20 perc könyvklub

Peter Wohlleben

Ha a fák lélegzethez jutnának

Ezer év tanulás

Az élethosszig tartó tanulás korántsem a modern oktatáspolitika találmánya, nem ám: a fák már évmilliók óta gyakorolják. Épp azoknál az élőlényeknél, amelyek több ezer évet is megérhetnek, életbe vágóan fontos a tanulás, mondhatnánk, az életben maradás kulcsa. A rövid életű organizmusok sűrűn és nagy számban szaporodnak, a gének mutációja révén gyorsan elvégzik a szükséges alkalmazkodásokat. Egyes mikroorganizmusok, mint például az Escherichia coli bélbaktériumok még arra is képesek, hogy megfelelő körülmények között akár húszpercenként osztódjanak⁷ – erről a fák csak álmodhatnak. Náluk egyes fajoknak szélsőséges esetben akár évszázadokat kell várniuk arra, hogy ivaréretté váljanak, de még az olyan fürge teremtményeknek is, mint amilyen a nyír- vagy a nyárfa, öt évükbe telik, mire először virágoznak.

Az erdőben ráadásul a nemzedékváltást elő is kell készíteni. Ha az anyafa meghal, lyuk keletkezik a lombkoronában, amelyen keresztül akadálytalanul bejut a fény és a csapadék a talajba. Csak ekkor nyílik meg az esély az utód előtt, hogy növekedésnek induljon. A németországi őshonos erdők tipikus fafaja, a bükk esetében egy ilyen váltás 300–400 évet vesz igénybe. Tulajdonságaiknak a változó éghajlat miatt szükségessé váló genetikai átalakulása ennek megfelelően hosszú ideig tart – túl hosszú ideig.

A változó környezeti viszonyokhoz való alkalmazkodásnak azonban nem a mutáció az egyetlen módja, amint azt saját tapasztalatainkból is tudhatjuk. Az ember az elmúlt néhány évezredben genetikailag alig változott, ennek ellenére viszonylag rövid időn belül sikerült a feje tetejére állítanunk az egész életünket. Őseink gyűjtötték a tapasztalatokat, és megtanulták, hogyan kezeljék a változásokat. Tehát nem genetikailag, hanem a viselkedésük útján alkalmazkodtak. Csak így képzelhető el, hogy fajunk mind a jéghideg Északot, mind az izzóan forró szavannát be tudta népesíteni. A hosszú életű lények túlélésének kulcsa tehát a tanulás és a megszerzett ismeretek továbbadása. És pontosan ezt teszik bizonyíthatóan a fák is, amint arról magunk is meggyőződhetünk majd a legközelebb, egy forró nyáron.

2018 és 2019 forró nyarán az Erdei Akadémia területén álló régi bükkerdők meglepően stabilnak mutatkoztak. Míg körös-körben az erdőgazdasági ültetvényeken nemcsak az erdei- és a lucfenyők pusztultak el, de még az öreg lombos fák is már augusztusban elhullatták a leveleiket, az érintetlen természetvédelmi területeken egészen másként festett a helyzet. A hatalmas fakoronák között örök szürkület uralkodott, itt még hónapokon át tartó csapadékmentesség esetén is kellemesen párás és hűs volt az idő.

Ám a harmadik aszályos nyáron, 2020-ban változott a kép. Míg júliusig úgy tűnt, minden az előző évekhez hasonlóan alakul, a következő, augusztusi hőhullám végül mégiscsak betett az erdőnek. Egész hegyoldalak színeződtek sárgás-barnásra, és a fák három napon belül elhullatták a lombjaikat. Leírhatatlanul nyomasztó érzés úgy járni az erdőt, hogy nyár közepén ezrével szállingóznak alá a koronákból a hulló levelek. Ekkortájt éreztem először, hogy a bükkerdők jövőjét illetően is van ok az aggodalomra. Elsősorban az északi lejtők fáit érintette a jelenség, noha éppen ezek azok a területek, amelyek kifejezetten kedvezőek az erdők számára. Most mégis itt jelentkeztek a leginkább a tünetek.

