Przyroda nadal ma przed nami wiele tajemnic – prof. Marcin Zych [WYWIAD]

Fragment tzw. Naturgemälde (z niem. malowanie natury). Przekrój poprzeczny Chimborazo - najwyższego szczytu Ekwadoru. Szkic wykonany przez Alexandra von Humboldta. To pierwsza w historii kompleksowa próba przedstawienia zależności między roślinami a strefami klimatycznymi.

Fragment tzw. Naturgemälde (z niem. malowanie natury). Przekrój poprzeczny Chimborazo - najwyższego szczytu Ekwadoru. Szkic wykonany przez Alexandra von Humboldta. To pierwsza w historii kompleksowa próba przedstawienia zależności między roślinami a strefami klimatycznymi. / Rycina via domena publiczna.

„Rośliny są niezwykłe. Dużo ciekawsze niż zwierzęta. Jesteśmy skłonni prawie zawsze rozpatrywać świat z naszej perspektywy, a rośliny mimo że mają często podobne cele ewolucyjne, rozwiązują je w zupełnie inny sposób. Co czyni je kompletnie odmiennymi, a przez to niezwykle interesującymi”, mówi w rozmowie z EURACTIV.pl prof. Marcin Zych, dyrektor Ogrodu Botanicznego Uniwersytetu Warszawskiego.

 

 

Mateusz Kucharczyk, EURACTIV.pl: Patronem naszej rozmowy jest Alexander von Humboldt, którego moglibyśmy nazwać ojcem współczesnej ekologii. Dlaczego to tak kluczowa postać i co zawdzięczamy zapomnianemu XIX-wiecznemu przyrodnikowi?

Dr hab. Marcin Zych, dyrektor Ogrodu Botanicznego Uniwersytetu Warszawskiego: To prawdziwy paradoks, że człowiek, który położył podwaliny pod dzisiejsze przyrodoznawstwo jest właściwie zapomniany. Odkrycia i koncepcje Alexandra von Humboldta w syntetyczny sposób uporządkowały ówczesną wiedzę.

Humboldt zmienił sposób pojmowania przyrody. Dlatego możemy umieszczać go jako jedną z centralnych figur ochrony środowiska naturalnego – dziś powiedzielibyśmy biologii konserwatorskiej. Potrafił wychwycić niewidoczne zależności. Dostrzegł, że nawet najsubtelniejsza zmiana w świecie przyrody może mieć poważne konsekwencje. Jeszcze dziś wiele osób nie rozumie tego.

Wydaje się nam, że eliminując mało istotne gatunki niczego nie zmieniamy w przyrodzie, ale to błędne mniemanie. On to zauważył jako pierwszy.

Alexander von Humboldt: Kim był ojciec współczesnej ekologii?

Kim był Alexander von Humboldt i dlaczego dziedzictwo jego myśli jest aktualniejsze niż kiedykolwiek?

Wydaje mi się, że z dzisiejszej perspektywy jest to zupełnie oczywiste…

Zapewniam Pana, że nadal mało wiemy o funkcjonowaniu przyrody. Oczywiście w XXI w. rozumiemy już, że świat przyrodniczy jest ze sobą silnie powiązany. Jednak jeżeli chodzi o jego różnorodność, to wciąż przed nami wiele do odkrycia. Czy orientuje się Pan ile żyje gatunków na ziemi?

Zgaduję, że dużo?

Okazuje się, że brakuje nam nawet tak – wydawałoby się – podstawowej informacji. Coś, co dla wielu może wydawać się zupełnie banalnym pytaniem. Zwykle zadaje to pytanie studentom w trakcie wykładu dla bioinformatyków.

Nie przypominam sobie, żeby ktokolwiek udzielił prawidłowej odpowiedzi, a rozstrzał podejmowanych prób jest szeroki i obejmuje zakres od kilku tysięcy do miliona, nawet miliarda.

Co jest najbliższe odpowiedzi?

