Tarptautinis tyrimų projektas siekia atskleisti Atogrąžų miškų paslaptį

Žemės augaliją sudaro milijonai rūšių, didžioji jų dalis auga atogrąžose. Niekas nežino, kodėl būtent atogrąžose, o ne kitoje Žemės vietoje susitelkė tokia daugybė rūšių. Biologai mėgina įminti šią mįslę. Mokslininkai tiria 40 miškų medžius.

Kai Stephenas Hubellis kartu su kolegomis pirmą kartą nuvyko į Panamos Baro Kolorado salą skaičiuoti medžių, projekte buvo numatyta ištyrinėti 50 hektarų, tačiau į mokslininkų akiratį netrukus pateko visas pasaulis. Šiandien tyrinėjami medžiai, augantys keturiasdešimtyje skirtingų vietovių dvidešimt vienoje šalyje – iki šiol ištirta 4,5 milijono augalų rūšių, suskirstytų į 8500 genčių. Visų didžiausią augalų įvairovę biologai aptiko Jasuni miške Ekvadore ir Lambiro miške Borneo. Mokslininkai taip pat skaičiavo medžius JAV, Kinijoje ir Didžiojoje Britanijoje, tačiau daugiausia dėmesio projekte skiriama atogrąžų miškams, t. y. ten, kur biologinė įvairovė didžiausia.

Vešlūs atogrąžų miškų medžių vainikai slepia įspūdingą augalijos rūšių įvairovę. Manoma, kad miškas yra tarsi naujų rūšių lopšys, iš kurio augalai paplinta po visą mūsų planetą.

Žmogus gali nukeliauti 2 tūkstančius kilometrų – nuo Venesuelos iki Peru pietų – nekirsdamas nė vieno kelio. Pusė šio unikalaus maršruto driekiasi per Ekvadoro nacionalinį parką Jasuni, vieną keisčiausių vietų pasaulyje. Jungtinės Tautos 2010-uosius paskelbė Biologinės įvairovės metais. Dar metų pradžioje tarptautinė mokslininkų bendruomenė susipažino su prielaida, kad Jasuni miškas pasižymi didžiausia rūšių gausa Žemėje. Nacionaliniame parke gyvena daugiausia pasaulio paukščių, roplių, varliagyvių ir šikšnosparnių rūšių. Viename parko hektare aptikta 100 tūkst. rūšių vabzdžių – niekur kitur Žemėje nėra tokios gyvūnų daugybės.

Atogrąžų rūšių gausa ir įvairovė – viena didžiausių Žemės mįslių, biologai bando ją įminti daugiau kaip 200 metų. Atsakymo paieškos jau tapo mokslininkams tarsi šventuoju Graliu. Biologai žūtbūt pasiryžę atskleisti šią paslaptį. Gali būti, kad atsakyti padės medžiai, nes jie, kaip ir kiti augalai, sudaro Žemės ekosistemos pagrindą. Medžiai yra daugumos gyvūnų buveinė. Mokslo centro „Center for Tropical Forest Science“ mokslininkai nuo 1980 metų pradėjo vykdyti bene didžiausią pasaulyje atogrąžų biologijos projektą. Jie aprašė 4,5 milijono medžių, priskiriamų prie 8,5 tūkstančio skirtingų rūšių ir augančių keturiasdešimtyje skirtingų pasaulio miškų. Kiekviename miške tyrinėtojai pasirinko 50 hektarų plotą. Nustatyti medžio rūšį, aprašyti ir užregistruoti visus tam tikrame plote augančius medžius – sudėtingas ir daug pastangų reikalaujantis darbas. Jasuni nacionaliniame parke mokslininkai dirbti pradėjo 1995 metais, šiuo metu tyrimai 50 hektarų plote tik įpusėjo. Jau pirmuosiuose 25 hektaruose buvo aptiktos 1104 medžių rūšys – tai beveik dvigubai daugiau nei visoje Šiaurės Amerikos žemyninėje dalyje.

Atogrąžų miškuose gyvena nesuskaičiuojama daugybė vabzdžių. Jasuni miške viename hektare priskaičiuota 100 tūkst. vabzdžių rūšių. Biologai negali atsistebėti, kaip gali tiek daug rūšių išgyventi tokiame mažame plote.

