Naukowy eksperyment stulecia: susły uratowały zbocze wulkanu

Po dekadach okazało się, że to one odmieniły całe zbocze.

Brzmi jak żart: wulkan, popiół, kompletna pustynia – i pomysł, by sprowadzić tam susły. Tymczasem ten jednorazowy eksperyment sprzed ponad 40 lat wciąż wpływa na roślinność w jednym z najbardziej zdewastowanych miejsc w historii amerykańskiej przyrody.

Góra, która zamieniła las w pustynię

W maju 1980 roku Mount St. Helens w stanie Waszyngton wybuchła z siłą, której mało kto się spodziewał. Zginęło 57 osób, tysiące hektarów lasów legło w gruzach, a żyzne gleby przykrył gruby, jałowy materiał piroklastyczny. Naukowcy spodziewali się, że przyroda będzie odradzać się tam niezwykle wolno.

W pierwszych latach po erupcji w wielu miejscach panowała absolutna cisza biologiczna. Na grubych warstwach popiołu i pumeksu pojawiały się zaledwie pojedyncze rośliny. Na jednym z takich fragmentów odnotowano około tuzina gatunków, które z trudem przebijały się przez twardą skorupę.

Eksperci szukali sposobu, by „poruszyć” martwą powierzchnię i odsłonić życiodajne mikroorganizmy uwięzione głęboko pod warstwami materiału wyrzuconego przez wulkan.

Niecodzienny pomysł: wpuśćmy tam susły

Zespół badaczy z uczelni w Kalifornii i ich współpracownicy uznali, że tradycyjne metody rekultywacji – nawożenie, sztuczne sadzenie roślin – mogą nie wystarczyć. Wpadli więc na pomysł, który w pierwszej chwili brzmiał jak szalona anegdota z obozu naukowego: wykorzystać naturalnych kopaczy, czyli susły.

Te niewielkie gryzonie na wielu polach uprawnych uchodzą za szkodniki. Kopią rozległe systemy tuneli, przenoszą ogromne ilości ziemi na powierzchnię i burzą starannie przygotowane grządki. Dla rolników to udręka. Dla ekologów badających odnowę wulkanicznego krajobrazu – potencjalne narzędzie.

Założenie było proste: susły mają dobrać się do starszej, żyznej warstwy gleby, która przed eksplozją kryła w sobie bogaty zestaw bakterii, grzybów i innych mikroorganizmów. Wystarczy je wynieść na powierzchnię, by stworzyć lepsze warunki do startu dla młodych roślin.

Jednodniowa akcja, która zmieniła historię zbocza

W maju 1983 roku, trzy lata po wybuchu, zespół badaczy przywiózł susły na dwa wybrane fragmenty zbocza pokrytego pumeksem. Zwierzęta wypuszczono tam zaledwie na jeden dzień. Miały po prostu robić to, co robią zawsze: drążyć, kopać, przenosić ziemię.

W momencie, gdy zaczynał się eksperyment, na każdym z tych obszarów rosło tylko kilkanaście roślin. Reszta przypominała księżycowy krajobraz – szary, sypki, praktycznie bez życia. Okoliczne tereny wyglądały podobnie, więc można je było traktować jak naturalną kontrolę.

Po sześciu latach na dwóch małych skrawkach terenu, gdzie susły kopały jeden dzień, naliczono około 40 tysięcy roślin. Otoczenie wciąż pozostawało niemal jałowe.

Magia grzybów mikoryzowych w akcji

Co się wydarzyło między jednym dniem pracy gryzoni a eksplozją zieleni sześć lat później? Kluczem okazała się niewidoczna gołym okiem społeczność drobnoustrojów, a zwłaszcza grzyby mikoryzowe.

Mikoryza to symbioza między grzybami a korzeniami roślin. Strzępki grzybni oplatają korzenie i działają jak bardzo rozbudowany system chłonny. Pomagają roślinom zdobywać wodę i składniki mineralne z większej objętości podłoża, niż korzenie poradziłyby sobie same. W zamian dostają od roślin węglowodany powstające w czasie fotosyntezy.

Na Mount St. Helens erupcja zniszczyła nie tylko drzewa i krzewy, lecz także tę podziemną sieć. Mikroorganizmy, które przetrwały głębiej w starej glebie, pozostawały odizolowane pod jałową warstwą piroklastyków. Susły, kopiąc tunele, naruszyły tę barierę i wymieszały stary materiał glebowy z nową powierzchnią.