Zakres naszej niepewności jest duży, a pod uwagę brane są różne estymacje. Gdybyśmy jednak chcieli zawęzić – odpowiedź mieści się w przedziale między dziesięcioma a kilkudziesięcioma mln. Ta informacja dla bardzo wielu osób jest naprawdę zaskakująca. Bo przecież wydawało się, że wszystko już policzono, posegregowano, usystematyzowano. Tymczasem tak nie jest i musi minąć wiele czasu, aby spróbować zrealizować to zadanie, o ile będzie ono kiedykolwiek możliwe.

Wychodzi więc na to, że – tak jak pisał Humboldt w swoich książkach w XIX w. – wciąż mało wiemy o wszystkich zależnościach w przyrodzie. Wiemy, że są i jaki mają charakter, ale w przypadku szczegółów, czasami nawet blisko nas występujących – istnieje wiele niewiadomych.

Nierzadko nie znamy podstawowych mechanizmów, które napędzają ekosystemy. Gatunki zasadniczo nie żyją w izolacji. Gdybyśmy przyjrzeli się zrobionemu w dowolnym miejscu zdjęciu, przedstawia ono masę gatunków, których większość wchodzi we wzajemne relacje. Mają one bardzo różny charakter, np. typu antagonistycznego – ktoś kogo zjada itd.

Darwin w czystej postaci?

Darwin jest wszędzie. Pan zapewne rozumie to jako darwinizm w postaci społecznej. Jednak Darwin w postaci przyrodniczej to kwestia doboru lokalnych optimów ewolucyjnych. Wracając do interakcji. One mogą być różne. Ktoś kogoś zjada – to przykład najbardziej podstawowy, ale mamy także całą masę nieantagonistycznych relacji.

Np. koliber zapyla kwiat fuksji w jej naturalnym środowisku, czyli gdzieś w Ameryce Południowej. Tutaj nikt nikogo nie zjada, ale z punktu widzenia biologa to czysty darwinizm.

Idąc na rozmowę z Panem sądziłem, jak okazało się, naiwnie że już prawie wszystko wiemy.

Tak jak wspomniałem. Jesteśmy dalecy od zdobycia całej prawdy. Powiem więcej. Gmeranie w tym systemie – relacji między gatunkami – wcale nie musi oznaczać, że skończy się ono w sposób, jaki sobie wyobrażamy.

Tzn.?

Podam Panu mój ulubiony przykład. Kiedyś wykonano interesujący eksperyment. Dotyczył on wpływu dużych roślinożerców (żyraf i słoni) na rosnące w Afryce akacje. To drzewa kolczaste (cierniste), które są jednym z ulubionych źródeł pokarmu tychże zwierząt.

Na potrzeby eksperymentu ograniczono fragment sawanny płotem trudnym do sforsowania dla słoni i żyraf, po to żeby zobaczyć co stanie się z akacjami. Jak Pan sądzi, jaki był efekt?

Zapewne wydarzyło się coś zaskakującego?

Właśnie, wydawałoby się, że akacje będą miały się świetnie. Wyeliminowano zwierzęta, które niszczyły ich pędy, podgryzały je – typowych antagonistów ekologicznych. Okazało się jednak, że większość akacji wymarła.

Grupa badaczy drążyła temat. Ku ich wielkiemu zdziwieniu odkryli, że istnieje kilka kolejnych poziomów relacji międzygatunkowych, o których nie mieli pojęcia przed rozpoczęciem eksperymentu. Relacje między akacjami, słoniami a żyrafami były tylko jednymi z wielu.

Stwierdzono np., że mrówka chętnie kolonizuje akacje wykorzystując ciernie tego drzewa jako miejsce na gniazda. Dzieje się tak, ponieważ mrówki stosują rosnące na pędach ciałka jadalne jako źródło pokarmu. W relacji między drzewem a mrówką, ta ostatnia była w pewnym sensie strażniczką drzewa.

