„Jósolni nehéz, különösen a jövőt illetően” – mondta állítólag Niels Bohr Nobel-díjas fizikus, bár egyesek szerint valójában Yogi Berra legendás baseballjátékos a szerzője. Ez a bizonytalanság jól szemlélteti, hogy nemcsak a jövő, hanem a múlt eseményeinek feltárása is hasonló nehézségekkel jár. Különösen igaz ez a távoli múlt kutatására, például arra, hogyan alkalmazkodott az élet a Föld körülményeinek radikális változásához, mint amilyen a légkör oxigéntartalmának jelentős megemelkedése volt.
A Science folyóiratban megjelent friss kutatásban egy nemzetközi kutatócsoport látványos részletességgel tárta fel, hogyan fejlődtek a baktériumok, és hogyan alkalmazkodtak az oxigénhez az évmilliárdok során. A munkát Szöllősi Gergely, a HUN-REN ÖK Evolúciótudományi Intézet tudományos főmunkatársa és az Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) Modell-alapú Evolúciós Genomikai Csoportjának (Model-Based Evolutionary Genomics Unit) vezetője koordinálta, meghatározó együttműködésben Tom Williams-el (Bristoli Egyetem) és Adrian Davín-al (Phil Hugenholtz csoportja, Queenslandi Egyetem).
A kutatás célja kettős volt: egyrészt pontosan megállapítani, mikor alakultak ki a baktériumok főbb csoportjai a Föld története során, másrészt pedig rekonstruálni, hogyan alakult ki és terjedt el a baktériumok körében az oxigén használatának képessége. Ehhez viszonyítási pontként a mintegy 2,33 milliárd éve bekövetkezett Nagy Oxidációs Eseményt (Great Oxygenation Event, GOE) használták, amikor a cianobaktériumok fotoszintézise miatt drámai módon megnőtt a légköri oxigén mennyisége, gyökeresen megváltoztatva bolygónk atmoszféráját. Korábban ezt a korszakot nehéz volt pontosan datálni, mivel nagyon kevés fosszília áll rendelkezésre.
A kutatók geológiai és genetikai adatok együttes elemzésével oldották meg ezt a problémát, egy új megközelítést alkalmazva magát a GOE-t használták viszonyítási pontként: Gépi tanulással következtettek arra, mely ősi baktériumok lehettek aerobok. Ezt követően bayesi statisztikai megközelítést alkalmazva határozták meg mikor jelenhettek meg azok, feltételezve, ha a rendelkezésre álló genetikai és fosszila adatok mást nem mondtak, hogy ezek az oxigént használó baktériumok a GOE után jelentek meg.
A kutatás során, amely 1007 bakteriális genom evolúciós történetét rekonstruálta, összesen 84 anaerob-aerob átmenetet találtak. Ezek nagy része a GOE után következett be, ám legalább három esetben már jóval korábban, a legkorábbi közel 900 millió évvel megelőzte az oxigén légköri felhalmozódását. Ez arra utal, hogy a baktériumok jóval előbb képesek voltak oxigént használni, mint ahogy az nagy mennyiségben rendelkezésre állt volna. Érdekes módon az oxigénhasználat képessége már az oxigént termelő fotoszintézis előtt megjelenhetett, sőt, akár elősegíthette a fotoszintézisben kulcsszerepet játszó gének kifejlődését is.
A kutatás szerint a ma élő baktériumok utolsó közös őse mintegy 4,4–3,9 milliárd éve, a Hadészi vagy korai Archaikum földtörténeti korszakban élt. A fő baktériumtörzsek kialakulása később, 2,5–1,8 milliárd éve, az Archaikum és Proterozoikum határán történt, míg számos mai baktériumcsalád már az állati és növényi élet megjelenésével párhuzamosan, 0,75–0,6 milliárd éve alakult ki.
A kutatók által kidolgozott innovatív módszer, amely a genomikai, fosszilis és geokémiai adatok kombinálásán alapul, új és izgalmas perspektívákat nyújt az élet korai evolúciójának megértéséhez, különösen azoknál a mikrobáknál, amelyekből fosszíliák nem maradtak fenn. Ez a megközelítés a jövőben más mikrobiális tulajdonság kialakulásának tanulmányozására is kiváló eszközként szolgálhat.
Kép: Sávos vasérc: üledékes kőzet, amely a légköri oxigénszint növekedését dokumentálja a Nagy Oxidációs Esemény (GOE) idején
Török Edina a HUN-REN Ökológiai Kutatóközpont tudományos munkatársa a Lendület Táj és Természetvédelmi Ökológiai Kutatócsoportban dolgozik. Az ökológiai és természetvédelmi biológiai kutatások területén főként a tájszerkezet hatását vizsgálja a biodiverzitásra. Fontos célkitűzésének tekinti a természetvédelmi kutatásokat, amelyeknek középpontjában a beporzó rovarok védelme és közösségük megőrzése áll az emberek által dominált tájakon.
Bihar megyében, egy magyar határhoz közeli kisvárosban nőttél fel, hogyan fordult az érdeklődésed a biológia, természetvédelem felé?