Az északi lejtők talaját kevesebb órán át süti a nap, mint a déli lejtőkét, mivel nemcsak a fák, hanem az egész hegy is árnyékolja. Következésképpen itt a levegő hőmérséklete is alacsonyabb, és ilyen körülmények között a víz is lassabban párolog el. Árnyékban és hűvösben: így érzik magukat legjobban a bükk- és a tölgyfák. A különbség a növekedésben is megmutatkozik: az északi lejtőn a fák súlya kétszer akkora lehet, mint a déli lejtőn, ahol a hőség és a szárazság akadályozza a fotoszintézist. Mindent összevetve tehát az északi oldal a fák számára valóságos paradicsom. Legalábbis mind ez idáig az volt.

A déli lejtő ezzel szemben a fák szükségleteinek szempontjából mindig is hátrányos helyzetű térség volt. Mint egy óriási napelem, ferdén terül el a nap irányában, úgyhogy egész nap ki van téve a teljes sugárzási hőnek. A csapadék mind a fa koronájából, mind a talajból sokkal gyorsabban párolog el, és perzselően forró nyári napokon a hegyoldalon álló bükkökből és tölgyekből lényegesen előbb kifogy a szufla. A fotoszintézis általi cukortermelésre jóval kevesebb napon kerül sor, mint északi társaik esetében. Fogalmazhatnánk úgy is, hogy a déli lejtőkön már ma is olyan hőmérsékletek és párolgási ráták uralkodnak, amilyeneket az északi lejtők csak a klímaváltozás későbbi szakaszaiban fognak megismerni.

Ennek ellenére a fákat ért stresszhatás, ami a levelek barnulásában mutatkozik meg, itt, a déli oldalon lényegesen gyengébb volt. A déli lejtők fái sem maradtak ugyan 2020-ban teljesen épek, de gyakorlott aszkétákként időben vészhelyzeti üzemmódra kapcsoltak. Ezzel vizet takarítottak meg, és egyfajta félálomba helyezték magukat.

Az északi lejtőn ellenben a forró augusztusi napok úgy csaptak le a fákra, hogy azok nyilvánvalóan nem látták előre a baj közeledtét. 2019-ben, az aszály közepén még elégséges volt itt a talajnedvesség az árnyékban, és 2020 júliusáig ebben nem is volt változás. Ám ekkor egy csapásra elfogytak az utolsó tartalékok is. Azért egy csapásra, mert egy kifejlett bükk egyetlen forró nyári napon akár 500 liter vizet is elpárologtat – és ha egy fa nem lép időben a fékre, akkor a fentről érkező utánpótlás híján hirtelen csak poros talajt talál a lába alatt. A gyökerek észlelik a váratlanul beállt szárazságot, de ekkor már késő van ahhoz, hogy stratégiát váltsanak. Immár nem lehetséges takarékosabban kezelni az aranyat érő nedvességet, most már csak a vészfékezés segít.

Az északi lejtők fái pedig behúzták a vészféket. Az intenzív levélhullás nem más, mint a párologtatási felület pánikszerű csökkentése. Hogy milyen drámai volt a helyzet, az pusztán a változások iramából is kiviláglott számomra. Ha egy fa mindössze három nap alatt leveti a lombja nagy részét, az maximális sebességnek számít. Hasonlítsuk csak össze az őszi lombhullással: a folyamat lassan kezdődik el, az első lépés a fotoszintézist lehetővé tévő zöld festékanyag, a klorofill kivonása. A klorofill feloldódik, és a fa az ágaiban, a törzsében és a gyökereiben elraktározza a következő évre. Így nem kell fáradságosan újratermelnie. A kivonás miatt láthatóvá válik a levél felületén addig rejtett sárga festékanyag. Ha a fa minden fontos tápanyagot elvont, akkor egy parafa abszcissziós (elválasztó) zónát képez, és a levél a talajra hullik. Az egész folyamat ráérősen, hetekre elnyúlik, és csak novemberben zárul le.