Nawet duży słoń, gdy napadnie go stado mrówek, woli odstąpić od konsumpcji. W ten sposób akacje dzięki ochronie mrówek były zabezpieczone. Tworzyło subtelną równowagę sił. Badacze potwierdzili zatem, że atrakcyjne drzewa skolonizowane przez mrówki są słabiej niszczone przez dużych roślinożerców. Jednak gdy tylko wyeliminuje się dużych roślinożerców, akacja przestaje inwestować w „zachęty” dla swoich obrońców – mrówek.

Nie niepokojona przez roślinożerców zaniedbuje mrówki?

Nie do końca. Zanadto antropomorfizujemy. Każdy organizm, Pan również – zapewniam, że dzieje się to bezwiednie – próbuje w jakiś sposób optymalizować korzystanie ze środowiska. Organizm oddychając czy poruszając się ponosi pewne koszty.

Pan także ma mnóstwo mikroorganizmów przed którymi organizm musi się bronić, jak akacja przed roślinożercami. Ciało ponosi koszty związane z utrzymywaniem sprawnego systemu immunologicznego. Gdyby nie było tych pasożytów, organizm mógłby zacząć inwestować w coś w danym momencie bardziej opłacalnego. Np. w wyższy wzrost.

Z punktu widzenia drzewa, zamiast tworzyć ciernie, gdzie mrówki mogą sobie mieszkać albo ciałka jadalne, którymi mogą się odżywiać, można wytworzyć więcej kwiatów, które dadzą więcej nasion, co dla akacji oznacza zdecydowanie lepszą perspektywę reprodukcyjną.

Wydaje się więc, że sytuacja jest dość jasna, ale mamy jeszcze kolejne poziomy relacji. Na akacjach mogą występować inne owady – inni antagoniści drzew. Jeżeli odżywiają się drewnem są trzymane w szachu przez mrówki.

Mamy więc następującą sytuację. Brakuje dużych roślinożerców. Mrówki wyprowadzają się z drzewa, ponieważ niezagrożona akacja traci zainteresowanie nimi na rzecz inwestowania w wytwarzanie większej liczby kwiatów. Mrówki szukają innego drzewa, a na ich miejsce wprowadzają się inne owady, które już nie dbają  o ochronę akacji.

Mogą to być na przykład chrząszcze, które podgryzają drewno. To kompletnie zmienia wszystkie relacje i to na wielu poziomach. Do niedawna nie mieliśmy narzędzi, by opisywać te złożone systemy. Biolodzy zdawali sobie sprawę z ich istnienia, lecz byli bezradni, gdy trzeba było je zbadać.

Nauka – przynajmniej w dziedzinach przyrodniczych – polega na tym, by wyekstrahować jakiś ogólny model działania systemów. Możemy opisać, że jeden samochód jest zielony i ma cztery koła, drugi jest żółty i także ma cztery koła, ale trzeci jest biały, i posiada tylko trzy koła. Ale przecież również jeździ.

Wyzwaniem staje się znalezienie cech wspólnych budowy tych pojazdów. Odkrycie dlaczego jeżdżą i gdzie mogą pojechać. To jest clou nauki. Przez dziesięciolecia byliśmy w stanie opisywać złożone systemy, ale już porównywać je między sobą było bardzo trudno z powodu niemożności znalezienia rozsądnego języka. Dziś wiemy, że może nim być matematyka.

W jaki sposób pomaga?

Od mniej więcej 20 lat, do opisywania skomplikowanych systemów używa się teorii grafów matematycznych. Tworzy się matematyczne opisy sieci zależności. W ekologii, w interesującym nas przykładzie będą to zależności między mrówkami a akacjami, ale możemy takie opisy tworzyć dla systemów w zupełnie innej skali, np. dla systemów komórkowych, jak wchodzące między sobą w relacje geny.

Proszę zwrócić uwagę, to kolejny poziom relacji. Wiemy, że człowiek ma dwadzieścia kilka tys. genów, ale o połowie ich funkcji w ogóle nie mamy żadnego pojęcia.

A może współczesna nauki przyrodnicze, nazbyt skupione na szczegółach, nie są w stanie dostrzec całościowego obrazu, tak jak robił to Humboldt? Nie brakuje dziś osób, które patrzyłyby holistycznie i tym samym pozwalałyby nauce przekraczać kolejne granice?

