképpen bevetett az ember, másrészt viszont építő módon is használni kezdte: a tűzzel fejlesztett hővel kinyerte az ércekből a fémeket, megteremtette a modern acélerőművek és gépek alapjait, a gázok tulajdonságait és a gőz erejét kiismerve pedig azon szén- és fatüzelésű gőzgépek használata is megkezdődhetett, melyek az ipari forradalom első gőzmozdonyait is hajtották. Mindeközben a tűz egyre közelebb került hozzánk, így például az öngyújtók és a kempingezéskor is praktikus gázégők már sokak számára nélkülözhetetlen kütyüknek számítanak.

Még több érdekesség a National Geographic 100 zseniális gondolat különszámában.

Kép

Mélytengeri aggályok

A mélytengeri füstölgők fém-szulfidjait, a ferromangános bekérgeződést és a mangángumókat célzó bányászat kapcsán a jövőben várható környezeti változások óhatatlanul magukkal hozzák majd a biológiai sokféleség csökkenését is, mely emberi időléptékben mérve valószínűleg visszafordíthatatlan lesz. Bár a bányászat még nem indult meg,  a tengerfenéken rejlő több milliárd tonna mangán, réz, nikkel és kobaltkészletek iránt egyre nagyobb az érdeklődés. Az értékes nyersanyagok kitermelése a tervek szerint évtizedekig is eltarthat majd, a zavarás megszűnése után pedig várhatóan évtizedekre vagy akár

évszázadokra is szükség lehet ahhoz, hogy az érintett területek regenerálódjanak

– ha ez egyáltalán lehetséges. A mélytengeri környezetben bevethető kármentesítési módszerek ráadásul még csak gyerekcipőben járnak, némelyik tervezett bánya területe pedig Ausztria 83 ezer négyzetkilométeres alapterületével is vetekszik majd, így a helyreállítás költségei egyébként is megfizethetetlennek tűnnek. A szakértők szerint tehát a mélytengeri bányászat esetében a biológiai sokféleség megőrzését célzó szabályozás lehet az egyetlen járható út.

Van Dover et al. (2017) Biodiversity loss from deep-sea mining. Nature Geoscience 10: 464–465. Kép: NOAA.

Cikkem a National Geographic honlapján.

Kép

Nagy tojásmustra

A tojás szó hallatán feltehetően mindenkinek a hétköznapi ember által leggyakrabban látott tyúktojás ugrik be, pedig a madarak meszes héjú tojásai egészen sokfélék lehetnek: a baglyoké például gömbölyű, a szalonkaféléké pedig kúpszerű. Bár bőven akad ezek közé eső átmenet is, a különböző tojásformák esetleges funkcióit mindeddig csak kétes hipotézisek latolgatták. Az egyik ilyen szerint például a sziklaszirteken fészkelő madarak azért raknak kúpszerű tojásokat, mert azok nehezebben pottyanhatnak a mélybe. A régóta tartó szakmai vitát most egy nemzetközi kutatógárda tagjai tisztázták, akik soha nem látott részletességgel vizsgálták meg 1400 madárfaj 49 ezer tojásának alaki sajátosságait.

Első lépésként a tojások aszimmetriáját és elliptikusságát számszerűsítették, majd összefüggéseket kerestek a kapott értékek és az adott madárfajra jellemző olyan tulajdonságok között, mint a felnőtt madár testtömege és tápláléka, a fészekalj mérete (egy időben lerakott tojások száma), a fészek jellemzői, a fészkelőhely földrajzi adottságai (hőmérséklet, átlagos csapadék, földrajzi szélesség), a tojásból kikelő fióka fejlettsége (fészeklakó, fészekhagyó) és a felnőtt egyed repülési képessége. Az összehasonlító vizsgálat 1209 madárfaj esetében molekuláris genetikai adatokra is kiterjedt, melynek eredményei szerint a tojásalak egyáltalán nem függ össze a madarak törzsfejlődésével.

A tojások alaki sokfélesége ugyanakkor nem a véletlen műve,

hanem sokkal inkább a madarak életmódjának, pontosabban repülési képességének eltéréseihez köthető. Az áramvonalas testű, jó repülő madarak tojásai ugyanis rendre elliptikusak és aszimmetrikusak voltak. A kutatók szerint az elliptikus, aszimmetrikus alak a tojás szélességének növelése nélkül teheti lehetővé a madár számára a tojásmennyiség maximalizálását, amely a szűkebb petevezetékkel rendelkező, kiválóan repülő szárnyasok esetében különösen előnyös lehet. Bár a kolibri és az albatrosz merőben különbözik egymástól, tojásaik azért lehetnek mégis hasonlóak, mert egyaránt kiváló levegőakrobaták.

Stoddard et al. (2017) Avian egg shape: Form, function, and evolution. Science 356 (6344) 1249-1254.

Még több érdekesség “Madarat tojásáról” című cikkemben, az Élet és Tudomány 2017/28. számában olvasható.