A 2020. augusztusi levélhullatás azonban szabályszerű pánikreakció volt. A bükkfák eleinte próbálták ugyanazt a procedúrát végigvinni, mint amit ősszel szoktak – szépen, előírásszerűen. Hamar észbe kaptak azonban, hogy ez így nagyon lassú lesz, és hogy még mindig túl sok vizet párologtatnak. Ha egy fa ebben a folyamatban nem tud időben korrigálni, akkor kiszárad és elpusztul.

Úgyhogy a bükkök nagyobb sebességre kapcsoltak, és nemcsak a barna (tehát üres) leveleiktől szabadultak meg, hanem a sárgáktól, sőt a zöldektől is. A zöld levelek elhullatása a bükkfák esetében magas fokú vészjelzés. Az a fa, amelyik lemond a levelekben rejlő értékes tápanyagokról, ahelyett hogy félretenné (mint ősszel), nagy kockázatot vállal. A következő tavasszal az utolsó tartalékokra is szüksége lesz, hogy felébredjen a téli álomból és új lombot fakasszon. Ha aztán még valamilyen betegség is megtámadja, vagy jön a következő szárazság, akkor kimerülnek az energiák, és a fa elpusztul. Zöld leveleket tehát csak a legeslegnagyobb vész esetén hullat el egy bükkfa.

A nagy sietség dacára azért az északi lejtőn felfedezhettünk némi rendszert a káoszban. Először a felső koronarész levelei hullottak le, aztán következtek rétegről rétegre az alsóbb ágak levelei. És ez a stratégia a legtöbb fa esetében bevált. Ugyanis a szél északira fordult, és nedves levegő áramlott az Eifel hegyeibe. A felhők felkúsztak a lejtőkön, és közben hatalmas csapadékmennyiséget zúdítottak le, ezzel végre enyhítve a fák szomját. Megállították a maradék lomb elhullását, sőt késleltették – ez nagyon jellemző a még éhes fákra, amelyek megmaradt leveleiket gyakran október helyett csak novemberben hullatják el, hogy még egy kis cukrot vegyenek magukhoz, és tartalékot gyűjtsenek a közelgő télre.

Ami az erdők szárazságstressz sújtotta helyzetét illeti, az messziről sokszor drámaibbnak látszik, mint amilyen valójában. Először a lombkorona külső levelei színeződnek zöldről barnára, amitől a bükk- és tölgyállományok távolról elég vigasztalan képet nyújtanak. Ha viszont az erdő mélyén járunk, gyakran meglepően életerősnek tűnnek. A lombkoronák alatt sétálva a belső korona levelei dominálnak, és ezek még zöldek és nedvdúsak. De ha már augusztusban a talajon hever az avar, akkor tudhatjuk: vörös fokozatú riasztás van életben.

A wershofeni északi lejtők fáinak többsége túl fogja élni ezt a sokkot. De mindenekelőtt megtanulták, hogy jobban be kell osztaniuk a vizet. Életük hátralévő részében rá fognak lépni a fékre, takarékosan fognak inni, és a következő tavasszal nem fogyasztják el az utolsó cseppig a talajban elraktározott téli csapadékot. Viselkedésük változása mérhető, mégpedig a törzs átmérőjének lelassult növekedésében. Még ha a jövőben nem is kerülne sor ilyen aszályos időszakokra, a fák ennek a traumatikus élménynek a hatására hűek maradnának újonnan kialakított stratégiájukhoz – elvégre sosem lehet tudni…

A viselkedésnek az új tapasztalatok hatására történő megváltozását nevezzük tanulásnak. Az olyan élőlények számára, amelyek sokáig élnek, a tanulás a legfontosabb túlélési stratégia.

Hogy lássuk, milyen összetett módon képesek tanulni a növények, távolodjunk el ezúttal egy kicsit a fáktól, és vizsgáljuk meg a borsót! Ez a hüvelyes növény azzal a nem csekély előnnyel rendelkezik, hogy „némileg” könnyebben kezelhető a laboratóriumban, mint a bükk- vagy tölgyfák. Ott, a kutatók mesterséges világában elképesztő dolgok derülnek ki ezekről az apró növénykékről. Monica Gagliano, Sydney-ben dolgozó biológus úgy tréningezi a borsókat, mint a kutyákat. Olvasóim bizonyára hallottak már Ivan Petrovics Pavlov legendás kísérleteiről. A híres orosz orvos a kutyák viselkedését tanulmányozta. Ha eledelt nyújtott feléjük, nyáladzani kezdtek. Ha megnyomott egy csengőt, nem történt semmi. Aztán elkezdte előbb megnyomni a csengőt, és utána etetni. Nem telt bele sok idő, és a kutyáknál, amint meghallották a csengő hangját, megindult a nyálelválasztás, még ha nem is kaptak enni. Ezt a folyamatot nevezzük kondicionálásnak – két, egymástól teljesen független ingert ugyanazzal a folyamattal hozunk összefüggésbe. És a borsókat is lehet kondicionálni!