Rzeczywiście, obecnie nie ma już takich ludzi, którzy tak szeroko patrzą na rzeczywistość. Nie mam na myśli tego, że nie jeździ się na wyprawy naukowe lub nie odkrywa nowych gatunków, ale niewątpliwie charakter pracy jest zdecydowanie inny.

Dzisiejszej wiedzy już nie można ogarnąć, tak jak zrobił to Humboldt w XIX w. lub jest to ekstremalnie trudne. W związku ze ścisłą specjalizacją, przynajmniej w naukach przyrodniczych pracuje się zespołowo, zwłaszcza w biologii. Humboldt pisał swoje książki sam. Sam dokonywał wszystkich niezbędnych pomiarów, obliczeń, porównań a do tego jeszcze szkicował ryciny.

Rzadko w biologii czy w naukach przyrodniczych spotykamy publikacje, które są owocem pracy jednego autora. Stoją za nimi zazwyczaj duże zespoły, w których członkowie odpowiadają za poszczególne etapy badań.

Wynika to z ich specjalistycznego charakteru. Owszem zdarzają się książki, które są czymś w rodzaju podsumowania wiedzy w danym momencie. To może być np. podręcznik akademicki. Korzysta się w nich z pracy tysięcy uczonych z całego świata. Tym humanistyka różni się od nauk ścisłych, no może z wyjątkiem matematyki, gdzie niekiedy ukazują się rozprawy, pod którymi podpisuje się jeden autor.

W biologii to rzadkość. W swoim dorobku mam z 5 takich artykułów na około setkę, i to z dawniejszych czasów. Ostatni mój artykuł ma kilkudziesięciu współautorów. I to był artykuł odnoszący się do idei humboldtowskiej. Tematem była analiza dotycząca zmienności cech roślin na całym świecie. Brało w tym projekcie udział około 40 badaczy z całego świata. Każdy prowadził własne obserwacje. Na koniec próbowaliśmy określić dlaczego dane cechy roślin zmieniają się w taki a nie inny sposób.

Praca w stylu Humboldta jest już nieefektywna?

Efektywniej jest zbudować sieć. To wynika z wielu powodów. Z kwestii logistycznych. Tworzenie sieci czy zespołu przy dzisiejszym poziomie poznania, różnorodności biologicznej, daje gwarancję pełniejszego zbadania tego, co interesuje badaczy.

W czasach Humboldta nikt nie badał mikroorganizmów. Poziom zbadania niektórych grup, nawet roślin, dużych zwierząt był bardzo znikomy. Dziś, tę różnorodność bada się często od innej strony. W zespołach, które zajmują się różnorodnością biologiczną często znajdują się genetycy, którzy szacują różnorodność danych obiektów, miejsc czy ekosystemów, patrząc tylko i wyłącznie na sekwencję DNA.

Tak jest np. z próbkami globowymi czy wód oceanicznych, gdzie nie ma dobrych narzędzi do badania tych organizmów in situ, ze względu na ich niedostępność. Cała masa różnorodności grzybowej to są jednokomórkowe organizmy, których nie da się hodować. W przypadku roślin, możemy je zasuszyć – mieć w zielniku, czy posadzić w ogrodzie botanicznym, obserwować jak kwitnie, jak się rozwija, jak tworzy owoce i nasiona itd. Kto ją zapyla, co roznosi jej nasiona. W przypadku bardzo wielu organizmów nie da się tego zrobić, bo nie wiemy jak.

To, że istnieje różnorodność badaczy daje szansę dużo lepszej eksploracji takiego obiektu. A to pozwala na lepszą syntezę dużych zbiorów danych, których Humboldt nie dałby rady przeliczyć. Ludzki mózg nie jest w stanie operować na takim poziomie. Bez bardzo zaawansowanych metod matematycznych nie da się tych zmienności poukładać.

Z tego co Pan mówi wynika, że nauki przyrodnicze czeka jeszcze większa specjalizacja.