Per keliolika metų projektą vykdantys biologai iškėlė daugiau kaip 100 teorijų, bandančių paaiškinti rūšių gausą. Daugelis mano, kad viena svarbiausių įvairovės prielaidų – gausūs maisto ištekliai. Maisto kiekis lemia tiek vienos rūšies individų populiaciją, tiek skirtingų rūšių, sugyvenančių vienoje ekosistemoje, skaičių. Tyrimai taip pat atskleidė ryšį tarp rūšių skaičiaus ir kritulių kiekio bei aplinkos temperatūros. Jasuni nacionaliniame parke klimato sąlygos itin pastovios – ištisus metus laikosi nuo 24 iki 27 laipsnių šilumos, o bendras 3200 mm. kritulių kiekis per metus pasiskirsto vienodai. Nors vanduo ir šiluma atlieka labai svarbų vaidmenį, to neužtenka atogrąžų miškų įvairovei paaiškinti. Biologai mano, kad yra dar keli veiksniai, galintys turėti lemiamą reikšmę. Puikias Jasuni nacionalinio parko sąlygas veikiausiai lemia idealus drėgmės, temperatūros ir vietos Andų papėdėje derinys. O štai antrame pagal rūšių gausą Malaizijos Borneo salos miške Lambire augalija klesti visai dėl kitos priežasties.

Rūšių gausa priklauso nuo reljefo skirtumų 

Lambiras – tai nuostabus atogrąžų miškas, jame medžių vainikai nuo žemės pakyla į 40–60 metrų aukštį, o kai kurie milžinai stiebiasi dar aukščiau – net iki 70 metrų. Dalis atsakymo, kodėl čia tokia daugybė rūšių, slypi po medžiais. Lambiro dirva yra labai įvairi – tai uolienų, smiltainio ir molio sankaupų mišinys, vis kitoks tarp kalvų ir tarpeklių. Kiekviena medžių rūšis čia randa savo nišą – dideli topografiniai ir dirvos sandaros skirtumai sukuria palankias sąlygas augti labai skirtingoms medžių rūšims. Remiantis viena pagrindinių biologijos teorijų, dideli reljefo skirtumai leidžia labai skirtingiems augalams augti kartu.

Atogrąžų miškuose medžiai maisto medžiagas dažniausiai ima iš paviršinio žemės sluoksnio. Žemės paviršiuje išsikerojusios šaknys saugo, kad pučiant stipriam vėjui medis neišvirstų.

Išsamiai ištyrus 1104 medžių rūšis, augančias Jasuni miške, paaiškėjo, kad kiekviena jų miške prisitaiko prie tam tikros vietos ir turi savo nišą ekosistemoje. Lambiro ir Jasuni miškų tyrimai rodo, kad atogrąžų miškuose tokių nišų gausiau nei arčiau ašigalių plytinčiuose miškuose, tad ir šitai turi įtakos biologinei įvairovei. Kita vertus, Šri Lankos pietuose, 50 hektarų plote, toje pačioje platumoje kaip Lambiras, tėra aptiktos „tik“ 204 medžių rūšys. Kodėl? Paaiškinimo reikia ieškoti priešistoriniuose laikuose. Po paskutinio ledynmečio, pasibaigusio prieš 12 tūkst. metų, Šri Lankoje smarkiai sumažėjo sezoninių kritulių. Taigi sumenko ir atogrąžų miškų plotai, daug augalų rūšių išnyko. O Borneo klimatas nesikeičia jau milijonus metų, todėl susidarė palankios ir stabilios sąlygos atogrąžų miškams vešėti ir naujoms augalų rūšims vystytis.

Viena iš teorijų teigia, kad atogrąžų miškuose rūšies išnykimo tikimybė maža, jie yra tarsi senovinių rūšių saugykla. Atogrąžose klimatas priešistoriniais laikais buvo vienodesnis nei vidutinio klimato zonoje. Biologai atskleidė, kad būtent dėl pastovaus klimato atogrąžose išgyveno daugelis paukščių rūšių, o tose Žemės vietose, kuriose klimatas atvėso, nemažai jų išnyko. Be to, kaip skelbia viena iš daugelio biologijos teorijų, šiltose atogrąžose rūšys vystosi greičiau, todėl tai ne tik augalijos ir gyvūnijos rūšių saugykla, bet ir lopšys, kuriame gimsta naujų rūšių.

Atogrąžų miškas visiškai pasikeitė per trejus metus

Bene išsamiausiai ištirti yra Panamos kanalo Baro Kolorado saloje augantys medžiai. Šioje vietoje 1980 metais ir buvo pradėtas projektas. Per pirmus dvejus metus biologai suskaičiavo ir užregistravo 240 tūkst. didelių ir mažų medžių, priskiriamų prie 303 skirtingų rūšių. Didžiausias netikėtumas laukė 1985 metais, kai dar kartą suskaičiavus medžius paaiškėjo įdomi miško raidos dinamika – daug didesnis nei vidutinio klimato juostoje medžių kritimas. Nuo 1982 iki 1985 metų beveik pusės rūšių populiacija smarkiai pasikeitė. Buvo nustatyta, kad beveik 40 procentų medžių išnyksta per 20 metų. Net aukščiausi milžinai lapus leidžia vidutiniškai tik 45 metus. Dėl greito net didelių medžių virtimo Baro Kolorado saloje, nebelikus milžinų, saulės šviesos gauna ir anksčiau jos beveik nematę augalai. Todėl sala – įvairiausių gyvybės formų mozaika.

