Wszechświat 2009 010 012

91 Pages·2017·50.72 MB·Polish

by  Małopolska Biblioteka Cyfrowa

WSZECHŚWIAT
PISMO PRZYRODNICZE
Październik - Listopad - Grudzień 2009
Konferencja
Tydzień Ekologii
Czy istnieje równowaga w przyrodzie?
Inwazje biologiczne
Lecznicze działanie grzybów
Program Natura 2000
Groza wulkanów

WSZECHSWIAT
Z POLSKIMI PRZYRODNIKAMI OD 3 KWIETNIA 1882
Zalecany do bibliotek nauczycielskich i licealnych od r. 1947 (pismo Ministra Oświaty nr IV/Oc-2734/47)
Treść zeszytu 10-12 (2550-2552)
J WSTĘP
Rok dla ekologii i zdrowego stylu życia w Polskim Towarzystwie Przyrodników im. Kopernika.......................................................3
| ARTYKUŁY - ROK DLA EKOLOGII
January Weiner, Czy istnieje równowaga w przyrodzie? Fakty i mity.............................................................................................4
Barbara Godzik, W przeszłości metale ciężkie, dzisiaj ozon, jakie zagrożenia niesie przyszłość?..................................................9
Michał Kozakiewicz, Koncepcja metapopulacji i jej znaczenie w ochronie różnorodności gatunkowej ....................................10
Henryk Okarma, Wojciech Solarz, Inwazje biologiczne - niedoceniany problem w ochronie przyrody...................................... 14
Maria Niklińska, Wpływ zanieczyszczeń na funkcje gleby w środowisku i w życiu człowieka.....................................................21
Waldemar Celary, Wpływ antropopresji na zmiany bioróżnorodności na przykładzie wybranych grup owadów...............................21
Ryszard Laskowski, Pestycydy: za i przeciw...............................................................................................................................29
| ARTYKUŁY
Jerzy Z. Nowak, Wielonienasycone kwasy tłuszczowe omega-3: Brać czy nie brać ? - Oto jest pytanie. A jak brać - to kto powinien,
kiedy, ile i dlaczego?........................................................................................................................................................................30
Grażyna Końska, Halina Komorowska, Lecznicze działanie grzybów.............................................................................................41
| ARTYKUŁY INFORMACYJNE _____________________
Eugeniusz Kośmicki, Ekologiczne Ogrodnictwo Bylinowe Dietera Gaissmayera w Illertissen koło Augsburga...........................47
Małgorzata Grodzińska-Jurczak, Agata Pietrzyk, Program NATURA 2000 - zrównoważony rozwój w praktyce...............................52
£ DROBIAZGI
Nietypowe zimowisko śmiertelną pułapką dla płazów (Maria Olszowska)........................................................................................55
| WSZECHŚWIAT PRZED 100 LATY
J. Vetulani, Wszechświat przed 100 laty.........................................................................................................................................57
WSPOMNIENIA Z PODRÓŻY
Park Narodowy Tubkal - Korona Północnej Afryki (Radomir Jaskuła, Jacek Hikisz, Tomasz Rewicz)....................................60
H WSPOMNIENIA Z PODRÓŻY PRZED 100 LATY
Groza wulkanów (A. Lacroix).......................................................................................................................................................64
M NEKROLOG ___________________________________ _____
Wspomnienie o Profesorze Jerzym Małeckim (Radosław Tarkowski) ................................................................................... 70
RECENZJE KSIĄŻEK
Atlas roślinności rzeczywistej Krakowa (Anna Medwecka-Komaś) ................................................................................................ 72
Rośliny lecznicze - od aloesu do żeń-szenia (Ewa Komorowska)......................................................................................................73
Leshistoiresnaturalistespopulairesd'unsejourenGuyanefranęaiseetenpartieau Perou (1865-1871 ).Choix.(P. Daszkiewicz) ...74
Motyle dzienne dla każdego (Krzysztof Pabis) ............................................................................................................................ 77
B KRONIKA
Warsztaty Europejskiej i Śródziemnomorskiej Organizacji Ochrony Roślin (EPPO) nt. Analizy Zagrożenia przez Agrofaga (PRA)
(Janina Butrymowicz, Witold Kamkowski, Ewa Półtorak)....................................................................................................................80
PRACE UCZESTNIKÓW OLIMPIAD BIOLOGICZNYCH
Katarzyna Niedziela, Czy wilgotność i temperatura powietrza wpływają na intensywność śpiewu samców słowika rdzawego (Luscinia
megarhynchos)w czasie okresu lęgowego?........................................................................................................................................81
DO CZYTELNIKÓW
Informujemy, że istnieje możliwość zakupienia bieżących i archiwalnych numerów Wszechświata bezpośrednio
w Redakcji lub poprzez dokonanie wpłaty przelewem na nasze konto,
z zaznaczeniem, jakich numerów dotyczyła wpłata.
Cena zeszytu z bieżącego i z poprzedniego roku wynosi 9 zł, zeszytów z lat 2000 - 2007 - 2 zł,
pozostałe - 1 zł, w miarę posiadanych zapasów. Redakcja nie dysponuje zeszytem nr 7-9, tom 104,
zawierającym płytkę CD z głosami ptaków.