Szczegółowość badań daje nam szanse na bardzo poważne syntezy. Mając drobne klocki jesteśmy w stanie, wznosząc się z niskiego poziomu, popatrzeć na badany obiekt w sposób całościowy. Oczywiście istnieje ryzyko utraty całej struktury, ale dzięki procesowi wymiany informacji naukowej – niebezpieczeństwo utraty ważnego odkrycia jest właściwe żadne.

Podejrzewam, że jest niezwykle ciężko ogarnąć wszystkie nowości z danej dziedziny?

W mojej dziedzinie – biologii ewolucyjnej roślin, a dokładnie ewolucji systemów reprodukcyjnych – biologii zapylania i ewolucji rozmnażania i to tylko pewnej grupy roślin, jako młody doktorant byłem w stanie przeczytać wszystkie publikacje. Mam na myśli artykuły naukowe w ciągu roku. Było ich około setki.

W tej chwili nie jestem w stanie przeczytać nawet abstraktów. Robiąc briefingi czytam zwykle tylko tytuły. Przy różnych systemach sortowania wiedzy naukowej, można poustawiać odpowiednie powiadomienia. Konkretne bazy danych mogą wysyłać sprofilowane komunikaty. Obecnie działamy w ten sposób, że czytamy tytuły – jeżeli są interesujące – czytamy abstrakt, a jeżeli on nas zainteresuje, dopiero wtedy zastanawiamy się czy czytać dany artykuł. Oznacza to, że przeciętny badacz w swojej specjalności jest w stanie przyswoić ok. 10 proc. produkcji światowej.

I to w przypadku, gdy ta dziedzina jest reprezentowana przez stosunkowo niewielu uczonych. Sam czas trwałości takiego produktu naukowego jest zupełnie inny. Nawet w obrębie nauk biologicznych są artykuły, które żyją przez 10 lat, a potem dezaktualizują się, a są takie, jak darwinowskie artykuły czy książki, które cytuje się po stu kilkudziesięciu latach. Tak jest w ekologii czy biologii ewolucyjnej, gdzie żywotność badań jest dłuższa, ponieważ odnoszą się do nich następne pokolenia badaczy.

Ile jest osób w Polsce i na świecie, które zajmują się Pana dziedziną?

W Polsce niewiele, ale to zależy od tego jak policzymy. Czy są to osoby, które zajmują się tym w pełnym zakresie czy okazjonalnie coś napiszą. Uważam, że najfajniejsze rzeczy dzieją się na granicy dyscyplin. Mimo że jestem szefem Ogrodu Botanicznego to zajmuje się także zwierzętami.

W moim gabinecie, jak może Pan zobaczyć, nie znajdzie Pan suszonych roślin. Są za to pudła pełne owadów. To taki paradoks. W Polsce w pełnym zakresie biologią ewolucyjną roślin zajmuje się nie więcej niż 10 osób.

Na świecie nie jest to także bardzo popularna dziedzina, chociaż nabiera znaczenia, również ze względów konserwatorskich. Jakiś czas temu okazało się, że wiedza o procesach płciowych roślin jest ważna ze względu na bezpieczeństwo żywnościowe.

90 proc. roślin na świecie wymaga do produkcji nasion interakcji ze zwierzętami. Duża część tych nasion to są rzeczy, które jemy: jabłka, gruszki, pomidory – to wszystko produkty rolne, które nie powstałyby bez skutecznie funkcjonującego procesu zapylania. Nagle okazało się, że ta dziedzina – kiedyś traktowana po macoszemu – posiada poważne znaczenie.

Zastanawiam się, co spowodowało że wybrał Pan taką dziedzinę. Co takiego jest w ekologii?

Od dzieciństwa byłem niezwykle zainteresowany przyrodą. Wertowałem atlasy, zbierałem rośliny, obserwowałem zwierzęta. Poza krótkim epizodem, gdy chciałem zostać medykiem, a potem przez krótki czas, gdy zastanawiałem się czy wybrać weterynarię, wiedziałem że chce zostać ekologiem.