Az érdeklődésem már egészen kisgyerekkoromban kialakult. Mindig is nagyon szerettem a természetet, különösen az ízeltlábúakat, rovarokat. Egyszerűen gyönyörűnek láttam őket, és nem értettem, miért félnek tőlük vagy miért tartják őket csúnyának. Margittán nőttem fel, egy kisebb városban, a magyar határ közelében, Nagyvárad mellett. Édesapám Apátkeresztúron nőtt fel, ez egy kis falu Margittától mintegy 10 km-re. Gyakran jártunk oda, főleg nagymamámhoz, szinte minden hétvégét ott töltöttem. Édesapámmal sokat kirándultunk a környéken, felfedeztük a közeli tavat, patakot, erdőket. Később elkezdtem tudatosabban megfigyelni az állatokat, sőt időnként be is gyűjtöttem néhányat. Nagymamámnál tartottam kagylókat, gyíkokat, békákat, sáskákat, de még lószúnyogokat is neveltem. Sir David Attenborough és Steve Irwin filmjei tovább mélyítették a természet iránti csodálatomat, és persze sokat köszönhetek inspiráló tanáraimnak is középiskolában például Barbu Edit biológia tanárnőmnek. De igazán Balla Sándor, a margittai Octavian Goga Főgimnázium tanára volt az, aki egy új világot nyitott meg előttem. Felnőttként kezelt bennünket, és olyan izgalmas témákat hozott be az órákra, mint az evolúcióbiológia vagy a biogeográfia. Emellett olvasmányokat is ajánlott, amelyek nagy hatással voltak rám.
Szüleimnek sajnos nem adatott meg a lehetőség, hogy azt tanulják, amit szerettek volna, ezért mindig arra biztattak, hogy én viszont azt válasszam, amit igazán szeretek. Ezért nagyon hálás vagyok nekik.
A debreceni és a kolozsvári egyetemre is jelentkeztem biológia szakra. A Kolozsvári Babeș–Bolyai Tudományegyetemen (BBTE, majd 2011-ben önálló Magyar Biológiai és Ökológiai Intézetté vált) felvételi vizsgát kellett tenni. A sikeres teljesítése akkora élmény volt számomra, hogy végül ezt az egyetemet választottam. Egy fiatal, lelkes és kiváló oktatói csapat várt bennünket. Az évfolyamunkon körülbelül harmincan voltunk, ami lehetővé tette a személyre szabottabb oktatást, és rengeteg terepgyakorlaton vehettünk részt. Három nagyobb terepgyakorlatra is mentünk, a Duna-deltában, a Gyergyói-medencében, és a Túr vidékén. Keresztes Lujzának köszönhetően biogeográfiai terepgyakorlatok is voltak, ami akkoriban elképesztő volt, körbejártuk az egész Balkán-félszigetet, sőt, egészen Kappadókiáig, Törökországig is eljutottunk. Mindig egy busznyi lelkes biológus, ökológus diák kereste az endemikus fajokat. Abban az időben zajlott Romániában a Natura 2000-es, azaz az európai jelentőségű természetvédelmi területek kijelölése és felmérése. Ebbe a munkába minket, hallgatókat is bevontak, hatalmas élmény és lehetőség volt ez számunkra.
A biológia tanári szakot is elvégeztem, ahol szintén aktívan bevonták a hallgatókat a didaktikai módszerek kialakításába. De nem hagyhatom ki a BÖSZ-t sem, ami formálta az életemet, legalábbis a szervezői készségeimet mindenképp. Amikor egyetemre kerültem, épp akkor alakult meg a Kolozsvári Magyar Diákszövetség Biológia–Ökológia Szakosztálya, a BÖSZ. Nagyon hamar aktívan bekapcsolódtam a munkába, és egy évvel később elnöke is lehettem. Nagyon boldog, mozgalmas évek voltak ezek. Környezetvédelmi és közösségi programokat szerveztünk: beporzók napját, Föld napját, szemétszedéseket, gólyatábort, gólyabált, kirándulásokat, sőt még nyári egyetemet is. Büszke vagyok rá, hogy a BÖSZ azóta is működik, és ma is aktív közösségként él tovább.
Az életrajzodból kitűnik, hogy különböző ösztöndíjak során sokféle szakterülettel foglalkoztál az ökológiai témákon át a molekuláris biológiai vizsgálatokig. Mi vezetett az entomológiához?
Most visszatekintve érdekes látni, hogy a kutatás során mintha a baktériumoktól a rovarokig, egyetlen fajtól egy egész közösségig ívelt volna a fejlődésem. Ennek leginkább az az oka, hogy már diákként is sokféle projektben vehettem részt, így volt lehetőségem megtapasztalni, milyen különböző kutatási megközelítések léteznek.
A tudományos diákköri munkámat például Staphylococcus aureus baktériumokkal kezdtem: BSc-képzés alatt kíváncsi voltam a labormunkára, így Jakab Endre témavezetésével a margittai kórházi mintákból az MRSA meticillin-rezisztens törzsek azonosításával foglalkoztunk PCR-technika segítségével. Az eredményeket egy kisebb egyetemi szaklapban publikáltuk. Ugyanakkor ez a munka rádöbbentett arra, hogy a tisztán laboratóriumi kutatás számomra túl zárt és kevéssé változatos, hiányzott a terep, a közvetlen természet élmény.
Az egyetemi évek alatt sokféle kutatási területbe belekóstolhattam, amihez nagyban hozzájárult a város és az egyetem nyitott, pezsgő, multikulturális szellemi légköre. Oktatóink nemcsak abban támogattak bennünket, hogy kutatási témát válasszunk, hanem a publikálásra és pályázatírásra is bátorítottak. Fontosnak tartották, hogy minden eredményünket akár kisebb szakmai lapokban is megmutassuk. Szerencsém volt, több projektben is dolgozhattam tudományos technikusként, majd tudományos segédmunkatársként. Kiemelném Keresztes Lujza munkáját, vezetésével a Kárpát-medence endemikus fajait kutattuk. Ebben a projektben nemcsak a hagyományos taxonómiai módszereket, hanem a molekuláris, filogenetikai megközelítéseket is elsajátíthattam. A munka során gyönyörű hegyvidéki élőhelyeket látogattunk meg, friss hegyi patakoknál dolgoztunk és több, a tudomány számára addig ismeretlen fajt is sikerült azonosítanunk és leírnunk.