Monica Gagliano ehhez a növényeket a sötétségbe száműzte, hogy egy kicsit éhezzenek. Ezután időnként kék fényt sugárzott rájuk. A fény biztosítja az energiát a fotoszintézishez. A borsóknak egyszeribe farkasétvágyuk támadt. Levélkéiket tüstént a fényforrás felé fordították – ezt a jelenséget bizonyára mindannyian jól ismerjük az otthoni szobanövényeinknél. Mindebben még nincs semmi rendkívüli, leszámítva talán azt a különbséget, hogy a borsók aztán a sötétben újra semleges pozícióba helyezték a leveleiket. Következő lépésként a kutató a fényadást egy légfuvallattal kombinálta, amit a fényforrás bekapcsolása előtt indított be. A kísérletsorozat utolsó lépésében a sötétben lévő borsókra levegőt fújtak, anélkül hogy utána felkapcsolták volna a fényt. És láss csodát: a növények a légáramlat felé fordították a leveleiket, nyilvánvalóan abban reménykedve, hogy nemsokára megérkezik onnan a fény. Az ingert, aminek az égvilágon semmi köze nem volt a fotoszintézishez, összekapcsolták a fénnyel, vagy másképp fogalmazva: a borsó képes asszociálni. Monica Gagliano véleménye szerint ez a képesség valószínűleg számos más növénynél is felfedezhető.⁸ Kutatási eredményei rávilágítanak arra, hogy zöld barátaink sokkal összetettebb módon tanulnak, mint idáig gondoltuk. Ennélfogva a változásokhoz való alkalmazkodás képessége is fejlettebb lehet náluk, mint eddig feltételeztük. Ez után a rövid kitérő után pedig kanyarodjunk vissza a fákhoz.

Hogy mennyi ideig tanulnak a fák, arra jó példa az a néhány látványos tölgy, amely a Mecklenburg-Elő-Pomeránia tartománybeli Ivenack közelében található. A kocsányos tölgyeknek rövid, vastag törzsük van, és hatalmas, csomós ágaik. A korukat 500 és 1000 év közé becsülik – ezzel Németország legöregebb fái közé tartoznak. A legimpozánsabb fatörzs átmérője 3,49 méter, a térfogata 180 köbméter – ez a német fák átlagának 360-szorosa.⁹

Az öreg fák az erdészek szemében általában kevésbé ellenállóképesnek számítanak. Értéküket nem sokra becsülik, mert a gombafertőzések miatt belül már sokszor nem épek. Nem lehet már őket értékesíteni a fűrésztelepen. A hivatalokban dolgozó erdőőrök körében elterjedt vélemény, hogy ezek a veteránok már nem tudnak megküzdeni a hőséggel és a szárazsággal, ezért érdemes őket idő előtt kivágni, és új, életerős facsemetékkel helyettesíteni. Mindez azonban csak mese, ócska PR-fogás, hogy a nyilvános tiltakozást megúszva kivághassák a vastag, értékes törzseket. Igazán öreg fákat ezért ma már csak kultúrtájakon láthatunk, nem az erdőkben. Itt nem folyik erdőgazdálkodás, itt önmagukért szeretik a fákat.

Az ivenacki tölgyfáknak ennek ellenére már az éghajlatváltozás előtti időkben is mostoha soruk volt, elvégre az ilyen kultivált helyeken nem uralkodik igazi erdei klíma. A valódi erdőkben cseperedő társaikhoz képest tehát arra lehetett számítani, hogy rövidebb élet adatik nekik. Mégis rekorderek lettek az itt honos tölgyek között, és ennek nem kevés köze van a tanuláshoz.