Ekologia jest królową biologii. Bo oczywiście gdyby zapytać genetyków, to odpowiedzieliby że to geny są najważniejsze, ale gdy przyjrzymy się jak funkcjonuje świat, okaże się że ekologia – nauka o funkcjonowaniu przyrody – tłumaczy różnorodność.

Ekologia ewolucyjna pozwala zrozumieć w jaki sposób geny tłumaczone są na funkcjonujące realia. Poza tym rośliny są niezwykłe. Dużo ciekawsze niż zwierzęta. Jesteśmy skłonni prawie zawsze rozpatrywać świat z naszej perspektywy: ludzkiej ewentualnie zwierzęcej, a rośliny mimo że mają często podobne cele ewolucyjne, rozwiązują je w zupełnie inny sposób. Są osiadłe i nie mają układu nerwowego. Potrafią fotosyntetyzować. Co czyni je kompletnie innymi, a przez to niezwykle interesującymi.

Kompletnie innymi, tzn. rozwiązania wybierane przez rośliny są inteligentniejsze niż nasze?

Nie ma czegoś takiego jak inteligencja ewolucyjna. Ewolucja działa na zasadzie chybił trafił. Ewolucja w sposób losowy testuje powstające modele. Bazuje na zmienności. Oznacza ona pewne różnice pomiędzy osobnikami. Mogą one, ale nie muszą, być neutralne z punktu widzenia dostosowania do środowiska. Na pewno czytał Pan kontynuację przygód Alicji w krainie czarów?

Dawno temu…

Amerykański biolog Leigh Van Valen zapożyczył z „Po drugiej stronie lustra” pewną metaforę często cytowaną w ekologii ewolucyjnej. Za pomocą hipotezy Czerwonej Królowej udało mu się bardzo zgrabnie pokazać, w jaki sposób wygląda funkcjonowanie organizmów w środowisku.

W powieści jest passus, gdy Alicja rozmawia z Królową Kier, która mówi że w świecie, żeby stać w miejscu trzeba biec bardzo szybko, a żeby poruszać się do przodu, trzeba biec dwa razy szybciej.

To dokładna ilustracja tego, w jaki sposób funkcjonuje przyroda. Organizmy muszą podlegać ciągłym zmianom, ponieważ zmienia się kontekst. Dzięki zmienności, która w naszym przypadku istnieje w genach – to dopasowywanie się do kontekstu jest możliwe. Pojawiają się nowe rozwiązania, czasami subtelnie inne od poprzednich, ale one mogą okazać się dużo lepsze w danych warunkach, co nie znaczy że są lepsze na zawsze.

Ewolucja nie działa jak inżyniera. Tu nie można zaplanować projektu. Ekologia jest królestwem testowania pojawiających się modeli. Mamy karuzelę, która „wypluwa” do pewnego stopnia losowo propozycje rozwiązań, a dobór jest mechanizmem, który sprawdza czy ten model pasuje do kontekstu.

Jeżeli sprawdza się, jest potem reprodukowany?

W tej trywialnej wersji, to jest model „przetrwają najsilniejsi”, ale oczywiście to nie zawsze tak jest, że model trochę gorzej dostosowany od razu ginie. On nie może być poprawiony – właściciela genów – Pana, mnie – już nie da się udoskonalić.

Jesteśmy nośnikiem pewnego zestawu cech, które są determinowane przez geny. Jeżeli ta mieszanka jest ewolucyjnie korzystna, podlega doborowi. Ale może dojść do sytuacji określanej mianem ewolucji neutralnej, gdy dana cecha nie wpływa ani pozytywnie, ani negatywnie. Może być transferowana z pokolenia na pokolenie, aż kiedyś okaże się korzystna.

Jednak generalnie to lepsze dominuje, a gorsze umiera, chociaż niekonieczne gwałtowną śmiercią. Gdy mamy dwa osobniki, z których jeden potrafi lepiej funkcjonować w nieco wyższej temperaturze, to jego potomstwo prawdopodobnie także będzie odznaczało się tą cechą, a potomstwo drugiego powielając jego cechy będzie funkcjonować znacznie gorzej, i tak aż do wykończenia „słabszej” linii genowej.