Ugyanakkor ezek az élőhelyek egy idő után elkezdtek degradálódni, sajnos több is teljesen eltűnt az intenzív fakitermelés vagy a patakok szabályozása miatt. Ekkor kezdett bennem tudatosulni, hogy a természetvédelem nemcsak fontos, hanem elengedhetetlen.
Később Fenesi Annamária és Ruprecht Eszter pályázatai világítottak rá igazán arra, hogy „nincs időnk tétlenkedni“, a természetvédelemi kutatások sürgetően fontosak. Az ő munkájuk inspirált arra, hogy aktívan foglalkozzam az inváziós növényfajok beporzókra gyakorolt hatásaival. Így jutottam el oda, hogy már nemcsak egy-egy fajt, hanem egész beporzó közösségeket szeretnék megismerni és megvédeni. Ez az elköteleződés azóta is kitart.
Milyen állat csoportokkal foglalkoztál részletesebben? Miért érdekesek, mik a jellemzőik?
Kutatásaim során elsősorban a kétszárnyúak rendjébe tartozó rovarcsoportokat vizsgáltam, különösen a lószúnyogokat (Tipulidae), a redősszárnyú szúnyogokat (Ptychopteridae), a csípőszúnyogokat (Culicidae) és a zengőlegyeket (Syrphidae). Ezek mind értékes és ökológiai szempontból fontos csoportok, hiszen többféle ökoszisztéma-szolgáltatásban is szerepet játszanak. A lószúnyogok és a redősszárnyú szúnyogok lárvái például fontosak a lebontási folyamatokban, így közvetetten a víztisztításban is. A csípőszúnyogok kifejlett példányai sok madár- és denevérfaj számára jelentenek táplálékforrást. A zengőlegyek viszont a beporzásban és a biológiai növényvédelemben is bizonyítottan szerepet vállalnak. Ami pedig közös bennük: valamennyien nektárkedvelők, vagyis viráglátogatók. Például a hím csípőszúnyogok képesek beporzást végezni, és vizes élőhelyeken a legyek dominálnak a beporzó közösségekben.
A kétszárnyúak iránti érdeklődésemet Keresztes Lujza indította el, aki nagy elhivatottsággal tanította a gerinctelen állattant, és ő vezette előbb a patakökológiai (PAMACS), majd a Transdiptera kutatócsoportot. Az ő vezetésével ismerkedtem meg mélyebben a kétszárnyúakkal, és egy terepgyakorlat során együtt fedeztünk fel egy új redősszárnyú szúnyogfajt, amelyet korábban még nem írtak le a tudomány számára. Ez lett Európában a 19. ismert faj a Ptychoptera nemzetségből, és Romániában a kilencedik. Lujza mindig megtalálta a módját, hogyan motiválja a hallgatóit – engem például azzal, hogy bizalmat szavazott nekem a faj leírásához. A faj biogeográfiai eredetét, rokonsági viszonyait geometriai morfometriai és filogenetikai módszerekkel vizsgáltam. Ekkor mélyültem el igazán a taxonómia, vagyis a fajok rendszertani leírása és a fajképződés vizsgálatának világában.
Ezt a vonalat folytattam a doktori kutatásom során is, amelynek középpontjában már a csípőszúnyogok (Culicidae) álltak. Egy németországi, trópusi betegségekkel foglalkozó kutatócsoport szeretett volna vizsgálatokat végezni a Duna-deltában élő csípőszúnyogokkal, és felkértek bennünket az együttműködésre. Így kerültem kapcsolatba ezzel a kutatási területtel, és végül ez lett a doktori témám is. A csípőszúnyogok ökológiai szempontból fontos szereplők a táplálékhálózatban, ugyanakkor néhány fajuk vektorfajként súlyos betegségeket terjeszthet, így ökológiai és közegészségügyi szempontból egyaránt jelentősek. A PhD-kutatásom során azt vizsgáltam, hogyan változik a szúnyogközösségek összetétele különböző tájtípusokban, és ez idő alatt rengeteget tanultam ezekről a fajokról.
A szúnyogokhoz való viszonyom azonban túlmutatott a tudományos kérdéseken egyre erősebben kezdett foglalkoztatni a védelmük, illetve a beporzó rovarok közösségi szintű megismerése és megőrzése. A doktori fokozatot 2018-ban szereztem meg a Román Akadémián. Ezt követően sajnos nem volt lehetőségem Kolozsváron kutatóként folytatni a munkát, így posztdoktori pályázatokat kerestem, amelyek révén később Magyarországra kerültem.
Mikor kapcsolódtál az Ökológiai Kutatóközponthoz?
Nagyon szerencsés egybeesés volt, hogy épp amikor 2018 augusztusában megvédtem a doktori dolgozatomat, szeptemberben Batáry Péter – egy sikeres Lendület-pályázat elnyerésével – megalapította az Ökológiai Kutatóközpontban (ÖK) a Lendület Táj- és Természetvédelmi Ökológiai Kutatócsoportot.
Korábban már dolgoztam együtt Kovács-Hostyánszki Anikóval, az ÖK munkatársával, aki felhívta a figyelmemet az induló kutatócsoport álláslehetőségére.
Anikót Fenesi Annamárián keresztül ismertem meg, amikor egy közös kutatásban dolgoztunk, amely az inváziós növényfajok beporzó közösségekre gyakorolt hatását vizsgálta. Ez egy izgalmas, országokon átívelő projekt volt, amelyben 12 különböző inváziós növényfaj hatását elemeztük magyarországi és romániai mintaterületeken. Az együttműködésből több közös publikáció is született. És különösen fontos számomra az első közös cikkünk is. Örömmel gondolok vissza ezekre az évekre: fantasztikus terepmunkákban vehettem részt, sokféle élőhelyet jártunk be, és rengeteg értékes adatot gyűjtöttünk.