A legidősebb egyedet néhány kutató alaposabban is szemügyre vette. Akárcsak nálunk, embereknél, a komputertomográfia a fák esetében is kiváló eszköz arra, hogy bepillantsunk a belsejükbe, anélkül hogy kárt okoznánk. Egy ilyen vizsgálat során derült fény arra, hogy egy vékony külső falat leszámítva a kolosszus belül odvas és korhadt. Körülbelül 3,5 méteres átmérőjével a külső, félig-meddig egészséges fa vastagsága mindössze 6 és 50 centiméter között van, részben már egyáltalán nincs is semmi teherbírása. A fának ezzel a maradék törzzsel kell ellenállnia az őt tépázó viharoknak, kell a vizet a koronához felszállítania, a tápanyagot pedig le, a gyökerekhez eljuttatnia. Nem csoda, hogy a tölgy a 2018-as aszályos évben meglehetősen rozoga állapotúnak tűnt, és minden okunk megvolt rá, hogy aggódni kezdjünk érte. Tetézte a bajt, hogy a vén fák egy vadasparkban állnak, ahol a nagy számban ott élő muflonok és dámszarvasok ürüléke borítja a talajt. Túltrágyázzák a földet nitrogénnel, ami nagyon nem tesz jót a fáknak.¹⁰

Elérkezett a harmadik száraz nyár, 2020 nyara. Dr. Andreas Roloff professzor kutatócsoportja nagy aggodalommal kezdte tanulmányozni a legöregebb tölgy állapotát. Hamar kiderült: a fa majd kicsattan az egészségtől! A lombosodás és az ágak alapján csakis az a következtetés vonható le, hogy a fa állapota korához képest tökéletes – nyilatkozta Roloff.

Hogy alaposabb pillantást vethessenek a részletekre is, egy dobókötéllel ágmintákat vettek a kocsányos tölgy koronájából. A tudósok legnagyobb elképedésére a hajtásokon számos olyan levelet találtak, amelyek a kocsánytalan tölgyhöz, vagyis egy tulajdonképpen teljesen más fafajhoz sorolhatóak. És ez még nem minden! Az ugyancsak a kocsánytalan tölgyének kinéző termések mellett olyan levelekre is bukkantak, amelyek különben a pireneusi tölgyeken találhatóak. Különböző tölgyfajok egyesülve egy fán?

Az erdészeti szakma berkein belül már régóta keringenek olyan nézetek, amelyek szerint kocsányos vagy kocsánytalan tölgyek nem is léteznek: egyetlen fajról van szó, amely az élőhelyétől függően különbözőképpen néz ki.

A kocsányos tölgy termésén hosszú kocsányok vannak – innen a neve. A levelei egy kicsit másképp néznek ki, mint a kocsánytalan tölgyéi, de elsősorban az élőhelye az, ami megkülönbözteti az utóbbitól. Míg a kocsánytalan tölgy a hegyes-dombos vidékek száraz helyein telepedik meg, a kocsányos tölgy az akár hónapokon át tartó áradásokat is jól tűri, ezért természettől fogva inkább a mélyebben fekvő helyeken, például folyó menti erdőkben érzi jól magát. Legalábbis eddig így tudta az erdész szakma. A levelek és a termések egyértelmű megkülönböztető jegyei azonban odakint az erdőben már korántsem olyan egyértelműek: a két tölgyfaj bátran keveredik, és az utódaik minden lehetséges köztes formát felmutatnak.

Az ivenacki tölgyekkel kapcsolatos kutatási eredmények egészen más elképzeléseknek is megágyazhatnak: talán nem is két fafajról van szó, hanem csak egyről, amely más-más módon alkalmazkodik az aktuális klímához. Genetikai vizsgálatokkal kimutatták, hogy az ivenacki matuzsálem fák ősei a jégkorszakot követően Spanyolországból vándoroltak vissza. Ha most nálunk újra melegebb és szárazabb lesz (úgy, mint eredeti hazájukban), akkor lehetséges, hogy ezekhez a viszonyokhoz alkalmazkodik a fa, ami különböző levélformákban fejeződik ki. Ezt a feltételezést erősíti az is, hogy a tölgyek 2018 után a két további nagyon száraz évben, 2019-ben és 2020-ban is képesek voltak regenerálódni.¹¹ Másképp fogalmazva: Lehet, hogy az öreg fák emlékeznek őseik hazájára!