Proponujemy również dokonanie prenumeraty Pisma Przyrodniczego Wszechświat,
poprzez wpłatę 36 zł rocznie.
Polskie Towarzystwo Przyrodników im. Kopernika
Redakcja Pisma Przyrodniczego Wszechświat
31-118 Kraków, ul. Podwale 1
Kredyt Bank I Oddział Kraków
nr konta 811500 11421220 60339745 0000
Ten numer Wszechświata powstał dzięki finansowej pomocy:
• Akademii Górniczo-Hutniczej
• Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego
• Polskiej Akademii Umiejętności
• Drukami PW Stabil
Rada Redakcyjna: Przewodniczący: Jerzy Vetulani
Z-cy Przewodniczącego: Ryszard Tadeusiewicz, Jacek Rajchel
Sekretarz Rady: Elżbieta Pyza
Członkowie: Stefan Witold Alexandrowicz, Wincenty Kilarski, Jerzy Kreiner,
Wiesław Krzemiński, Irena Nalepa, Barbara Płytycz, Marek Sanak,
January Weiner, Bronisław W. Wołoszyn
Komitet redakcyjny: Redaktor Naczelny: Jacek Rajchel
Z-ca Redaktora Naczelnego: Jerzy Vetulani
Sekretarz Redakcji: Andrzej Krawczyk
Członkowie: Witold Paweł Alexandrowicz, Tomasz Bartuś
Adres Redakcji: Redakcja Pisma Przyrodniczego Wszechświat
31-118 Kraków, ul. Podwale 1, tel. [phone]
e-mail: [email protected];
www.wszechswiat.agh.edu.pl
Wydawca: Polskie Towarzystwo Przyrodników im. Kopernika, Kraków, ul. Podwale 1
Projekt i skład: Artur Brożonowicz, www.frontart.pl
Druk: Drukarnia PW Stabil sc, Kraków, ul. Nabielaka 16, tel. [phone]
Nakład 700 egz.
Foto okładka:
Kwiat lotosu orzechodajnego (Nelumbo nucifera). Jawa, Indonezja. Fot. Aleksandra Jabłońska
PISMO POLSKIEGO TOWARZYSTWA PRZYRODNIKÓW IM. KOPERNIKA
WYDAWANE PRZY WSPÓŁUDZIALE: AKADEMII GÓRNICZO-HUTNICZEJ,
MINISTERSTWA NAUKI I SZKOLNICTWA WYŻSZEGO, POLSKIEJ AKADEMII UMIEJĘTNOŚCI
TOM 110 ZESZYT 10-12
PAZDZIERNIK - LISTOPAD - GRUDZIEŃ 2009
ROK 127 2550-2552
eea"V noruuay ■••••• FUNDUSZ ECORYS
grants grants j~ \ DLA ORGANIZACJI
Research and Consulting
POZARZĄDOWYCH
łcetand llechtenstein noauay
Wsparcie udzielone przez Islandię, Liechtenstein i Norwegią poprzez dofinansowanie ze środków Mechanizmu Finansowego Europejskiego Obszaru
Gospodarczego oraz Norweskiego Mechanizmu Finansowego, a także ze środków budżetu Rzeczpospolitej Polskiej w ramach Funduszu dla Orga­
nizacji Pozarządowych.
Rok dla ekologii i zdrowego stylu życia
w Polskim Towarzystwie Przyrodników im. Kopernika
W terminie od listopada 2008 do grudnia 2009 zać, jakie są obecnie zagrożenia dla zdrowia, związane
Polskie Towarzystwo Przyrodników im. Kopernika ze wzrastającą industrializacją w Polsce i na świecie,
zorganizowało cykl wykładów oraz dwie konferen­ i zmianami w środowisku naturalnym oraz jak unikać
cje popularno-naukowe w ramach programu eduka­ tych zagrożeń i zdrowo żyć. Ponadto pragniemy zwró­
cyjnego pt.: „Rok dla ekologii i zdrowego stylu życia cić uwagę na konieczność ochrony środowiska natu­
w Towarzystwie Przyrodników im. Kopernika” finan­ ralnego, w którym żyjemy, a które przez działalność
sowanego ze środków Mechanizmu Finansowego Eu­ współczesnego człowieka jest już zmienione i w wielu
ropejskiego Obszaru Gospodarczego, Norweskiego przypadkach poważnie zagrożone.
Mechanizmu Finansowego, a także budżetu Rzeczpo­ Wykłady odbywają się w Auditorium Maxi-
spolitej Polskiej w ramach Funduszu dla Organizacji mum Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie przy
Pozarządowych. ul. Krupniczej 35 o godz. 17-tej.