A doktori fokozat megszerzése után tehát közvetlenül bekerültem az Ökológiai Kutatóközpontba, ami számomra egyértelműen mérföldkő volt. Bár a kutatási módszertanban és az elvárásokban is volt némi átmenet például az egyetemi közeghez képest itt nagyobb hangsúlyt kapott a nemzetközi publikációs színvonal, mindezt fejlődési lehetőségként éltem meg. Ami számomra különösen motivál az ökológiai kutatásban, az a valódi csapatmunka: a terepi adatgyűjtéstől kezdve a statisztikai elemzésen át a közös publikálásig sokféle tudás és szakterület találkozik. Lokálisan és globálisan is együtt kell dolgoznunk, és ezekből az együttműködésekből születnek igazán értékes eredmények, amelyek elengedhetetlenek a biodiverzitás megőrzéséhez és a környezeti problémák hatékony kezeléséhez.
A kutatócsoporton belül milyen feladataid, témáid vannak? Kikkel dolgozol együtt?
A kutatócsoporton belül a legjobb szervezetekkel foglalkozom – a beporzókkal. Ez egy hálás csoport, mert a beporzó rovarokat mindenki szereti: fontosak, látványosak és közvetlen kapcsolatban vannak az emberek hétköznapi életével is.
A Lendület Táj- és Természetvédelmi Ökológiai Kutatócsoport egészében természetvédelmi és tájökológiai kérdésekkel foglalkozik, de minden kutató a saját szakterületének megfelelő élőlénycsoportokat vizsgálja tájökológiai kontextusban. Például azt, hogy az élőhelyek feldarabolódása, azaz a fragmentáció hogyan hat a különböző élőlénycsoportra: egyes kollégák madarakkal, mások pókokkal vagy növényekkel dolgoznak, én pedig a beporzók közösségeit kutatom.
Emellett dolgozom az Élvonal projektben, ahol növények, ízeltlábúak és madarak biodiverzitását és funkcionális jellegeit vizsgáljuk urbanizációs grádiensek mentén – vagyis városok, falvak és természetközeli élőhelyek összehasonlításával a Kárpát-medencében. A kutatás során rovarhoteleket használtam az üregekben fészkelő hártyásszárnyúak mintavételezésére. Ezek a mesterséges élőhelyek nemcsak tudományos célt szolgáltak, hanem ismeretterjesztő szerepük is volt: segítettek bemutatni, hogy ezek a rovarok, például a magányosan élő méhek és darazsak hasznosak, és sokkal kevésbé veszélyesek, mint azt sokan gondolják. A vizsgálatok révén szinte egész Magyarország urbanizációs mintázatait, tájait és kutatóközösségét sikerült megismerni, ami rengeteget tanított a hazai ökológiai folyamatokról.
A galagonya beporzóinak vizsgálata terepmunka közben, virágfátyolban
Jövőbeli terveim között szerepel egy citizen science projekt is, amelyben önkéntesek méhhoteleket fogadnának be, és közösen vizsgálnánk, hogy milyen fajok jelennek meg ezeken a mesterséges élőhelyeken. Ez nemcsak tudományos szempontból lenne értékes, hanem a lakosság szemléletformálását és környezeti nevelését is segítené.
Mivel a kutatócsoporton belül jelenleg egyedül foglalkozom beporzókkal, gyakran működöm együtt a Lendület Ökoszisztéma-szolgáltatás Kutatócsoporttal is, hiszen a beporzás az egyik legfontosabb ökoszisztéma-szolgáltatás, amelynek fenntartása mind ökológiai, mind gazdasági szempontból kulcsfontosságú.
Melyik eddigi eredményedet tartod a legfontosabbnak és miért?
Ez egy nagyon jó kérdés, mert kutatóként hajlamosak vagyunk előre nézni, és ritkán állunk meg visszatekinteni. Ha mégis ki kell emelnem valamit, akkor talán azokra a diákokra vagyok a legbüszkébb, akikkel közösen dolgozhattam az évek során. Számomra a közös munka és a mentorálás nagyon fontos, és az ő sikereik számomra is örömöt jelentenek.
Tudományos szempontból nehéz egyetlen eredményt kiemelni, mert más-más típusú kutatások különböző módon fontosak. De ha mégis választanom kell, akkor mindenképp megemlíteném, hogy leírtunk egy, a tudomány számára addig ismeretlen fajt, a Ptychoptera incognita-t. Egy ilyen felfedezés ritka és különleges élmény egy kutató számára.
Ugyanilyen fontos számomra a selyemkóró Asclepias syriaca invázió hatásának vizsgálata a biodiverzitásra és a beporzó közösségekre. Emellett vizsgáltam, hogy a természetes és féltermészetes gyepfoltok, valamint azok tájbeli elhelyezkedése hogyan befolyásolja a beporzók összetételét.
A selyemkóró beporzókra gyakorolt hatásának felmérése terepi munka közben
Részt vettem Riho Marja Marie Curie-projektjében, amelyben poszméhek mozgását és fitneszét tanulmányoztuk különböző agrártájakban. Ez is izgalmas és új távlatokat nyitott.
Számomra különösen inspiráló volt a már említett Élvonal projektben rovarhotelek használata, amelyek nemcsak kutatási célokat szolgáltak, hanem oktatási, szemléletformáló eszközként is működtek. Mivel bemutattuk, hogy a magányos méhek és darazsak – bár fullánkosak – nem veszélyesek az emberekre, mert nem védik agresszívan fészküket, mint a szociális rovarok. Jó érzés volt látni, hogy egyes településeken – például az ELMŰ-vel együttműködve – a rovarok irtása helyett végül a védelmük mellett döntöttek.