Jakie to może mieć znaczenie dla roślin teraz i za 50 lat w przypadku zmian klimatycznych? Czy można to już teraz określić?

Można to określić na wielu poziomach. Jesteśmy w stanie modelować takie zmiany bazując na wiedzy o konkretnych gatunkach.

Porównując z zapiskami z przeszłości wykonanymi np. przez takich jak Humboldt?

Mając dane na temat biologii organizmów. Posiadając wiedzę o optymalnych warunkach występowania danego gatunku, jesteśmy w stanie prognozować jak będzie zamieniało się ich występowanie w przyszłości.

W zeszłym roku ukazała się analiza wykonana przez naukowców z Instytutu Dendrologii PAN dotycząca przyszłości lasów w Polsce za 50 lat. W skrócie: czeka nas wiele zmian. Obecnie w ramach tzw. upraw leśnych w polskich lasach przeważa trend na sadzenie sosen. To jednak nie ma najmniejszego sensu, ponieważ optimum klimatyczne sosen za dwie, trzy dekady przesunie się gwałtowanie na północny-wschód. Podobnie jest ze świerkiem. Na znakomitym obszarze Polski bory sosnowe będą właściwie w odwrocie.

Co w takim razie powinno być sadzone?

Bardziej ciepłolubne gatunki, jak np. graby, dęby lipy, buki. W Warszawie nie ma naturalnie występujących buków, ale to nie tak, że nie da się w Warszawie buka uprawiać. Proszę jednak pamiętać, że jesteśmy w centrum miasta, które żyje swoim życiem. Ma dość specyficzne warunki. Gdybyśmy te buki nasadzili już pod Warszawą, okazałoby się, że efektywność ich przyrostu jest dużo mniejsza niż w przypadku sosny.

Istotna z tego punktu widzenia jest kwestia optimum fizjologicznego, które roślina może mieć w danym miejscu. Zmieniające się warunki powodują, że zasięgi roślin, ulegną przekształceniom. W naszą część Europy napłyną gatunki stepowo-śródziemnomorskie, zdecydowanie lepiej wytrzymujące długotrwałą suszę i wyższe temperatury. Ustąpią natomiast te gatunki, które są normalnie kojarzone ze strefą borealną, czyli północną.

Drugi problem: to właśnie humboldtowska koncepcja przyrody. Dla roślin nie jest istotne wyłącznie ich środowisko, ale także związki z innymi organizmami. Chociażby z grzybami, z którymi rośliny wchodzą w mikoryzy – symbiozę.

Grzyby też mają swoje optima. Optimum fizjologiczne roślin nie oznacza jeszcze 100 proc. pewności, że dana roślina będzie miała najlepiej w danym miejscu. Może okazać się, że jej preferowane grzyby mikoryzowe akurat nie występują. Może nie być również jej zapylaczy. Tempo migracji, zmiany zasięgów. To wszystko ma kapitalne znaczenie.

Ale nowi zapylacze także mogą się dostosować?

Tempo tych zmian jest na tyle duże, że dostosowanie ewolucyjne jest mało prawdopodobne. Mogą pojawić nowe gatunki, ale niekoniecznie muszą pasować do roślin, które są w danym miejscu. Z różnych powodów np. fenologicznych (badanie zależności pomiędzy zmianami czynników klimatycznych, a periodycznymi zjawiskami w przyrodzie – red.)

Już to obserwujemy. Kilka lat temu jeden z moich studentów w ramach pracy magisterskiej – w Warszawie – przyglądał się jednemu z wczesnowiosennych gatunków. Okazało się, student uzyskał dość zaskakujący wynik, którego nie braliśmy pod uwagę. Miał inne zadanie, ale okazało się, że w latach, gdzie następuje bardzo szybkie przyjście wiosny, tak jak teraz, mamy dramatyczny spadek reprodukcji roślin, wynikający z tego że podczas gdy one już zakwitają, owady, które zapylają ich kwiaty – w tym wypadku były to trzmiele – są ciągle nieaktywne.