Program ten to cykl 12 otwartych wykładów do­ Obszerne streszczenia wszystkich wygłoszonych
tyczących ochrony zdrowia i środowiska oraz dwie wykładów są sukcesywnie publikowane na łamach
konferencje „Tydzień Mózgu” i „Tydzień Ekologii”, Wszechświata, poczynając od numeru 10-12, tom 109,
w których każdy zainteresowany, bez względu na rok 2008.
wiek i wykształcenie, może uczestniczyć. Celem tego
programu jest dotarcie z najnowszymi osiągnięciami Serdecznie zapraszam
biologii i medycyny, dotyczącymi zdrowia i środo­
wiska, w którym żyjemy, do jak najszerszego grona prof. dr hab. Elżbieta Pyza
słuchaczy, do uczniów, studentów, ale także do osób, Prezes Zarządu Głównego
które zakończyły już edukację, a chciałyby poszerzyć Polskiego Towarzystwa Przyrodników
swoją wiedzę. Poprzez wykłady chcielibyśmy wska­ im. Kopernika
4 ROK DLA EKOLOGII Wszechświat, t. 110, nr 10 -12/2009
Tydzień Ekologii C zy istnieje rów now aga
W PRZYRODZIE? FAKTY I MITY
January Weiner (Kraków)
Trzeciego listopada przypada dzień św. Huberta, lub odrzucenia. Wymaga to jednak zachowania
patrona myśliwych. W tym dniu można prawie dyscypliny pojęciowej i rygorów metodologicznych,
mieć pewność, w którymś programie telewizyjnym 0 czym niżej. Jednak „równowaga w przyrodzie”
wystąpi ktoś w zielonym kapeluszu z piórkiem, by to nie tylko nieprecyzyjny, przednaukowy sposób
z namaszczeniem oznajmić, że to, co lubi robić, to nic wyrażenia pojęć, które nauka potrafi lepiej zde­
innego jak „przywracanie równowagi w przyrodzie”. finiować i zanalizować (np. „stan stacjonarny” albo
Zresztą nie tylko na św. Huberta miłośnicy dwururki „równowaga dynamiczna”). W wyrażeniu „równo­
tak samo pozytywnie uzasadniają uprawianie swojej waga przyrody” jest coś więcej, mianowicie im­
pasji. Miałoby z tego wynikać, że: (a) istnieje coś plikacja, że istnieją stany przyrody, które są właściwe,
takiego jak równowaga w przyrodzie, (b) zachowanie odpowiednie, takie, jak być powinny, czyli dobre -
tej równowagi jest stanem pożądanym, (c) z jakiegoś 1 odchylenia od nich, na przykład zmiany spowodowa­
powodu stan równowagi został naruszony (na ogół ne przez człowieka, czyli stany niepożądane: złe.
suponuje się przy tym, że przez człowieka, z wyłą­ Słowem, „równowaga w przyrodzie” jest pojęciem
czeniem myśliwych), (d) można go przywrócić, po­ naładowanym wartościami.
dejmując konkretne działania (w tym wypadku - Przekonanie, że w przyrodzie istnieje rów­
zabijając pewną liczbę kręgowców stałocieplnych, nowaga, i że to dobrze, jest stare jak kultura.
akurat tych gatunków, które uchodzą za przysmak, Korzenie tkwią w wierzeniach religijnych, w których
lub których trzeciorzędowe atrybuty płciowe, np. zawsze przewijają się wątki o naturze stworzonej w
rogi - za ozdobę). Można by machnąć ręką na ten sposób celowy i o przedustanowionej boskiej har­
sposób gloryfikowania atawistycznego hobby i nie monii. Sformułowane na piśmie można znaleźć je
zastanawiać się nad jego logicznymi i rzeczowymi już u Herodota, który twierdził, że drapieżniki i ich
przesłankami. Rzecz w tym jednak, że odwołanie ofiary pozostają w stanie równowagi, drapieżniki
do „równowagi w przyrodzie” sięga do idei i war­ zabijają tylko tyle, by nie przetrzebić zanadto ofiar.
tości głęboko zakorzenionych w naszej kulturze, W czasach nowożytnych do wzmocnienia tego po­
wynikających z prastarych, archetypicznych wręcz jęcia przyczyniło się skądinąd pożyteczne pojęcie
wierzeń i wspieranych strzępami pojęć prze­ „gospodarki przyrody” i russowski mit o idyllicznym
nikającymi z domeny nauki. żywocie człowieka na łonie natury.
Często używa się tego zwrotu bez zastanowienia, Darwin, który bardzo starannie przestrzegał
czysto retorycznie, podobnie jak „stare, dobre czasy”, klarowności używanych pojęć, zwrotu „równowaga
czy „raj utracony”. O ile jednak te dwa ostatnie wy­ w przyrodzie” w ogóle nie stosował, ale jego późniejsi
rażenia nie ukrywają swojego sentymentalno-meta­ zwolennicy byli już mniej rygorystyczni i na przy­
fizycznego charakteru, to „równowaga w przyrodzie” kład Stephen A. Forbes, jeden z ojców ekologii, pisał
albo „równowaga przyrody” brzmi znacznie bardziej dosyć mętnie o równowadze w przyrodzie, jako do­
obiektywnie, wręcz naukowo, i może być brana na broczynnym porządku, który powstaje dzięki dobo­
serio. Nader często ten zwrot jest wypowiadany z peł­ rowi naturalnemu, działającemu poprzez konkurencję
nym przekonaniem, że przyroda dąży do stanu rów­ i drapieżnictwo.