Vešli augalija maitina miško gyventojus, pavyzdžiui, įspūdingų spalvų papūgas ir hoacinus, gyvenančius tik atogrąžose. Net 10 tūkstančių paukščių rūšių gyvena stebėtinai arti vieni kitų: tolstant nuo pusiaujo, rūšių mažėja.

Dėl geriausios vietos vyksta kova. Tačiau, pasak vienos teorijos, išgyvena nebūtinai stipriausias – išlikti labai dažnai padeda atsitiktinumas. Augalai auga ne tik tose vietose, kuriose sąlygos palankios. Vėjas ir gyvūnai nešioja augalų sėklas, tad šios gali nukristi į atsitiktinę vietą. Šitaip vyksta atogrąžų miško loterija, lemianti palankią arba nepalankią vietą augti kurios nors rūšies augalui. Pavyzdžiui, audrai nuvertus medį arba senam medžiui nunykus, pro lapiją prasiskverbia daugiau saulės, todėl galima sakyti, kad toje vietoje augantiems augalams pasisekė. Taigi rūšių įvairovė priklauso ir nuo atsitiktinumo.

Atogrąžos – viso pasaulio gyvybės šaltinis

Rūšių įvairovei paaiškinti sukurta ir daugiau teorijų. Biologams pavyko sužinoti, kad juo daigas išauga arčiau motininio augalo, tuo mažiau galimybių turi išgyventi. Mat motininį augalą dažniausiai apninka ligos, grybeliai, parazitai ir kiti kenkėjai, būdingi tai augalų rūšiai. Daugybė atogrąžų parazitų, kurių kiekvienas puola tik tam tikros rūšies medžius, neleidžia rūšims išplisti. O retos rūšys turi didesnę galimybę išgyventi. Štai kodėl atogrąžose auga labai daug medžių rūšių, taigi ir veisiasi daug gyvūnijos rūšių.

Didelę atogrąžų augalijos įvairovę mokslininkai mėgina paaiškinti ne tik norėdami geriau suprasti gyvybės raidą  Žemėje. Vienas iš pagrindinių šio projekto tikslų – padėti nykstančioms rūšims, nes atogrąžų miškai yra ne tik augalijos saugykla ir lopšys, jie lemia ir naujų rūšių paplitimą vidutinio klimato juostoje. Kai kertami atogrąžų miškai, nyksta ne tik juose gyvenantys gyvūnai ir augalai. Mažėja ir tikimybė, kad vidutinio klimato juostoje rasis naujų gyvūnų ir augalų rūšių.

Nors biologai deda dideles pastangas, šiandien dar nepavyko sužinoti, kokia yra svarbiausia atogrąžų biologinės įvairovės priežastis. Projektas tęsiamas – 50 hektarų plote toliau atkakliai ieškoma atsakymų.

Interviu su Stephenu Hubbelliu

Vienas didžiausių atogrąžų augalijos specialistų – amerikietis, Los Andžele veikiančio Kalifornijos universiteto profesorius Stephenas Hubbellas. Per 30 metų mokslininkas kartu su savo kolegomis aprašė ir suskaičiavo milijonus medžių, stebėjo kiekvieno jų gyvenimo istoriją.

– Jūs tuose pačiuose miškuose dirbate jau tris dešimtmečius. Ar nepabosta?

– Atogrąžų miškui ištirti nepakanka žmogaus amžiaus. Aš vis dar nežinau atsakymo į klausimą, kodėl atogrąžų miškuose tokia didelė rūšių įvairovė. Dar vienas neatsakytas klausimas, kodėl čia auga daug itin retų medžių rūšių. Net pusė atogrąžų medžių rūšių sudaro tik vieną procentą visų medžių skaičiaus. Tiesiog sunku tuo patikėti.

– Kodėl kai kurių rūšių medžių tiek mažai?

– Veikiausiai dėl grybelinių ligų. Jos sunaikina daugumą atogrąžų medžių. Spėjame, kad retos medžių rūšys ypač jautrios grybelinėms ligoms, o paplitusios rūšys – atsparesnės.

– Ar taikant šiuolaikines technologijas įmanoma tirti miškus iš palydovų?

– Pasitelkus duomenis, gautus iš palydovų, galima atsakyti į daug svarbių klausimų, tačiau anaiptol ne į visus. Daugelį procesų lemia maži medžiai ir augalai, o jų iš kosmoso nepamatysi. Privalai būti pačiame miške. Atogrąžų miškai labai tinka mokslininkams, keliantiems daug klausimų. Niekada nepailstu ieškoti atsakymų. Atogrąžų miškų tyrinėjimai man – kaip narkotikas.