Naukowcy wypuścili susły na wulkan. 43 lata później widać efekty

Eksperyment z początku lat 80.

brzmiał jak szalony żart: zawieźć susły na zniszczony erupcją wulkan i sprawdzić, co się stanie.

Dziś wiemy, że ten pomysł nie tylko zadziałał, ale też uruchomił lawinę zmian pod ziemią. Mikroby, grzyby i korzenie roślin wzięły na siebie odbudowę terenu, który po wybuchu Mount St. Helens przypominał księżycowy krajobraz.

Góra, która zamieniła się w pustynię

W maju 1980 roku Mount St. Helens w stanie Waszyngton wybuchł z siłą, która przeszła do historii jako najbardziej niszcząca erupcja w dziejach Stanów Zjednoczonych. Zginęło 57 osób, a setki kilometrów kwadratowych lasów, jezior i dolin zostały zasypane popiołem oraz pumeksem.

Teren wokół wulkanu przypominał gigantyczne wysypisko szarego żwiru. Zniknęły rośliny, zwierzęta, gleba. Została tylko jałowa, twarda powierzchnia, na której praktycznie nic nie rosło. Naukowcy liczyli, że przyroda odrodzi się, ale spodziewali się, że zajmie to dziesiątki, a może setki lat.

Erupcja Mount St. Helens z 1980 roku zamieniła żyjący ekosystem w surową pustynię z pumeksu, niemal pozbawioną życia i mikroorganizmów.

Niecodzienny pomysł: dajmy pracę suślom

Trzy lata po wybuchu, w 1983 roku, grupa naukowców postanowiła sprawdzić bardzo nietypowe rozwiązanie. Zamiast tylko obserwować powolną regenerację, chcieli ją przyspieszyć z pomocą… niewielkich gryzoni – susłów ziemnych.

W normalnych warunkach ludzie traktują susły jak szkodniki. Kopią tunele, podrzucają ziemię na powierzchnię, rozrywają darń. Na terenach rolniczych to spory problem. Ekologowie spojrzeli na tę samą cechę zupełnie inaczej: jeśli susły zaczną przekopywać jałowy pumeks, mogą wydobyć na wierzch resztki dawnej gleby, ukryte głęboko pod warstwą popiołu.

W tej „starej” ziemi mogły wciąż przetrwać:

• zarodniki grzybów glebowych, zwłaszcza tzw. grzybów mikoryzowych,
• pożyteczne bakterie związane z korzeniami roślin,
• nasiona i fragmenty korzeni odporniejszych gatunków roślin,
• resztki materii organicznej z dawnego lasu.

Naukowcy zabrali więc kilka susłów na dwa wybrane fragmenty pumeksowej pustyni i wypuścili je tam na jeden dzień. Liczyli, że zwierzęta zaczną natychmiast kopać tunele i robić kopczyki z przemieszczonej gleby.

Od kilkunastu roślin do tysięcy – efekt po zaledwie sześciu latach

Przed całym eksperymentem badacze naliczyli na tych fragmentach terenu zaledwie około tuzina pojedynczych roślin. Reszta powierzchni była kompletnie naga. Dla porównania, obszary w większej odległości od krateru zaczynały się już powoli zazieleniać, ale w strefie zasypanej pumeksem proces praktycznie stał w miejscu.

Susły dostały dokładnie to, czego „chciały”: czysty, sypki materiał do kopania. W ciągu jednego dnia zrobiły sieć korytarzy, a na powierzchni pojawiły się charakterystyczne kopczyki ziemi. Dla zwykłego obserwatora to tylko porozrzucane pagórki, dla mikrobiologa – gotowe „inkubatory” dla nowego życia.

Sześć lat po jednodniowej obecności susłów na dwóch poletkach pumeksu naliczono tam około 40 tysięcy roślin, podczas gdy otoczenie wciąż pozostawało w dużej części jałowe.

To tempo regeneracji zaskoczyło wszystkich. Roślinność wystartowała właśnie z tych miejsc, gdzie susły podrzuciły na powierzchnię żyźniejsze fragmenty gleby. Tam szybciej rozwijały się mikroorganizmy, a za nimi pojawiały się trawy, byliny, krzewy i wreszcie młode drzewa.

Mikroskopijni bohaterowie: grzyby mikoryzowe

Kluczową rolę odegrały grzyby mikoryzowe. To grupa organizmów, które żyją w ścisłym związku z korzeniami roślin. Tworzą coś w rodzaju podziemnej sieci, oplatającej korzenie i sięgającej znacznie dalej niż one same.

Badania opisane w czasopiśmie „Frontiers” wykazały, że na poletkach „przekopanych” przez susły te grzyby stworzyły wyjątkowo bogatą wspólnotę. Dzięki temu młode rośliny były w stanie pobierać więcej składników odżywczych, szybciej rosły i łatwiej znosiły trudne, suchsze warunki.