nowagi, i to równowagi stabilnej, że istnieją w niej Współczesne nauki przyrodnicze tak sformuło­
mechanizmy sprzężeń zwrotnych, które automatycz­ wanego pojęcia równowagi w przyrodzie w ogóle nie
nie korygują przypadkowe zmiany rozmaitych para­ mogą zaakceptować, bo do ich domeny nie należą
metrów, przywracając stan równowagi - tak jak żadne pojęcia dotyczące wartości. Przyroda nie ma
elektroniczny termostat utrzymuje stałą temperaturę celu, więc też nie ma normy, wyróżnionego stanu,
w akwarium. który byłby lepszy niż inne; nie ma „harmonii”, która
W nauce nie jest zabronione stawianie na­ polegałaby na współdziałaniu elementów dla osiąg­
wet najbardziej fantastycznych hipotez, choćby nięcia jakichś integralnych celów czy wyższych
właśnie takiej, można prowadzić rozważania i ba­ wartości. Pojęcia wartościujące odnoszą się tylko
dania eksperymentalne w celu jej potwierdzenia do ludzi, dlatego można sensownie pytać o to, jaki
Wszechświat, t. 110, nr 10 - 12/2009 ROK DLA EKOLOGII 5
stan przyrody jest dobry dla nas, i czy nie zmienia Równowaga termodynamiczna?
się właśnie w sposób dla nas niepożądany. Owszem,
ale wtedy nie mówimy o „równowadze przyrody”, Najprecyzyjniejsze pojęcia pochodzą z fizyki.
tylko o stanie naszego środowiska, a to zupełnie inna Odnoszą się do całej przyrody nieożywionej i oży­
sprawa. O środowisku człowieka i jego ochronie nie wionej. Możemy więc zapytać, czy w przyrodzie
można w ogóle mówić inaczej, niż odwołując się do panuje równowaga termodynamiczna? Równowaga
wartości. termodynamiczna - według bardzo uproszczonej
Odkładając na bok sprawę implikowanych definicji, to stan, w którym podstawowe, makro­
wartości, czyjednakna płaszczyźnie czysto naukowej, skopowe parametry układu pozostają stałe. Panuje
pojęcie „równowagi w przyrodzie” nie zawiera ziar­ równowaga chemiczna (nie przebiegają reakcje),
na prawdy? Czy przyroda nie ma zdolności do mechaniczna (nie ma niezrównoważonych sił, dzięki
utrzymywania stanu równowagi? Aby odpowiedzieć którym mogłaby zostać wykonana jakaś praca
na to pytanie, trzeba je wpierw przetłumaczyć na mechaniczna), termiczna (brak różnicy temperatur,
język nauki. więc nie przepływa też ciepło i nie może wykonać
W domenie nauk ścisłych i przyrodniczych, także żadnej pracy). Innymi słowy - nie dzieje się nic.
w naukowej ekologii, każde pojęcie musi być wpierw Stan trwałej równowagi termodynamicznej układ
precyzyjnie zdefiniowane. Co to jest „przyroda” albo uzyskuje wtedy, gdy jego energia osiąga minimum,
„natura”? Zapewne, każdy, kto używa tego słowa, a entropia maksimum. Jest to stan kompletnego
ma na myśli co innego. Może to być na przykład wyczerpania wszystkich potencjałów i całkowitej
cały wszechświat, albo ogół organizmów żywych. martwoty, dokładne zaprzeczenie biosfery - układu,
Z kontekstu wielu wypowiedzi o „równowadze w którym istnieją potężne potencjały energii, oraz
w przyrodzie” można się domyślać, że najczęściej życie, które z energii korzysta by lokalnie zmniejszać
chodzi o przedmiot zainteresowania ekologii, o całą entropię. A więc chyba to nie o to chodzi.
biosferę, zintegrowany system żywych organizmów
i elementów środowiska nieożywionego, ale czasem Równowaga tempa specjacji i tempa ekstynkcji?
o jakiś inny obiekt.
A co to jest „równowaga”? Równowaga czego Odkąd istnieje życie na Ziemi, powstają coraz
z czym? Jaką zmienną lub jaki zbiór zmiennych to nowe gatunki, a inne - wymierają. Gdyby oba te
obserwujemy? W naukach przyrodniczych często procesy: specjacji i ekstynkcji, ustały - mielibyśmy
używa się terminu „równowaga” w odniesieniu do stałą, niezmienną liczbę gatunków. Nie byłaby to
różnych desygnatów, co czasem prowadzi do niepo­ równowaga, lecz stagnacja. Takie wyobrażenie pa­
rozumień. W języku polskim dodatkowo daje się tu nowało, zanim poznano fakty z historii życia na Ziemi
we znaki nieposkromione bogactwo znaczeniowe na­ i zanim Darwin sformułował swoją teorię. Obecnie
szego języka, w którym jeden termin - „równowaga” niepokoi nas fakt, że na naszych oczach wymierają
- oznacza wszystko to, na co np. język angielski gatunki - zatem obawiamy się, że zmniejszy się
potrzebuje kilku słów (balance, eąuilibrium, steady- bioróżnorodność planety; mamy powody sądzić, że
state) i każde rozumie inaczej. Dlatego tym bardziej sami się do tego przyczyniamy. Gdyby tempo wy­
obowiązuje nas ścisłość terminologiczna. Zamiast mierania i tempo specjacji były niezerowe, ale
ogólnikowego „równowaga” lepiej byłoby powiedzieć jednakowe - mielibyśmy stan równowagi: gatunki by
„stan stacjonarny” (steady-state), czyli sytuacja, w któ­ się wymieniały (wymierający gatunek zastępowany
rej jednakowe tempa dwóch przeciwstawnych pro­ byłby od razu przez jakiś nowopowstały), a ich licz­
cesów (dwie siły działające w przeciwnych kie­ ba byłaby stała. Trwałaby zatem ewolucja, ale bio­
runkach) znoszą się, więc stan obiektu się nie różnorodność byłaby niezmienna. Czy w przyrodzie
zmienia. W języku polskim mówi się jednak często panuje zatem równowaga specjacji i ekstynkcji,
w tym wypadku „równowaga dynamiczna”. Od tego zaburzona jedynie ostatnio przez człowieka?
