Wulkaniczna pustynia znów żyje. Naukowcy wypuścili tam gryzonie

Helens miały pozostać martwą pustynią przez długie dekady. Stało się coś przeciwnego.

Naukowcy wprowadzili na jałowe, pokryte popiołem tereny niewielkie gryzonie żyjące pod ziemią. Liczyli głównie na to, że trochę „przemieszają” glebę. Tymczasem na eksperymentalnych poletkach wyrosło tysiące roślin, a efekt tej jednorazowej interwencji widać nawet po ponad 40 latach.

Góra wybuchła, życie zamilkło

W maju 1980 roku erupcja Mount St. Helens w stanie Waszyngton zmieniła rozległe lasy w księżycowy krajobraz. Zamiast drzew i mchów zostały warstwy jałowej pumeksowej skały, praktycznie pozbawionej składników odżywczych i wilgoci. Nieliczne rośliny, które próbowały wrócić, szybko obumierały.

Biolodzy obserwujący teren widzieli powolne i bardzo ograniczone odradzanie się przyrody. Na wielu powierzchniach notowali zaledwie po kilkanaście pojedynczych roślin. Prognozy były pesymistyczne: powrót bujnej roślinności miał zająć całe pokolenia.

Nietypowy pomysł: wpuścić „szkodniki” na wulkan

W 1983 roku grupa badaczy postanowiła sprawdzić pewien kontrowersyjny pomysł. Na dokładnie wyznaczone poletka wypuścili niewielką liczbę workoszczurów, małych gryzoni spędzających większość życia pod ziemią. W rolnictwie uchodzą za szkodniki, bo ryją tunele i uszkadzają korzenie.

Tutaj mieli pełnić inną rolę: swoimi korytarzami miały sięgać do głębszych warstw starej gleby, a następnie wyrzucać ją na powierzchnię. Wraz z grudkami ziemi na światło dzienne miały trafić uśpione mikroorganizmy i grzyby glebowe, które erupcja przykryła grubą warstwą popiołu.

Naukowcy zakładali, że wystarczy „podciągnąć” trochę żywej, dawnej gleby do góry, aby w ogóle dać roślinom szansę na start.

Eksperyment zaplanowano jako krótki. Po kilku latach badacze spodziewali się zobaczyć drobne różnice w składzie roślinności. Rzeczywistość zaskoczyła wszystkich.

Od kilkunastu kępek do 40 tysięcy roślin

Przed wypuszczeniem gryzoni naukowcy naliczyli na badanych poletkach zaledwie kilkanaście roślin. Teren wyglądał jak żwirowisko po budowie autostrady – szara, sypka skała, sporadyczne kępy traw.

Po sześciu latach obraz zmienił się nie do poznania. Tam, gdzie pracowały workoszczury, naliczono już ponad 40 tysięcy roślin. Powstał gęsty, wielogatunkowy kobierzec traw, ziół, młodych krzewów i drzew. Z kolei sąsiednie fragmenty zbocza, na które nie wpuszczono gryzoni, nadal pozostawały niemal nagie.

Kontrast między zielonymi poletkami a jałową okolicą był tak mocny, że trudno było go zrzucić na przypadek czy różnice w nasłonecznieniu.

Badacze opisujący wyniki w publikacjach naukowych wskazują, że to, co wyglądało jak prosty eksperyment „z kopaniem w ziemi”, uruchomiło lawinę procesów pod powierzchnią. Właśnie tam rozegrała się najważniejsza część tej historii.

Co naprawdę zrobiły podziemne zwierzęta

Workoszczury nie przyniosły ze sobą żadnych nasion ani sadzonek. Ich rola polegała na czym innym: drążąc tunele, wydobywały z głębi podłoża resztki dawnej, żyznej gleby. W tej ziemi przetrwały bakterie i grzyby mikoryzowe – mikroskopijne organizmy, które zwykle żyją w ścisłym związku z korzeniami roślin.

Grzyby mikoryzowe tworzą sieci „nici” w glebie, otulają korzenie i działają jak dodatkowy system korzeniowy. Zwiększają zdolność pobierania wody, pomagają roślinom sięgać po fosfor i inne trudno dostępne pierwiastki. W zamian dostają cukry wytworzone w procesie fotosyntezy.

Bez wsparcia bakterii i grzybów mikoryzowych większość roślin ma znikome szanse na przetrwanie w surowej, wulkanicznej skale praktycznie pozbawionej próchnicy.

Badania pokazały, że na poletkach „przekopanych” przez gryzonie społeczności bakterii i grzybów wyglądały zupełnie inaczej niż na jałowych fragmentach zbocza. Mikrobiolodzy widzieli wyraźne skupiska organizmów, które ułatwiały start roślinom pionierskim, a następnie kolejnym, bardziej wymagającym gatunkom.