Nagyon büszke vagyok arra is, hogy a jelenlegi kutatásunk non-invazív módszereken dolgozik, vagyis olyan megközelítéseken, amelyek nem járnak a rovarok elpusztításával, mégis lehetővé teszik a beporzó közösségek hosszú távú monitorozását. Úgy gondolom, hogy ez a fajta szemléletváltás elengedhetetlen a természetvédelem és a tudomány etikus jövője szempontjából.
A kutatómunkán kívül mivel szeretsz még foglalkozni?
A hobbim szorosan kapcsolódik a munkámhoz: ez az ismeretterjesztés. Nagyon szeretek szervezni és részt venni olyan programokon, mint a Beporzók Napja vagy a Kert a Köbön rendezvény, ahol családoknak és gyerekeknek mutathatom be a beporzók világát. Emellett gyakran tartok foglalkozásokat táborokban, ahol játékos, élményalapú formában tanítom a gyerekeket a természet értékeiről. A szabadidőmben sokat kirándulok és utazom, szeretek új tájakat és kultúrákat felfedezni. Számomra ez mindig egyfajta kaland és feltöltődés.
2022-ben a Beporzók Napját így ünnepeltük a botanikus kertben: rovarhoteleket készítettünk tavaszi barátainknak
Van-e kedvenc tájad?
A dombvidékek mindig is közel álltak hozzám, Kolozsváron töltött éveim alatt sok időt töltöttem a környező dombokon, sokat kirándultam, ahol megfigyelhettem és csodáltam a fajgazdagságát és az élőhelyek sokszínűségét. A vadvirágos rétek a kedvenceim, mivel gazdag növény- és állatviláguk, a beporzó rovarok és a különféle ökológiai interakciók elvarázsolnak. Úgy érzem, az ilyen tájak mutatják meg igazán, miért fontos a biodiverzitás megőrzése. Jelenleg Vácon élek, és szerencsére itt is sok szép dombvidéki élőhely található a közelben.
Az éghajlatváltozás hatásainak előrejelzése és mérséklése, valamint a biológiai sokféleség megőrzése a kutatók és a politikai döntéshozók számára egyaránt kiemelt fontosságúak. Az egyik legnagyobb kihívás a csapadékviszonyok megváltozása miatt a fajgazdagságban bekövetkező változások előrejelzése. Általánosan elfogadott, hogy globálisan a jobb vízellátottságú régiók általában nagyobb növényi biodiverzitással rendelkeznek, azonban a kisebb térléptékben folytatott kutatások szintjén eltérő eredmények születtek azzal kapcsolatban, hogy a csapadék hogyan befolyásolja a fajgazdagságot. Ahhoz, hogy jó előrejelzéseket tudjunk készíteni, az összefüggések megértése mellett elengedhetetlen a mögöttes mechanizmusok feltárása is – különösen az, hogy az intenzív aszályok és a tartós csapadékváltozás hogyan hat a biológiai sokféleségre. Egy új tanulmány szerint a megnövekedett szárazság a kísérleti parcellák szintjén, tehát négyzetméteres léptékben is összefügg a növények fajgazdagságának csökkenésével, és ez a kapcsolat még hangsúlyosabb a szélsőséges aszályok után. Ezt a jelenséget azonban nem könnyű kimutatni, mivel, ha korábban nem volt aszály, a domináns növényfajok hatása elfedheti ezt a hatást.
A HUN-REN Ökológiai Kutatóközpont kutatóinak friss tanulmánya a csapadékmennyiség hosszú távú változásai, a szélsőségesen aszályos körülmények, a domináns növényfajok biomasszája és a növényfajok sokfélesége közötti bonyolult összefüggéseket vizsgálta a kiskunsági homoki gyepekben, Fülöpházán, egy hétéves terepkísérlet során. A Journal of Ecology című folyóiratban közzétett kutatás kimutatta, hogy a növekvő szárazság a növényfajok sokféleségének csökkenéséhez vezet, valamint feltárja azokat a mechanizmusokat, amelyek révén a növekvő szárazság hozzájárul a biológiai sokféleség csökkenéséhez ebben az érzékeny ökoszisztémában.
A kísérleti terület Fülöpházán. Az évente ismétlődő csapadékkezelések (erős aszály, mérsékelt aszály, kontrol és öntözés) a csapadék mennyiségében bekövetkezett tartós változásokat szimulálnak, amelyek korábban több esetben is előfordultak. A képen az erős aszálykezelés látható, amely június végétől augusztus végéig minden csapadékot kizár. Az ismétlődő kezelések előtt a parcellák felét öthónapos szélsőséges (extrém) aszálykezelésnek tették ki, amely a regionális mérések kezdete óta nem tapasztalt szárazságot szimulált.
A kutatók hétéves terepkísérlet adatait felhasználva ún. útelemzést (path-analízis) végeztek annak vizsgálatára, hogy a csapadék hogyan befolyásolja közvetlenül és közvetve a faji sokféleséget (fajdiverzitást). A kísérletben először öthónapos csapadékkizárással szélsőséges aszályt szimuláltak, amelyet a nyári csapadék hat éven keresztül történő megváltoztatása követett, amelyet csapadékkizáró tetőket használva állítottak be. A kezdeti elemzések erős pozitív kapcsolatot mutattak a csapadék és a fajdiverzitás között a szélsőségesaszály-kezelést követően, de ez a hatás aszály nélkül hiányzott. Ehhez képest a path-analízis egy másik hatást is feltárt: ha nem volt korábban szélsőséges szárazság, akkor a megnövekedett csapadékmennyiség annyira megnövelte a domináns fűfajok biomasszáját, ami negatívan hatott a növényi fajdiverzitásra. Mindazonáltal a csapadék közvetlen hatása pozitív maradt, növelve a fajgazdagságot a domináns fajok negatív hatása mellett is. A tanulmány továbbá kimutatta, hogy a múltbeli szélsőséges aszályok erősítették a csapadék és a fajszám közötti kapcsolatot. Dr. Ónodi Gábor a publikáció vezető szerzője kifejtette: „A szélsőséges aszályok fajszámcsökkenést okoznak és gyengítik a korábbi klímához alkalmazkodott domináns fajokat, utóbbi azonban lehetővé teszi a betelepülést új növényfajok számára”.