miejsca, przez „równowagę” będziemy rozumieli Nic podobnego! Mamy obecnie przekonujące
właśnie równowagę dynamiczną. dane paleontologiczne, z których jasno wynika, iż
Zatem, do jakich znaczeń terminu „równowaga” tempa procesów specjacji i ekstynkcji nigdy nie były
może się odnosić zwrot „równowaga w przyrodzie”? zrównoważone. W ciągu blisko 550 milionów lat
Spróbujmy przejrzeć po kolei ścisłe znaczenia słowa eonu fanerozoicznego, dla którego mamy dobre dane
„równowaga” i zobaczyć, czy któreś z nich pasuje. paleontologiczne, liczba gatunków stale rośnie; kiedy
Zaczniemy od przyrody rozumianej jako globalny na Ziemi pojawił się człowiek zastał największą naraz
ekosystem. liczbę gatunków, jaka tu kiedykolwiek była. Ale
6 ROK DLA EKOLOGII Wszechświat, t. 110, nr 10 -12/2009
ten stały, powolny wzrost (średnia przewaga tempa procesy redukcji i wielkie ilości materii organicznej
specjacji nad ekstynkcją) przerywany jest okresami odkładały się w mokradłach ówczesnych lądów.
przewagi tempa wymierania nad specjacją- czasami Właśnie tym wydarzeniom zawdzięczamy ogromną
w formie gwałtownych załamań. Są to tak zwane ilość wolnego tlenu w atmosferze - ubocznego produk­
wielkie wymierania, katastrofy, w których masowo tu w procesie redukcji związków węgla. Zredukowane
przepadały liczne gatunki. Na przykład koniec ery związki zostały zaś zagrzebane w osadach Ziemi
paleozoicznej wyznacza katastrofa, w której zginęła i w biomasie żywych organizmów. To z tego depozy­
większość gatunków wówczas żyjących na Ziemi. tu obecnie czerpiemy zasoby paliw kopalnych (węgla,
Dane paleontologiczne wskazują również, że po ropy i gazu ziemnego). Rzeczywiście - w ten sposób
takich katastrofach różnorodność odbudowuje się zmieniamy bilans obiegu węgla w biosferze, może to
w tempie wykładniczym, potrzeba na to „zaledwie” mieć dla nas samych niekorzystne skutki - to zupełnie
dziesięciu - kilkudziesięciu milionów lat. Nie ma inna sprawa i nie ma tu miejsca na jej omawianie.
żadnych przesłanek, aby przypuszczać, że w ogóle Nie było zatem trwałej równowagi - raz prze­
może istnieć mechanizm regulujący globalnie tempo ważała produkcja, raz dekompozycja. Nie znamy do
wymierania i powstawania nowych gatunków. Fakty końca przyczyn tych odchyleń, pojawiały się w hi­
zatem przeczą hipotezie, że w skali globalnej tempo storii biosfery w przypadkowych momentach i po­
ekstynkcji i specjacji są w równowadze. wiązane były ze zmianami klimatu: kiedy jakaś
nowa strategia życiowa odniosła sukces ewolucyjny,
Zrównoważony bilans obiegu węgla? kiedy przypadkiem w Ziemię trafiła asteroida, kiedy
wskutek skomplikowanego współdziałania różnych
Życie na Ziemi przejawia się jako globalny sił grawitacyjnych niewielkie odchylenia orbity Zie­
cykl krążenia węgla: od form chemicznie utlenio­ mi od regularnego kształtu (co cały czas się dzieje)
nych (C02) do zredukowanych (materia organiczna) spowodowały zmianę bilansu promieniowania sło­
i z powrotem. Redukcja węgla - to produkcja biomasy necznego i w następstwie zmianę klimatu.