Owady nie wykształciły potrzebnych cech?

Proces ten nie jest taki prosty do zrealizowania. W tym konkretnym przypadku mówimy o roślinie, która przeżywa w postaci cebulek, tylko że jedna i druga grupa organizmów może reagować na zupełnie inne czynniki środowiskowe.

Istnieją subtelne ale ważne różnice, np. cebulka rośliny jest 3 cm pod powierzchnią ziemi, więc termicznie ta warstwa nagrzewa się dość szybko, co oznacza że pęd może zacząć rosnąć, a owad hibernuje 15 cm pod poziomem gleby, co oznacza, że zanim gleba nagrzeje się na tyle, by sygnał termiczny doszedł do zwierzęcia, to już jest po roślinie.

Druga rzecz. Mamy wzajemne przystosowania zapylaczy do konkretnych kwiatów. Na pewno możemy oczekiwać migracji i zmian zasięgu w przypadku zapylaczy, ale to już będą inni zapylacze, z innymi cechami.

Może się zdarzyć, że w nowym kontekście środowiskowym ten nowy zapylacz nie będzie zainteresowany żadnym z zastanych gatunków. Ale za to będzie zainteresowany tym gatunkiem, który może przywędrować razem z nim. To z kolei wpłynie na przyspieszenie wymierania gatunków, przystosowanych do chłodniejszego klimatu.

To bardzo komplikuje sytuację…

To sieć bardzo skomplikowanych powiązań, o których sporo wiemy. Dużo potrafimy prognozować, ale paradoksalnie często brakuje nam podstawowej wiedzy o biologii. Mam tu pewną książkę, którą wydano pod koniec XIX w. autorstwa Paula Knutha, który zebrał właściwie wszystkie praktycznie informacje dotyczące roślin i ich relacji z zapylaczami w tamtym okresie.

To kilkutomowe kompendium wiedzy. Jak Pan widzi stoi ono u mnie na półce i wcale się nie kurzy. Gdy z moim zespołem zaczynamy zajmować się jakimś nowym gatunkiem, to pierwszą rzeczą którą robimy, jest sięgnięcie do Knutha, żeby zobaczyć, co on wiedział o danej roślinie.

Później zaczynamy drążyć. To dobra baza, która mówi nam jak może wyglądać biologia danego gatunku. Często jednak okazuje się, ze ta wiedza jest bardzo anegdotyczna i tak naprawdę obracamy się w sferze domysłów, niesprawdzonych obserwacji, stwierdzeń, które się niepoparte danymi eksperymentalnymi. I nagle okazuje się, że niewiele wiemy o biologii nawet pospolitych gatunków.

Co roku ze studentami jeździmy na seminaria, które odbywają się w krajach nordyckich. Należymy do Scandinavian Association for Pollination Ecology. Moi studenci mówią np., że Duńczycy mają środki na prowadzenie badań na Madagaskarze. To bardzo atrakcyjne dla badaczy, ponieważ występuje tam dużo endemitów – gatunków unikatowych.

Często nie dysponujemy porównywalnymi środkami, ale nierzadko z punktu widzenia ciekawości badawczej, nie trzeba jechać na Madagaskar. Dla wielu gatunków, które występują za płotem w Warszawie posiadamy nikłą wiedzę na temat ich biologii.

Czyli nie trzeba, jak Humboldt, jechać do Ameryki Południowej na kilka lat, by prowadzić interesujące badania?

Czasem wystarczy wyjść do przydomowego ogródka, ale najważniejsze to próbować jak najszerzej postrzegać rzeczywistość. Humboldt jako pierwszy dostrzegł negatywny wpływ działań człowieka na przyrodę. „Wszystko jest ze sobą ściśle powiązane” notował na bieżąco podczas swojej wyprawy do Ameryki Południowej, dostrzegając, w jaki sposób karczunek lasów przyczynia się do zmian klimatu.

To, co robimy teraz wpłynie na środowisko w dłuższej perspektywie. Warto o tej oczywistości pamiętać.