Wulkaniczna pustynia ożyła dzięki gryzoniom: Niezwykła regeneracja Mount St. Helens

Zniszczone erupcją zbocze wulkanu wyglądało jak martwa pustynia.

Dziś przypomina zielony dywan, a wszystko zaczęło się pod ziemią.

Na początku lat 80. naukowcy patrzyli na krajobraz po erupcji Mount St. Helens jak na koniec wszystkiego. Goły żwir, pył, brak drzew i niemal brak roślin. Kilku badaczy wpadło wtedy na pomysł, który brzmiał bardziej jak dziwny eksperyment niż poważna strategia odnowy przyrody. Wypuścili tam garstkę małych, kopiących gryzoni. Po ponad czterech dekadach widać, że to właśnie one uruchomiły proces, który odmienił teren nie do poznania.

Wulkan nagle zniszczył, regeneracja szła jak po grudzie

Erupcja Mount St. Helens w maju 1980 roku była jedną z najbardziej spektakularnych katastrof naturalnych w historii współczesnych Stanów Zjednoczonych. Ogromne ilości popiołu i pumeksu pokryły stok grubą, jałową warstwą. Gleba zamieniła się w sterylną mieszaninę kamyków i piachu, a znaczna część roślinności po prostu zniknęła.

Przeczytaj również: Martwe pole lawy zamieniło się w ogród. Pomogły ukryte pod ziemią zwierzęta

W pierwszych latach po wybuchu życie wracało niezwykle wolno. Na badanym fragmencie terenu naukowcy naliczyli zaledwie kilkanaście pojedynczych roślin. Niewiele gatunków potrafiło wytrzymać ekstremalne warunki: brak składników odżywczych, suche podłoże, silne nasłonecznienie i skrajne temperatury. Tradycyjne scenariusze regeneracji okazały się zbyt optymistyczne.

Zespół badaczy, pracujących między innymi z Uniwersytetem Kalifornijskim, szukał sposobu, by przyspieszyć odnowę. Zamiast zalesiania ciężkim sprzętem czy nawożenia, postanowili „wynająć” do pracy mieszkańców podziemia.

Przeczytaj również: Martwe po wybuchu wulkanu, dziś tętnią życiem. Zrobił to jeden gryzoń

Mały gryzoń, wielka zmiana: kieszonkowiec na usługach nauki

W 1983 roku na kilku wydzielonych poletkach pojawiły się tzw. pocket gophers – niewielkie, kopiące gryzonie, znane z rycia w ziemi długich korytarzy. W wielu rejonach rolniczych traktuje się je jak szkodniki, bo potrafią zdemolować trawnik czy uprawy. Tym razem miały pomóc.

Plan był prosty: gdy zwierzęta zaczną drążyć tunele, wyciągną na powierzchnię głębiej położoną warstwę starej gleby. W niej wciąż mogły przetrwać uśpione mikroorganizmy – bakterie i grzyby, które przez tysiące lat współtworzyły żyzny las. Badacze liczyli, że taki „transport” z głębi ziemi uruchomi proces regeneracji.

Przeczytaj również: Indonezyjska „Baronessa” bije rekord: najdłuższy dziki wąż w historii

Naukowcy spodziewali się niewielkiego efektu. Dostali zieloną eksplozję – dziesiątki tysięcy roślin tam, gdzie wcześniej doliczono się ledwie kilku kępek.

Początkowo zmian prawie nie było widać. Kopce ziemi tu i ówdzie, trochę poruszonego podłoża – nic więcej. Przełom nastąpił po kilku latach.

Od kilku kępek do 40 tysięcy roślin

Po sześciu latach od wypuszczenia gryzoni naukowcy wrócili na swoje poletka. Widok ich zaskoczył. Obszary, na których pracowały kieszonkowce, dosłownie kipiały zielenią. Z jałowej pumeksowej pustyni wyrosła gęsta roślinność.

Z danych wynikało, że na tych fragmentach stoku rosło już ponad 40 000 roślin. I to nie jedna dominująca trawa, ale mieszanka różnych gatunków, które zaczęły budować młody ekosystem. Na sąsiednich, nietkniętych działkach wciąż panował obraz po katastrofie – prawie pusto, pojedyncze roślinki, sporo nagiego podłoża.

Kontrast między działkami „z gopherami” a resztą stoku był tak duży, że trudno go było zignorować – to nie był przypadek, tylko efekt pracy podziemnych inżynierów.

Efekt okazał się znacznie silniejszy, niż przypuszczali sami autorzy eksperymentu. Gryzonie nie tylko wymieszały warstwy gleby. Razem z grudkami ziemi wydobyły na powierzchnię całe, skomplikowane społeczności mikroorganizmów.

Siła, której nie widać: bakterie i mikoryza

Analizy opisane w czasopiśmie naukowym „Frontiers” pokazały, że górą nie była sama ziemia, ale to, co w niej żyło. W „kopcach” tworzonych przez gryzonie badacze znaleźli:

• bakterie glebowe odpowiedzialne za obieg azotu i innych pierwiastków,
• grzyby mikoryzowe, które tworzą sieć powiązań z korzeniami roślin,
• fragmenty dawnej, bogatszej gleby leśnej, zawierającej resztki materii organicznej.