przez organizmy, co obecnie zawdzięczamy prawie W bardzo ogólnym sensie możemy mówić o ist­
wyłącznie fotosyntetyzującym roślinom i sinicom, nieniu fizycznego mechanizmu, który utrzymuje
przy niewielkim udziale bakterii chemoautotrofów. zmiany bilansu węgla w pewnych granicach, mia­
Ponowne utlenienie związków węgla do C02 może nowicie ograniczenia wynikające z termodynamiki
się odbywać na różne sposoby - ogromną większość chemicznej. Jeżeli na powierzchni Ziemi nagroma­
biomasy utleniają rozmaite mikroorganizmy i zwie­ dzi się dużo związków zredukowanego węgla, a w at­
rzęta („destruenci”), część ulega spaleniu w natu­ mosferze odpowiednio wzrośnie ciśnienie parcjalne
ralnych pożarach lasów i stepów, a reszta - to spa­ tlenu, to wzrośnie też potencjał redoks i przyspiesze­
lanie biomasy i paliw kopalnych przez człowieka. niu ulegną procesy utleniania (nawet gwałtowne­
Ilość dwutlenku węgla w atmosferze rośnie i nie mu, bo wzrośnie prawdopodobieństwo pożarów). Teo­
ma wątpliwości, że człowiek ma w tym swój udział. retycznie ten mechanizm mógłby doprowadzić do
Czy naruszył odwieczną równowagę? Czy tempo przywrócenia stanu równowagi termodynamicznej,
produkcji i dekompozycji biomasy (inaczej: tempo i może kiedyś doprowadzi, ale będzie to oznaczało
redukcji i utleniania związków węgla) przyroda sama zanik wszelkich form życia, które czerpią energię dla
utrzymywała w idealnej równowadze, którą dopiero siebie właśnie z potencjału redoks niezrównoważonej
człowiek naruszył? termodynamicznie planety.
Nonsens. Z bardzo wiarygodnych danych wy­ W tym miejscu nasuwa się dygresja. Zrów­
nika, że bilans redukcji i utleniania węgla na Ziemi noważenie produkcji i dekompozycji (wliczając po
nigdy nie był w równowadze. W skali miliardów lat stronie dekompozycji również naszą cywilizację)
wydaje się, że średnio rzecz biorąc przeważało tempo jest naszym cywilizacyjnym marzeniem. Troszcząc
produkcji, ale następowały znaczne wahania tego się o przyszłość, wielkie nadzieje pokładamy właś­
tempa. Na przykład, dwa miliardy lat temu, kiedy nie w „rozwoju zrównoważonym”. Ale to jest poję­
pojawiły się masowo fotosyntetyzujące bakterie - cie nieprecyzyjne, a nawet mylące. „Rozwój zrówno­
przewaga procesów produkcji była tak wielka, że ważony” to oksymoron, zwrot wewnętrznie sprzecz­
radykalnie zmienił się skład atmosfery i musiało ny, tak jakbyśmy powiedzieli „rozwój stagnacyjny”.
nastąpić masowe wymieranie beztlenowców (te Tymczasem zasadą naszej cywilizacji jest właśnie
miałyby zapewne swoje zdanie na temat odwiecznej rozwój - wszystkiego ma być coraz więcej; dobrobyt
równowagi w przyrodzie!); ponad trzysta milionów jest synonimem wzrostu (a nie stałości) wszystkich
lat temu, w okresie karbońskim, również przeważały wskaźników - zatrzymanie dochodu narodowego
Wszechświat, t. 110, nr 10 -12/2009 ROK DLA EKOLOGII 7
stałym poziomie jest odczuwane jako kryzys. Ale inne, stopniowym wzrostem całkowitej biomasy,
fizyka jest nieubłagana: każdy wzrost, to brak rów­ wreszcie - pozornym ustaniem zmian i ustabilizo­
nowagi - bo wszystko co rośnie, pobiera więcej niż waniem się składu gatunkowego, tempa produkcji
oddaje. Termin „rozwój zrównoważony” zawiera i dekompozycji - wszystko to wydawało się ana­
oszukańczą sugestię, że wzrost może być za darmo. logią do wzrostu i rozwoju, a następnie okresu doj­
Nie może! Lepszy jest odpowiednik angielski - rzałości osobnika. U każdego organizmu można
sustainable development, czyli rozwój możliwy-do- dostrzec i rozsądnie uzasadnić celowość w budo­
podtrzymania”, inaczej rozwój, który jeszcze jakiś wie i funkcji. Współdziałanie części organizmu
czas potrwa. podporządkowane jest wspólnemu celowi (przeżyć,
Druga dygresja - to problem zmieniającego wydać potomstwo), wynikającemu z programu,
się klimatu. Czy kiedykolwiek - na mitologicznie w jaki każdy organizm jest wyposażony. Dlate­
zrównoważonej Ziemi - był stały klimat? Oczywiś­ go każdy organizm wykazuje równowagę, a nawet
cie, że nie! Mieszkańcy Polski, której cały krajobraz homeostazę. Ale ta analogia jest fałszywa w stosunku
ukształtowany został w epoce lodowcowej, gdyby do ekosystemu, który żadnego celu nie ma, zatem
tylko starannie się rozejrzeli, naocznie przekonaliby żadnych zadanych parametrów, a organizmy w je­
się, jak dramatycznie zmienił się tu klimat w ciągu go składzie - faktycznie współdziałają, ale robią
zaledwie kilkunastu tysięcy lat. Ale mamy przecież to każdy dla swojego egoistycznego celu (przeżyć,
dane paleoklimatologiczne, które wyraźnie świadczą wydać potomstwo), a nie dla wspólnego dobra. Ten
0 mniej głębokich, ale znacznie częstszych zmianach superorganizmalny sposób myślenia w ekologii
klimatu na Ziemi, mniej głębokich niż zlodowacenia dawno odrzucono.