Ezek az eredmények azért különösen jelentősek, mert lehetővé teszik annak előrejelzését, hogy a természetes ökoszisztémák hogyan reagálnak a jövőbeli éghajlatváltozásra. Dr. Kröel-Dulay György, a kutatócsoport és a terepkísérlet vezetője megjegyzi: „Ahogy a globális hőmérséklet emelkedik és a csapadékviszonyok szélsőségesebbé válnak, az ökoszisztémák egyre érzékenyebbé válhatnak a víz elérhetőségének változásaira”. A tanulmány hangsúlyozza annak fontosságát, hogy az éghajlatváltozás biológiai sokféleségre gyakorolt hatásának értékelésénél a közvetlen és közvetett hatásokat egyaránt figyelembe kell venni. Dr. Botta-Dukát Zoltán vezető szerző hozzáteszi: „E dinamikák mélyebb megértésével jobban előre láthatjuk a közelgő kihívásokat, és hatékonyabb stratégiákat dolgozhatunk ki a biológiai sokféleség megőrzésére egy olyan világban, amely egyre növekvő környezeti bizonytalanságokkal szembesül.”
Az MTA Biológiai Osztálya szervezésében, Prof. Philip Hulme az új-zélandi Lincoln Egyetem professzora előadást tart 2025. március 3-án az MTA Felolvasótermében, ‘Trouble on the horizon: anticipating biological invasions through futures thinking’ címmel.
Prof. Philip E. Hulme fő kutatási területe az inváziós növények terjedéséből adódó kockázatok előrejelzése. Kutatásai során vizsgálta az inváziós fajok sikerét alátámasztó tulajdonságokat; tisztázta, hogy az egyes fajok milyen fő útvonalakon kerülnek be egy régióba; felmérte terjedési sebességüket; felmérte az élőhelyek invázióval szembeni sebezhetőségét, számszerűsítette az inváziós fajok hatásait, és megjósolta az éghajlatváltozásnak az inváziós fajok elterjedésére gyakorolt lehetséges hatását. Kutatásai azonban kiterjednek a biológiai inváziók szélesebb körű értékelésére is, és egyre inkább az emberi szempontok figyelembe vételére, úgymint, hogy a kereskedelem és a jobb életszínvonal milyen hatással van az invázió mértékére, vagy az invázió nem-piaci költségei elfogadásának kérdéseire. E kérdések megválaszolásához a megközelítések széles skáláját alkalmazza, beleértve a modellezést, a kísérleteket és a terepi felméréseket, és a világ minden táján végzett kutatásokat Észak-Amerika és Kelet-Afrika erdőitől kezdve Olaszország és Új-Zéland hegyvidéki ökoszisztémáiig.
Az előadás összefoglalója a csatolmányban olvasható.
Az urbanizáció világszerte egyre gyorsabban alakítja át a tájképet, így a biológiai sokféleség globális csökkenésének egyik fő hajtóerejévé válik. Gyakran negatívan hat a biodiverzitásra azáltal, hogy szelektív környezetet hoz létre, amely a természetes élőhelyekkel összehasonlítva korlátozza a fajok sokféleségét a városokban. Ezért a városi kék-zöld infrastruktúrák működésének megértése és fejlesztése alapvető fontosságú. A kerti tavak olyan kisméretű, mégis jelentős víztestek, amelyek egyre gyakrabban fordulnak elő a városokban. Számos ökoszisztéma-szolgáltatást nyújtanak, például esztétikai élményt, szabályozzák a mikroklímát és élőhelyet biztosítanak díszfajok számára. A biológiai sokféleség fenntartásában betöltött szerepük azonban még mindig nagyrészt ismeretlen.
A HUN-REN Ökológiai Kutatóközpont kutatói által nemrégiben indított közösségi kutatás ún. citizen science program a MyPond – Az én kistavam, a kerti tavakban rejlő lehetőségekre világít rá a városi biodiverzitás megőrzésében betöltött kulcsszerepük szempontjából. Az online felmérést több mint 800 kerti tó tulajdonos töltötte ki, ami feltárta, hogy ezek a kis víztestek hogyan támogatják különböző állatcsoportok előfordulását, mint a kétéltűek és ebihalaik, a szitakötők és a madarak. A kutatás során a kerti tavak különböző jellemzőit, kezelési gyakorlatait és az urbanizáció mértékének hatását is vizsgálták, arra keresve a választ, hogy ezen tényezők milyen szerepet játszanak a természetes élővilág fenntartásában.
„Eredményeink azt mutatták, hogy a kerti tavak olyan kulcsfontosságú jellemzői, mint a tó kora, mérete, a vízi és a parti növények jelenléte mind erősen hat a vizsgált állatok előfordulására. A kétéltűek, az ebihalak, a szitakötők és a madarak kisebb valószínűséggel fordultak elő az újonnan létrehozott (0-1 éves) tavakban, ami a búvó- és szaporodó helyeket kínáló növényzet és üledék hiányával magyarázható. A vízi növényzet pozitív összefüggést mutatott az ebihalak, a szitakötők és a madarak jelenlétével, ami a vízi növényzet élőhelyet strukturáló és biológiai sokféleséget elősegítő szerepére utal. Ezzel szemben az algaölő szerek használata negatívan befolyásolta a kétéltűek és ebihalaik jelenlétét. Az erősen városiasodott területeken lévő tavakban kevesebb felnőtt kétéltűt és ebihalat észleltek, viszont az ilyen típusú tavakat több szitakötő és madár látogatta. Összességében a kerti tavak a városi élővilág számára létfontosságú menedékhelyet jelentenek, amit az is mutat, hogy országszerte 13 kétéltűfaj jelenlétét észlelték. A városokban kiemelkedően fontos másodlagos élőhelyeket biztosítanak a kerti tavak.” – magyarázza Dr. Márton Zsuzsanna, a tanulmány első szerzője.