• Stare podłoże z bakteriami i grzybami trafiło na wierzch.
• Nasiona roznoszone przez wiatr lub ptaki zyskały lepsze warunki do kiełkowania.
• Grzyby mikoryzowe szybko skolonizowały młode korzenie.
• Rośliny zaczęły wiązać węgiel i budować materię organiczną w glebie.

Powstała samonapędzająca się spirala życia. Im więcej roślin, tym więcej resztek organicznych i igliwia, które rozkładają się i jeszcze bardziej wzbogacają glebę. Jednocześnie rośnie liczba mikroorganizmów, które znów pomagają kolejnym roślinom.

Czterdzieści trzy lata później: efekty wciąż są widoczne

Najnowsza analiza opublikowana w specjalistycznym czasopiśmie naukowym pokazuje, że ślad po jednodniowej ingerencji susłów nie zniknął po kilku latach. Autorzy badań sprawdzili, jak wygląda społeczność drobnoustrojów i roślinność na dawnych „poletkach gryzoni” po ponad czterech dekadach.

Okazało się, że struktura mikrobiologiczna gleby nadal różni się od otoczenia. Grzyby mikoryzowe są tam liczniejsze i lepiej współpracują z korzeniami drzew i krzewów. Widać to w kondycji roślin: są bujniejsze, szybciej rosną, mają dostęp do większej ilości składników odżywczych.

Badacze opisują, że w niektórych miejscach drzewa „wróciły niemal natychmiast”, bo wspierające je grzyby bardzo sprawnie przejęły składniki z igieł i opadłych resztek, przyspieszając odrost lasu.

Kontrast z obszarami, gdzie susły nie pracowały, wciąż jest wyraźny. Tam przyroda także się odradza, ale proces biegnie znacznie wolniej, a struktura gleby jest uboższa w sprzyjające roślinom mikroorganizmy.

Małe ogniwa, wielkie konsekwencje

Z punktu widzenia ekologów ten eksperyment to mocny argument, by inaczej patrzeć na stworzenia uznawane zwykle za kłopotliwe. Susły, które na polach traktuje się jak plagę, w odpowiednim miejscu i czasie mogą stać się sprzymierzeńcami odbudowy przyrody.

Mikrobiolożka biorąca udział w projekcie podkreśla, że trudno już ignorować role drobnych organizmów i niewielkich zwierząt w długofalowych procesach ekologicznych. Gdy popatrzymy na krajobraz po katastrofie tylko z poziomu drzew czy dużych ssaków, łatwo przeoczyć niewidoczny fundament wszystkiego – bakterie, grzyby, małe kopiące gatunki.

Czego taka historia uczy o rekultywacji po katastrofach

Doświadczenia z Mount St. Helens mogą przydać się nie tylko przy okazji erupcji wulkanów. Coraz częściej trzeba ratować obszary zniszczone przez pożary, górnictwo, powodzie czy intensywne rolnictwo. Zwykłe wylanie nawozu czy posianie trawy nie zawsze wystarczy, jeśli życie w glebie zostało poważnie naruszone.

Coraz popularniejsze staje się więc myślenie o „inżynierii ekosystemu”, która zamiast walczyć z naturą, próbuje mądrze wykorzystać jej własne mechanizmy. Zamiast ciężkich maszyn – zwierzęta kopiące. Zamiast chemii – praca mikroorganizmów i grzybów symbiotycznych. Zamiast jednorazowej akcji – proces, który po uruchomieniu sam się wzmacnia.

Ta historia pokazuje też, jak ważne bywa przyglądanie się skutkom dawnych projektów po wielu dekadach. Gdy naukowcy wracają po 40 latach na to samo zbocze, widzą, które rozwiązania tylko zamaskowały problem, a które uruchomiły prawdziwą odbudowę całego systemu.

Dla osób zajmujących się ochroną przyrody to konkretny sygnał: warto inwestować w badania mikrobiomu gleby przed i po każdej akcji rekultywacyjnej. Dzięki temu łatwiej dobrać takie działania, które faktycznie „odblokują” podziemne życie, zamiast tylko zmienić krajobraz na oko.

W praktyce w wielu krajach testuje się już podobne pomysły. Na terenach po kopalniach wprowadza się zwierzęta ryjące, sadzi gatunki silnie związane z grzybami mikoryzowymi i ogranicza intensywne przekopywanie gleby maszynami. Wszystko po to, by z czasem mniej poprawiać przyrodę „ręcznie”, a bardziej dawać jej narzędzia, by poradziła sobie sama.