1 interglacjały, ale wystarczająco dużych, żeby wpły­ Ale przecież w ekosystemach trwają procesy
nąć na zmiany zasięgów gatunków, wymierania, o mierzalnych tempach: produkcja, dekompozycja,
a także zmiany warunków życia ludzi. Ale uwaga! imigracja, emigracja, rozród, śmiertelność, poja­
To, że klimat Ziemi nigdy nie był utrzymywany na wianie się gatunków i znikanie. Tempa mogą być
stałym poziomie dzięki hipotetycznej „równowadze różne albo jednakowe - wtedy dana zmienna (np.
w przyrodzie”, wcale nie znaczy, że mamy zaprze­ ilość biomasy, różnorodność gatunkowa) pozostaje
czać, iż obecnie człowiek wpływa na kierunek i tem­ w równowadze. Ekolodzy od dawna wiedzą, że
po zmian klimatu, oraz że może to mieć dla nas da­ interakcje międzygatunkowe nie wynikają z troski
leko idące, niekorzystne skutki. To trochę tak, jak o wspólne dobro ekosystemu, ale zasadne jest pytanie,
płynąć na pontonie z prądem górskiej rzeki: od załogi czy z interakcji tych nie wynika właśnie ustalanie się
też zależy, czy uniknie katastrofy - chociaż rzeka równowagi tempa procesów, a może nawet regulacja.
i tak płynie jak chce. Klasycznym modelem w ekologii jest równanie
logistyczne - które przewiduje początkowo przy­
Równowaga w lokalnym ekosystemie: spieszone tempo wzrostu liczebności populacji, a na­
stały skład gatunkowy, stała biomasa? stępnie spowolnienie aż do ustabilizowania sta­
łej liczebności, takiej, by populacja pozostawała
Może niepotrzebnie sięgamy do zjawisk w wiel­ w równowadze z jej zasobami (osiągała liczebność
kiej skali przestrzennej i czasowej? Może postulat odpowiadającą „pojemności siedliska”), co w prakty­
„równowagi w przyrodzie” ma dotyczyć lokalnych ce oznacza, że tempo rozrodu i śmiertelność populacji
biocenoz i ekosystemów, w skali czasowej jednego też się równoważą. Podstawowe podręczniki ekologii
albo kilku pokoleń ludzkich - co się da ogarnąć zawsze zamieszczają proste modele Lotki i Volterry,
pamięcią i wyobraźnią? Trzeba przyznać, iż hipotezę złożone z układów równań różniczkowych, które
0 równowagowych procesach na poziomie biocenozy pokazują, w jaki sposób mogą stabilnie koegzystować
1 ekosystemu nie tylko poważnie rozważano, ale była dwie konkurujące populacje. Wynika z tego wniosek,
to prawie że paradygmatyczna doktryna przez wiele potwierdzony też eksperymentalnie, że koegzystować
lat rozwoju ekologii. Od co najmniej kilkudziesięciu mogą gatunki, których nisze ekologiczne się różnią,
lat wiadomo jednak, że ten pogląd jest nadmiernym a przynajmniej nie pokrywają się za bardzo. Na tej
uproszczeniem. przesłance zbudowano tzw. równowagową teorię
W pierwszym etapie rozwoju ekologii przez zespołu: liczba gatunków, jakie mogą zasiedlić dany
pewien czas patrzono na ekosystemy jak na su- obszar, zależy od tego, ile pomieści się w danym
perorganizmy. Proces sukcesji ekologicznej: stop­ środowisku nisz ekologicznych, czyli sposobów ży­
niowego zasiedlania terenu, z następstwem kolejno cia, zdobywania pokarmu, schronienia, itp., na tyle
pojawiających się gatunków, zastępowanych przez rozmaitych, żeby natężenie konkurencji między
8 ROK DLA EKOLOGII Wszechświat, t. 110, nr 10 - 12/2009
podobnymi gatunkami było niewielkie, inaczej obserwowana przez prawie 8 lat bez przerwy.
przetrwa tylko jeden z nich. Jeżeli wszystkie nisze Hodowanie całego ekosystemu jest trudne, ale tym
zostaną zajęte - zespół osiągnie stan „nasycenia” razem się udało. Wynik był dość deprymujący —
i pozostanie w równowadze; jakieś gatunki mogą żadna z kilkunastu gatunkowych populacji nie
zostać zamienione przez inne, ale liczba gatunków utrzymywała stabilnej liczebności, wahania były
(zajętych nisz) już się nie będzie zmieniała. Co bardzo duże i niemożliwe do przewidzenia. Mimo to
więcej, dane siedlisko, w określonym klimacie, na zespół organizmów planktonowych przetrwał przez
określonym podłożu, skupi zespół gatunków, które wiele sezonów. Staranne zbadanie bardzo bogatej
będą akurat do tego środowiska przystosowane, fauny roślinożernych owadów w lesie tropikalnym
to znaczy zarówno do warunków fizycznych, jak przyniosło nieoczekiwane odkrycie, że większość
do konkurowania z innymi. Dlatego zespół jest z nich nie specjalizuje się w gatunku rośliny ży-
powtarzalny, las mieszany w różnych miejscach wicielskiej, ich nisze pokarmowe nakładają się
w Polsce będzie miał te same mniej więcej gatunki w wielkim stopniu, co według równowagowej teorii
roślin, owadów i ptaków. Dzięki tej stałości zespoły powinno prowadzić do wyeliminowania gatunków
można klasyfikować i nadawać im nazwy. i zmniejszenia różnorodności.