A tanulmány érdeme az is, hogy rávilágít a kerti tavak ökológiai jelentőségére és hasznos gyakorlati információt nyújt a városi biológiai sokféleség megőrzéséhez, valamint átgondolt tókezelésre és tervezésre ösztönzi a tótulajdonosokat a kerti tavak előnyeinek maximalizálása érdekében.
„Tanulmányunk azt mutatja, hogy a közösségi tudomány – citizen science hatékony eszköz lehet a várostervezésben, mivel hozzájárulhat a városi biodiverzitással kapcsolatos értékes adatok gyűjtéséhez és hatékonyabb természetvédelmi intézkedések kidolgozásához. Segítheti a várostervezést a vízi biodiverzitás szempontjából különösen gazdag területek, vagy az olyan kulcsfontosságú csoportok, mint a kétéltűek védelme szempontjából kritikus területek beazonosításával a városi környezetben. A kerti tavak ún. „lépőkövek”-ként is működhetnek, összekötve a tájban a különböző vízi élőhelyeket. Emellett a résztvevőkben tudatosabbá válhatnak a környezeti kérdések és az abban betöltött szerepük, ami a kék-zöld infrastruktúra fejlesztésében való aktívabb szerepvállaláshoz vezethet.” – foglalja össze Dr. Horváth Zsófia, a tanulmány vezető szerzője, a HUN-REN Ökológiai Kutatóközpont Vízi Ökológiai Intézet Biodiverzitás és Metaközösségi Ökológia Kutatócsoportjának vezetője.
Szigeti Viktor a HUN-REN ÖK Ökológiai és Botanikai Intézetének tudományos munkatársa elnyerte a Nemzeti Kutatási Kiválósági Program (NKKP) STARTING pályázati alprogramjának támogatását a „Virágokkal és beporzókkal a nyüzsgő városokért” című kutatási projektre. A STARTING pályázati alprogram legfontosabb célja a posztdoktor önálló kutatói életpálya megkezdésének támogatása, a kutatói kreativitás, kiválóság megerősítése. (A Nemzeti Kutatási Kiválósági Program váltotta 2024-ben a korábbi OTKA pályázatokat.)
A 4 évre szóló kutatási támogatást a beporzó rovarok kutatására, az alábbiakban vázolt programra fordítják.
A beporzók esszenciális szereppel bírnak a természet és az emberi élet fennmaradásában. Egyre nagyobb az igény a beporzó rovarok megőrzésére. Napjainkban ez az igény az agrár tájak mellett már a városokban is megjelenik. A beporzókat élőhelyeik megőrzése és új kezelési megoldások, pl. ritkább kaszálás, virágok vetése és méhhotelek kihelyezése is segítheti. Ezeket városokban alkalmazva, változatos – a beporzók és emberek jóllétét növelő – környezet hozható létre, de a tudományosan megalapozatlan megoldások bevezetése kontraproduktív lehet. A városi beporzók kutatása, kiemelkedő társadalmi érdeklődés mellett, felívelő pályát mutat. Az Európai Unió, a tagállamok, önkormányzatok és lelkes polgárok is támogatják a beporzó-barát beavatkozások fejlesztését és nyomon követését. Kutatásainkban a városi beporzókat vizsgáljuk, öt prioritás mentén:
3) Egyszerű, akár közösségi tudományban is használható, mintavételi módszerek fejlesztése.
4) A városi mikroklíma beporzókra gyakorolt hatásának vizsgálata.
5) Európai és globális összefoglalók készítése.
Mindezek érdekében, egy monitoring keretében 2021-től mintavételezünk budapesti parkokat, útszegélyeket és méhlegelőket. Új beavatkozási megoldásokat és telefonos adatgyűjtő applikációt fejlesztünk. Kutatásaink ambiciózus célja, hogy városainkat multifunkcionális, ellenálló, zöld infrastruktúrákkal színesíthessük. Jelen kutatás keretében szeretnénk lebilincselő történeteket „mesélni” a városi méhekről, lepkékről, virágokról és emberekről.
Szívből gratulálunk Szathmáry Eörs kutatóprofesszornak, akit a Belga Királyi Flamand Tudományos és Művészeti Akadémia (Royal Flemish Academy of Belgium for Science and Arts (KVAB)) tagjává választott. A beiktatásra 2024. december 13-án Brüsszelben, az Akadémia Palotában került sor, a What should AI do next? szimpóziumon, ahol az új külföldi tagok megtartották bemutatkozó előadásaikat.
Ezen felül Szathmáry Eörs kutatóprofesszor elnyerte az Evolutionary Linguistic Association(ELA) életműdíját, a Lifetime Achievement Award-ot is. Az Evolúciós Nyelvészeti Társaság (ELA) célja az evolúciós nyelvészet területén végzett kutatások támogatása, az ELA Életműdíjat olyan kutatóknak ítélik oda, akik kiemelkedő teljesítményt nyújtottak ezen a szakterületen.