Sieć pod ziemią, drzewa nad głową

Jedna z badaczek zwraca uwagę, że dzięki sprawnie działającej sieci grzybów na odrodzonych terenach zaczęły pojawiać się także młode drzewa. Igły i gałązki, które opadały na ziemię, stawały się paliwem dla mikroorganizmów. Te rozkładały martwy materiał, przekształcały go w dostępne dla roślin składniki mineralne i zamykały obieg materii.

Innymi słowy: wystarczyło przywrócić działanie niewidocznej, podziemnej „infrastruktury”, a zielona warstwa nad ziemią zaczęła odbudowywać się niemal samoczynnie. Gryzonie były tylko iskrą, która odpaliła cały proces.

Krótki eksperyment, działanie na dziesiątki lat

Najbardziej zaskakujący element tej historii pojawia się dopiero po dłuższej perspektywie. Kiedy badacze wrócili w te same miejsca po ponad czterdziestu latach, okazało się, że różnice między poletkami z workoszczurami a pustymi powierzchniami nadal są widoczne jak na dłoni.

Na „przekopanych” terenach wciąż rosła zróżnicowana roślinność, a sieci mikroorganizmów w glebie pozostały aktywne. Z kolei w sąsiednich, wyciętych częściach lasu praktycznie nie pojawiło się nowe życie. Porównanie próbek gleby przypominało zestawienie dwu różnych ekosystemów: stabilnego, bogatego lasu z jednej strony i martwego, wyjałowionego terenu z drugiej.

Jednorazowe wprowadzenie kilku zwierząt uruchomiło proces, który trwa już ponad cztery dekady i nadal napędza rozwój roślinności.

Naukowcy podkreślają, że taki trwały efekt po tak krótkiej interwencji to rzadkość w badaniach terenowych. Wiele projektów rekultywacji wymaga stałego dosadzania roślin, nawożenia czy nawadniania. Tutaj kluczem okazało się przywrócenie pracy mikroorganizmów, które same utrzymują system w ruchu.

Wnioski dla odradzania zniszczonych terenów

Historia Mount St. Helens interesuje nie tylko wulkanologów. Daje też konkretne wskazówki dla osób zajmujących się przywracaniem życia na terenach po pożarach, kopalniach odkrywkowych czy intensywnym wyrębie lasu.

• Mikroorganizmy są równie ważne jak same rośliny – bez nich gleba jest tylko martwym podłożem mineralnym.
• Zwierzęta glebowe działają jak inżynierowie ekosystemu – ich rycie i mieszanie ziemi może uruchomić powrót dawnych, uśpionych wspólnot mikroorganizmów.
• Niewielka interwencja może uruchomić długi proces – jeśli przywróci się podstawowe funkcje glebowe, przyroda potrafi resztę zrobić sama.
• Sama sadzonka to często za mało – bez odbudowy życia w glebie sztuczne zalesienia mogą mieć ograniczoną trwałość.

Część badaczy widzi w tym inspirację dla nowych metod rekultywacji. Zamiast skupiać się wyłącznie na sadzeniu drzew, można eksperymentować z przywracaniem pełnych społeczności glebowych: wprowadzaniem odpowiednich grzybów mikoryzowych, inokulacją gleby bakteriami, a nawet celowym wspieraniem obecności niektórych zwierząt kopiących.

Co ta historia mówi o naszych własnych działaniach

Przypadek Mount St. Helens dobrze pokazuje, jak łatwo w codziennym myśleniu pominąć coś, czego nie widać gołym okiem. Z perspektywy turysty to po prostu zielone zbocze. Dla biologów najciekawsze dzieje się kilka, kilkanaście centymetrów pod powierzchnią.

W praktyce podobne mechanizmy działają też znacznie bliżej nas – na polach uprawnych, w miejskich parkach, a nawet w przydomowych ogródkach. Każda intensywna ingerencja w glebę, nadmierne stosowanie chemii, usuwanie martwego drewna czy liści wpływa na niewidoczną część ekosystemu. A to właśnie ona rozstrzyga, czy rośliny będą zdrowe i odporne, czy staną się kruche i wymagające stałego „ratowania”.

Dla osób zajmujących się zielenią – zawodowo albo hobbystycznie – historia eksperymentu z workoszczurami może być dobrą lekcją. Zamiast skupiać się wyłącznie na tym, co widać nad ziemią, warto zadbać o warunki dla życia pod powierzchnią: unikać nadmiernego zbijania gleby, wspierać obecność dżdżownic i innych organizmów, zostawiać część materii organicznej na rozkład. Bo czasem wystarczy uruchomić właściwe procesy pod ziemią, a reszta – jak na stokach Mount St. Helens – zadzieje się sama.