Gdy zaczęły pojawiać się drzewa, ich opadające igły lub liście dostarczały świeżej materii organicznej. Grzyby mikoryzowe wykorzystywały ją jako źródło energii, a przy okazji jeszcze skuteczniej zaopatrywały drzewa w minerały. Powstała samonapędzająca się pętla korzyści.

43 lata później: ślady jednego dnia pracy susłów wciąż są widoczne

Nowa analiza, przeprowadzona ponad cztery dekady po erupcji, pokazała coś niezwykłego. Różnice między poletkami, na których działały susły, a otaczającym terenem nadal istnieją. Mikroorganizmy, które tam wystartowały, wciąż wspierają roślinność.

Okazało się, że:

• gleba na tych fragmentach jest bogatsza w materię organiczną,
• sieć grzybów mikoryzowych jest bardziej rozbudowana,
• gęstość i różnorodność roślin pozostaje wyższa niż w miejscach, gdzie susły nie kopały.

Innymi słowy, jeden dzień aktywności niewielkiej grupy gryzoni uruchomił procesy, które trwają do dziś. To pokazuje, jak silnie drobne ingerencje mogą zmienić bieg regeneracji ekosystemu, jeśli trafią w czuły punkt – w tym przypadku w mikroświat glebowy.

Eksperyment z susłami stał się praktycznym dowodem, że odbudowa zniszczonych terenów zaczyna się od mikroorganizmów, których na co dzień nie widać gołym okiem.

Co to mówi o odbudowie przyrody po katastrofach

Historia Mount St. Helens staje się dziś punktem odniesienia dla ekologów planujących rekultywację terenów po wybuchach wulkanów, pożarach lasów czy katastrofach przemysłowych. Zamiast patrzeć tylko na sadzenie drzew czy traw, naukowcy coraz częściej zastanawiają się, jak pobudzić do życia glebę i jej niewidocznych mieszkańców.

Takie podejście może znaleźć zastosowanie w wielu miejscach:

• na zdewastowanych hałdach pokopalnianych,
• na terenach po pożarach, gdzie spłonęła ściółka i mikroorganizmy,
• na obszarach dotkniętych erozją i pustynnieniem,
• na poligonach lub obszarach militarnych, gdzie gleba jest mocno naruszona.

Nie zawsze w grę wchodzi wykorzystanie susłów. Idea jest inna: użyć organizmów, które naturalnie mieszają glebę – mogą to być różne gryzonie, owady, dżdżownice – w połączeniu z odpowiednimi mieszaninami mikroorganizmów czy resztek roślinnych.

Mikroby, których nie widać, a od nich zależy las

Dla zwykłego spacerowicza las to drzewa, ptaki, może grube warstwy mchu. Tymczasem zdecydowana większość procesów, które decydują o kondycji ekosystemu, zachodzi w pierwszych kilkudziesięciu centymetrach gleby. To tam:

• bakterie rozkładają martwe liście i drewno,
• grzyby tworzą sieci łączące korzenie różnych drzew,
• mikroskopijne organizmy regulują obieg wody i gazów.

Eksperyment na Mount St. Helens pokazał, że jeśli damy tym organizmom warunki – choćby przez mechaniczne wymieszanie gleby i przywrócenie im dostępu do tlenu i resztek materii organicznej – reszta często dzieje się „sama”. Rośliny szybciej się zakorzeniają, a wraz z nimi wracają owady, ptaki i większe zwierzęta.

Dlaczego to ważne także dla ludzi

Takie badania mają bardzo praktyczny wymiar. W dobie częstych pożarów lasów, erupcji wulkanów i zniszczeń związanych ze zmianą klimatu, rządy i organizacje szukają tanich i skutecznych metod przywracania terenów do życia. Utrzymanie lasów i łąk to nie tylko kwestia estetyki czy ochrony zagrożonych gatunków. To także:

• ochrona przed osuwiskami i erozją gleby,
• magazynowanie dwutlenku węgla w żywej biomasie i w glebie,
• stabilizacja lokalnego klimatu i retencja wody,
• ochrona infrastruktury przed skutkami powodzi i susz.

Wykorzystanie naturalnych „inżynierów ekosystemów”, takich jak susły, bobry, dżdżownice czy termity (w innych strefach klimatycznych), pozwala budować odporność przyrody mniejszym kosztem i z mniejszą liczbą ingerencji człowieka.

Historia susłów na Mount St. Helens to też lekcja pokory wobec procesów zachodzących pod naszymi stopami. Małe zwierzę, dzień kopania tuneli i garść niemal niewidocznych grzybów wystarczyły, by zmienić pustynię w miejsce, gdzie kilkadziesiąt lat później rośnie gęsty młody las. Dla naukowców to sygnał, że w odbudowie zniszczonych terenów warto szukać sprzymierzeńców nie tylko w ciężkim sprzęcie i wielkich projektach, ale też w najdrobniejszych organizmach, których zwykle nawet nie dostrzegamy.