Mikoryza to rodzaj symbiozy między grzybami a roślinami. Tysiące mikroskopijnych nitek grzybni oplatają korzenie, zwiększając ich zasięg. Roślina zyskuje łatwiejszy dostęp do wody i składników mineralnych, a w zamian oddaje grzybom część cukrów wytworzonych w fotosyntezie.

Bez takiej „podziemnej sieci logistycznej” większość gatunków nie ma szans w jałowym, wulkanicznym żwirze – nasiona kiełkują, ale szybko giną z głodu i suszy.

Badaczka Emma Aronson zwracała uwagę, że te grzybowe sieci pomagają nie tylko trawom czy drobnym krzewom. Z ich wsparcia korzystają także młode drzewa. Dzięki recyklingowi igieł i gałązek, które spadają na ziemię, składniki odżywcze wracają do obiegu, a kolejna generacja roślin ma z czego rosnąć.

Jak zmieniła się gleba po ingerencji gryzoni

Czterdzieści lat później: efekt wciąż trwa

Najbardziej zaskakujące jest to, że skutki krótkiego eksperymentu nie zanikły po kilku sezonach. Po ponad 40 latach od erupcji, działki „zainicjowane” przez kieszonkowce nadal tętnią życiem. Zgodnie z wynikami badań opublikowanych w „Frontiers”, społeczności mikroorganizmów, które kiedyś wyniosły na powierzchnię gryzonie, wciąż są aktywne.

Badacze porównywali glebę z tych obszarów z glebą z wyciętego, martwego fragmentu lasu i z nienaruszonego starego drzewostanu. Różnice były uderzające. Tam, gdzie człowiek mocno ingerował i nie było naturalnego „ekip sprzątających” w postaci zwierząt i mikroorganizmów, roślinność wciąż wyglądała mizernie.

Niewielka ingerencja sprzed dekad okazała się trwalsza niż wiele skomplikowanych programów rekultywacji prowadzonych ciężkim sprzętem i z ogromnym budżetem.

Biolożka Mia Maltz, pracująca przy projekcie na Uniwersytecie Kalifornijskim w Riverside, podkreślała, że przykład z Mount St. Helens pokazuje coś oczywistego, ale często ignorowanego: ekosystemy funkcjonują jako całość, a fundamentem tej całości są niewidoczne gołym okiem drobnoustroje.

Czego można się nauczyć z eksperymentu pod wulkanem

Historia kieszonkowców z Mount St. Helens kłóci się z intuicją. Zwierzę, które wielu właścicieli pól uważa za problem, w odpowiednich warunkach okazuje się sprzymierzeńcem renaturyzacji. Ten przypadek to ważny sygnał dla projektów odbudowy zniszczonych terenów – od kopalni odkrywkowych po spalone lasy.

Zamiast opierać się wyłącznie na ciężkiej technice, naukowcy coraz częściej patrzą na „usługi ekosystemowe” świadczone przez dzikie zwierzęta. Do takich naturalnych inżynierów należą między innymi:

• gryzonie kopiące nory, które mieszają glebę i zwiększają jej napowietrzenie,
• dżdżownice rozdrabniające materię organiczną,
• mrówki przemieszczające nasiona i poprawiające strukturę podłoża,
• duże roślinożerne ssaki, które rozsiewają nasiona i nawożą teren odchodami.

Włączenie takich zwierząt w procesy rekultywacji wymaga ostrożności – w jednym miejscu mogą być sprzymierzeńcami, w innym rzeczywiście szkodnikami. Klucz leży w zrozumieniu lokalnego ekosystemu i tego, jakie elementy najbardziej w nim brakuje po katastrofie.

Co z tego wynika dla innych zniszczonych krajobrazów

Coraz więcej regionów na świecie zmaga się z dużymi pożarami, wycinką na ogromną skalę czy skutkami wydobycia surowców. Tereny po tak silnych ingerencjach często przypominają księżycowy krajobraz – podobnie jak stoki Mount St. Helens czterdzieści lat temu.

W takich miejscach administracje zwykle sięgają po ciężkie rozwiązania: dowożenie ziemi, sadzenie drzew z kontenerów, stosowanie nawozów. Badanie z USA sugeruje inne podejście: czasem lepiej „zaprogramować” naturalne procesy od spodu, niż próbować nakładać na pustynię gotowy las jak tapetę.

Kluczowe jest odtworzenie życia glebowego. Bez mikroorganizmów i grzybów mikoryzowych sadzonki drzew wyglądają zdrowo tylko na początku, a później marnieją. Dlatego część współczesnych projektów renaturyzacji wykorzystuje już „szczepionki glebowe” – mieszanki lokalnych mikroorganizmów lub fragmenty zdrowej ziemi przenoszone z niedalekich, nienaruszonych lasów.

Przykład kieszonkowców pokazuje dodatkowo, że w tej układance liczą się też zwierzęta. To one rozwożą nasiona, mieszają różne warstwy podłoża i pomagają mikroorganizmom dotrzeć w nowe miejsca. Gdy ich brakuje, krajobraz po katastrofie może tkwić w stanie zawieszenia przez dekady.