Másik lehetőségként az is felvetődik, hogy egy új fafaj keletkezésének vagyunk a szemtanúi. A szemtanút ebben az esetben nem szabad szó szerint vennünk, mivel ez a folyamat évezredekig is eltarthat. Megeshet, hogy a nálunk honos tölgy két új fajjá válik szét: kocsányos és kocsánytalan tölggyé. Ez kissé furcsán hangzik, mert lépten-nyomon kevert formákba botlunk. A tölgyeket a szél porozza be, pollenjeik sok kilométert megtesznek a következő fákig. Ezáltal folyamatos keveredés van – hogyan alakulhatna ki egy új faj, ha örökösen sutba vágják az eredményt?

Hasonló példát a honi állatvilágból is említhetünk, amely ugyanilyen kérdéseket vet fel. A kormos varjakról van szó, amelyek talán szintén épp ott tartanak, hogy egy új fajt hozzanak létre. Ők is messzire tudnak repülni, és más vidékek varjaival keverednek, mégis kialakulóban van egy különleges színvariáns: a dolmányos varjú. Genetikai vizsgálatok arra az eredményre jutottak, hogy a kormos és a dolmányos varjú esetében ugyanarról a fajról van szó, és a két madár keresztbe-kasul párosodik is. Területi megoszlásuk mégis eltérő. A Wershofen környéki erdőkben nincsenek dolmányos varjak, míg az Elbától keletre sokszor csak dolmányos varjak röpködnek, és egyetlen kormos varjú sem látható.

Bár mindkét színvariáns egyedei hibrid párokat is képeznek, ez viszonylag ritkán fordul elő. Az ok egy olyan jelenségben keresendő, amelyet a tyúkjainknál, sőt a kecskéinknél is megfigyelhetünk: a színük alapján egymáshoz jobban hasonlító állatok erősebben vonzódnak egymáshoz. Ily módon a dolmányos varjak fenntarthatják magukat önálló populációként, és a jövőben talán önálló fajjá is válnak.

A tölgyfák esetében ilyesféle vonzalomról természetesen nem beszélhetünk – egy pollen nyilvánvalóan nem tudja megválasztani, milyen nőstény virágra száll le, és milyen virágot kerül el inkább. Lehetséges magyarázatként maradhatna tehát a helyhez és a változó éghajlathoz való alkalmazkodás képessége, ami a virágok és a termések eltérő kinézetében mutatkozik meg. Számomra a két faj elmélete mégsem hangzik túl meggyőzőnek.

Az ivenacki tölgyfák vizsgálata egyébként egy egészen más eredményt is napvilágra hozott: kiderült, hogy még a legöregebb fák is képesek alkalmazkodni a megváltozott környezeti feltételekhez. Mint azt talán már olvasták A fák titkos élete című könyvemben, a fák képesek tanulni és a megtanult ismereteket tartósan elraktározni magukban. Ha ezer éven át tanulnak, akkor a fiatal, frissen elültetett palántáknál sokkal jobban kell tudniuk, hogyan reagáljanak a nyári szárazságra. A kutatási eredmények rámutatnak, mennyire fontos, hogy végre újra hagyjuk az erdei fáinkat megöregedni.

Aki egész életén át tanul, hatalmas tudáskincset halmoz fel. Mi, emberek könyvekben és számítógépekben tároljuk ezt a tudást, vagy szóban hagyományozzuk tovább, mint a réges-régi időkben. De mi a helyzet a fákkal? Életük kihunyásával egyben a sok-sok összegyűjtött tapasztalat is elvész? Sokáig így hittük, míg egy fiatal tudományág nyomába nem eredt a kérdésnek és megállapította: a fák is továbbadják bölcsességüket a következő nemzedéknek.