Jednak postęp badań ekologicznych, coraz Te obserwacje skłoniły badaczy do poszukiwań
lepsza znajomość rzeczywistych struktur i procesów, innych niż dotąd teorii, które lepiej pozwoliłyby
zmusiła do rewizji tego stanowiska. Jednym z czyn­ wyjaśniać i przewidywać strukturę i dynamikę
ników, które się do tego przyczyniły, były na wielką wielogatunkowych zespołów - w odróżnieniu od
skalę zdarzające się - za sprawą człowieka - zmiany dotychczasowych, nazywa się je teoriami nierów­
w składzie biocenoz, na przykład spowodowane nowagowymi (non-equilibrium theorieś). W ich
zawlekaniem gatunków z innych części świata. Oka­ świetle przyjmuje się, że wszystkie zbiorowiska
zywało się wtedy, że zespoły wcale nie były na­ organizmów mają charakter przejściowy; pozory
sycone - mogły pomieścić więcej gatunków. O tym, stałości biorą się zwykle stąd, że obserwacje
jaki zestaw gatunków w danym miejscu tworzy zes­ trwają za krótko. Podejście nierównowagowe nie
pół, w znacznie większej mierze, niż przypuszczano, zaprzecza temu, że dany zespół gatunków, w danych
decyduje to, jakie akurat gatunki zdołają dotrzeć w to warunkach siedliskowych, mógłby w końcu uzys­
miejsce, a w mniejszym - jakie interakcje z innymi kać stan równowagi, wynikający z sieci interakcji
gatunkami są możliwe. międzygatunkowych. Taki teoretyczny punkt rów­
Z drugiej strony, uważne śledzenie liczebności nowagi pewnie istnieje, tylko że dany zespół nie zdąży
wielu populacji przez długi czas pokazało, że pra­ go osiągnąć, bo ustawiczne przypadkowe fluktuacje
wie żadna z nich nie utrzymuje stałej, ani nawet mało warunków powodują, że zespół nie może dojść do
zmiennej liczebności. Wahania liczby osobników są hipotetycznej równowagi. Podejście nierównowago­
głębokie i chaotyczne, w znacznej mierze spowodowane we jest bardziej realistyczne; niestety również dlate­
przypadkowymi czynnikami zewnętrznymi. Najbar­ go, że z góry określa swoje ograniczenia.
dziej różnorodne zespoły utrzymują się tam, gdzie Wielu badaczy obecnie pilnie śledzi zmiany
najczęściej występują rozmaite, niewielkie zaburze­ w rzeczywistych zespołach różnych organizmów,
nia: takie, które nie pozawalają osiągnąć żadnej w różnych środowiskach i rejonach geograficznych,
populacji liczebności zbliżonej do teoretycznie mak­ podczas gdy inni, pochyleni nad komputerami, starają
symalnej, ale też nie powodują jej wytępienia. się stworzyć jak najlepsze modele matematyczne,
Niskie zagęszczenia populacji powodują, że mniej opisujące tę rzeczywistość. Trwają spory i debaty, nie
nasilona jest konkurencja między podobnymi do wiadomo jeszcze, jaki ostateczny kształt przybierze
siebie gatunkami, dzięki czemu koegzystować mogą teoria bioróżnorodności, ani kiedy będzie gotowa.
nawet takie, które zgodnie z teorią i eksperymentami Czekają na nią niecierpliwie specjaliści praktycy
w sztucznych warunkach, powinny się wzajemnie ochrony przyrody, bo skuteczność ich pracy zale­
wykluczać. Z drugiej strony, układ drapieżnika i ofiary ży od dobrego rozumienia zasad funkcjonowania
okazywał się nader często niestabilny: drapieżniki przyrody.
zbyt intensywnie eksploatowały ofiary, trzebiąc ich Ale w praktyce ochronny przyrody notorycznie
populacje do tego stopnia, że same musiały wyginąć. przeszkadza mit o bliżej nieokreślonej, odwiecznej
Jednym ze spektakularnych wyników była równowadze w przyrodzie, zaburzonej przez czło­
opublikowana w 2008 roku eksperymentalna praca wieka (ku jego zgubie). Wynika stąd inne przekona­
o zespole planktonu z Morza Bałtyckiego, którego nie, że mianowicie przyroda najlepiej funkcjonuje
dynamika była w stałych, sztucznych warunkach sama, niczego nie należy zmieniać ani regulować,