Kép

Erdei tündértüzek

A biolumineszcens gombákat számos rejtély övezi. Néhány történet például arról számol be, hogy a fülledt nyári éjszakában, a korhadó tuskók felől kékes fényeket láttak fel-felvillanni az erdőkben. A régi kor embere ezt a jelenséget az erdei koboldoknak tulajdonította, mások szerint pedig a fény azt a helyet jelölte, ahol a tündérek éjszakai dáridókat tartottak. Azt is megfigyelték, hogy ha egy kosár faforgácsot hosszabb ideig a kályha mellett tároltak, az felett időnként fény villant fel. A hazánkban feljegyzett, titokzatosnak vélt jelenségek oka a világító tölcsérgomba, melynek fonalai a lombos fák rönkjeiben élnek. Olaus Magnus svéd történész 1652-ből származó beszámolója szerint az erdő ismeretlen mélységébe merészkedő emberek is az ilyen világító korhadó tölgyfakérgeket használták útjelölésre, hogy visszataláljanak kiindulási helyükhöz. Szokatlan módon a mikronéziai bennszülöttek rituális táncaikban fejdíszként is használtak világító gombákat, illetve összetörték azokat az arcukon, ezzel megijesztve ellenségeiket. Egy világító gomba egyébként általánosan rossz ómen volt, így gyakran elpusztították. Egy híres angol botanikus, George Gardner egyébként úgy fedezett fel egy új fajt 1840-ben, hogy az utcán látott egy csapat fiút egy világító gombával játszani. A fiúk megmutatták neki, hogy a brazíliai kókuszvirággombát melyik korhadó pálmán találták meg, de ezután e fajnak mindaddig látszólag nyoma veszett, míg 2009 sötét újholdas éjszakáin újra fel nem fedezték. Az egyik valószínű elképzelés szerint a ma ismert hatvannál is több világító gombafaj fénykibocsátása azért fontos, mert ennek segítségével csalogatják magukhoz a spórákat terjesztő rovarokat.

Desjardin et al. (2008) Fungi bioluminescence revisited. Photochemical & Photobiological Sciences 7: 170-182. Fotó: Cassius V. Stevani
Kép

Ártalmatlannak hitt anyag bontja az ózont

A diklór-metánt (CH2Cl2) túlnyomórészt festékek oldószereként, illetve a gyógyszergyártás során használják fel, és mivel ipari alkalmazása 2004 és 2014 között lényegében megduplázódott, mára nagyjából évi 1 millió köbméter kerül belőle a levegőbe. Az ózonrétegre gyakorolt hatásait azonban még nem vizsgálták, a korábbi vélekedés szerint ugyanis ez az anyag a körülbelül 5 hónapos légköri tartózkodási ideje alatt fel sem juthat a sztratoszférába. Nemrég azonban világossá vált, hogy a diklór-metánhoz hasonló, nagyon rövid tartózkodású idejű, természetes vagy antropogén eredetű anyagok mégiscsak jelen vannak a sztratoszféra alacsonyabb rétegeiben, az új légköri modellek pedig ózonbontásban játszott szerepüket is kimutatták. A diklór-metán ily módon a 2010 nyarán eltűnt ózon 1,5 százalékáért, a 2016 nyarán eltűntnek pedig 3 százalékáért tehető felelőssé.

Az anyag jelenlegi és jövőben várható légköri hatásait több lehetséges forgatókönyv alapján is modellezték. Az 1-es szerint az anyag ipari felhasználása a 2004–2014 közti évekhez hasonló mértékben nő tovább (2,85 ppt/év; ppt: billiomod rész), a 2-es szerint a növekedés üteme a 2012–2014 közöttinek felel majd meg (6,1 ppt/év), a 3-as szerint pedig nem várható további növekedés. Az eredmények szerint az Antarktisz feletti ózonréteg eredetileg 2065-re datált teljes újjáépülése a diklór-metán felhasználás mértékének függvényében 5–30 évvel, akár 2100 utánra is eltolódhat. Fentiek alapján az ózonkárosító anyagok kibocsátásának korlátozására 1987-ben életre hívott Montreali Jegyzőkönyvet a nagyon rövid tartózkodási idejű anyagokra, így a diklór-metánra is ki kellene terjeszteni.

Hossaini et al. (2017) The increasing threat to stratospheric ozone from dichloromethane. Nature Communications 8 article no. 15962. (Kép: Fig.7a Ha a diklór-metán ipari kibocsátása az elmúlt évtizedhez hasonlóan nő, akkor 2060-ra ~15 Dobson-egységnyi ózoncsökkenést idéz majd elő a Déli-sark felett)

Cikkem a National Geographic honlapján.

Kép

Kétezer éve szennyezett az európai levegő

Számos történelmi dokumentum, illetve egy svájci-olasz határról származó ~72 méteres jégmag rendkívül részletes vizsgálata alapján megdőlni látszik az a széles körben elfogadott nézet, mely szerint az ember az ipari forradalom idején kezdte volna meg a környezet szennyezését. A gleccserjégbe zárt ólom évenkénti mennyisége ugyanis arra utal, hogy a bányászat és kohászat révén az ember már kétezer évvel ezelőtt is szennyezte a levegőt ezzel az anyaggal. Az ólombányászat egészen addig folyt szinte megszakítás nélkül, míg az 1970-es években be nem tiltották az ólomtartalmú benzin használatát. A korabeli írásos emlékek alapján ugyanakkor az ólomkoncentráció esetenkénti drasztikus visszaesését is meg tudták magyarázni: az 1349-1353 közötti nagy pestisjárvány miatt például a bányászat szinte nullára esett vissza, de hasonló következménye volt egy 1460-as években pusztító járványnak is. Az eredmény már csak azért is aggasztó, mert az ólomkoncentrációra vonatkozó jelenlegi egészségügyi határértéket az ipari forradalom előtti szinthez képest állapították meg, mely a fentiek alapján mégsem tekinthető a természetben előforduló alapszintnek. A kutatók ennek megfelelően a már kis mennyiségben is veszélyes anyag egészségügyi határértékének felülbírálatát javasolják.

More et al. (2017) Next generation ice core technology reveals true minimum natural levels of lead (Pb) in the atmosphere: insights from the Black Death. GeoHealth 1: doi:10.1002/2017GH000064.