Szathmáry Eörs kutató professzor az MTA tagja, a HUN-REN Ökológiai Kutatóközpont kutatóprofesszora, az ELTE Természettudományi Kar Biológiai Intézetének egyetemi tanára és a Center for the Conceptual Foundations of Science, Parmenides Foundation (Németország) igazgatója.
A vízzel történő gazdálkodás kérdéseiben nem lehet eleget hangsúlyozni a szemléletváltás fontosságát. Hazánkban gyakran él az a téves elképzelés, hogy víznagyhatalom lennénk, pedig valójában vízhiányos ország vagyunk. Magyarország felszíni vízkészletének 94%-a külföldről érkező folyókból származik, és az egy főre jutó, az ország területén képződő vízkészlet alapján a globális rangsorban csupán a 164., az EU 27 tagállama közül pedig az utolsó előtti helyen állunk. Ez jelentős kockázatokat hordoz, hiszen az országon átfolyó vizek mennyisége és minősége olyan külső hatásoknak van kitéve, amelyeket nem tudunk befolyásolni. Ha nem bánunk felelősen felszíni vizeinkkel, ha nem törekszünk azok megőrzésére és újrafelhasználására, ha nem ügyelünk talajvizeink megújulására, idővel kénytelenek leszünk a rétegvizekhez nyúlni. Ezzel azonban csak időben toljuk el a probléma megoldását, hiszen ha ezek a készletek kimerülnek, nem lesz lehetőségünk a pótlásukra. A klímaváltozás pedig csak fokozza a kitettségünket, ehhez társul a víz átgondolatlan, rendkívül pazarló felhasználása. Ahelyett, hogy beletörődünk a kitettségünkbe és egyedül az elkerülhető károk enyhítésére koncentrálunk, érdemes a hosszú távú vízbiztonság megteremtéséből származó versenyelőny megalapozásán dolgoznunk. Erre próbál megoldást találni az Egyensúly Intézet szakpolitikai javaslatcsomagja, amelynek összeállításában a HUN-REN Ökológiai Kutatóközpont részéről Lukács Balázs is részt vett.
Nincsenek vízpárti és vízellenes szereplők, mindannyiunk közös érdeke, hogy megfelelő mennyiségű és minőségű víz álljon rendelkezésre közép- és hosszú távon egyaránt – legyen szó a mezőgazdaságról, a turizmusról vagy az iparról, nem beszélve a városokban élő emberek életminőségéről. Számos jó példát találunk városokban kialakított vízmegtartásra és víztározásra. A felszín alatti vízkészletek feltöltődését elősegíthetik a tájban kialakított, illetve rehabilitált vizes élőhelyek és a folyóvizek hosszabb időn át történő megtartása az ország területén. Ki kell emelni továbbá az adatvezérelt vízgazdálkodás jelentőségét, valamint az adatbázisok hozzáférhetőségének és összekapcsolásának kulcsfontosságú szerepét. A megbízható adatok elengedhetetlenek a tervezéshez, amely lehetővé teszi, hogy Magyarország valóban vízben gazdag országgá válhasson. A hosszú távú vízbiztonság megteremtése jelentős versenyelőnyt jelenthet Magyarország számára. Ehhez azonban mielőbbi, hatékony intézkedésekre van szükség. Az Egyensúly Intézet ennek érdekében állította össze javaslatait.
A trópusi erdők, amelyeket gyakran a „Föld tüdejeként” emlegetnek, létfontosságúak a élet fenntartásához bolygónkon. Tiszta levegőt, vizet és páratlan biológiai sokféleséget biztosítanak. Míg a mezőgazdaság, a bányászat és a fakitermelés okozta erdőirtás továbbra is a legnyilvánvalóbb fenyegetés, más, kevésbé látható, de ugyanolyan veszélyes erők is működnek. Egy új tanulmány feltárta, hogy a tápanyagdúsulás – amelyet az emberi tevékenység, például a mezőgazdaság és a fosszilis tüzelőanyagok elégetése idéz elő – komoly veszélyt jelent a trópusi erdők kényes dinamikájára.
A Kaiserlautern-Landaui Egyetem (RPTU), a Göttingeni Alkalmazott Tudományok és Művészeti Egyetem (PFH) és a HUN-REN Ökológiai Kutatóközpont kutatóiból álló nemzetközi csapat által végzett kutatás azt vizsgálja, hogy a tápanyaglerakódás hogyan befolyásolja a trópusi facsemeték növekedését és biomassza felhalmozódását. A rangos Current Forestry Reports című folyóiratban közzétett eredményeik azt mutatják, hogy ez a jelenség potenciálisan megzavarhatja az erdők összetételét és ellenálló képességét, különösen a globális éghajlatváltozással együtt.
A kutatók a világ trópusi régióiban végzett 59 tanulmány adatait szintetizálva metaanalízissel tárták fel a tápanyaghatások általános mintáit. Elemzésükből kiderült, hogy a tápanyagok hozzáadása jelentősen fokozta a facsemeték növekedését, a hajtások biomasszája átlagosan 26%-kal, a növekedési ütem pedig 14%-kal nőtt. A legnagyobb hatást a nitrogén (N), a foszfor (P) és a kálium (K) kombinációja fejtette ki, amely akár 27%-os ütemnövekedést is eredményezett. Ezek a hatások különösen kifejezettek voltak a szezonálisan száraz termőhelyeken, ahol a növekedési ütem 38%, a hajtások biomasszája pedig lenyűgöző, 70%-os növekedést mutatott. Dr. Daisy Cárate Tandalla (RPTU), a kutatás első szerzője kifejtette: „Az NPK alapvető tápanyagok a növények fejlődéséhez. Sok trópusi talaj azonban általában tápanyagszegény. Ezeknek a tápanyagoknak a hozzáadása aránytalanul előnyös a gyorsan növő, versenyképes fajoknak, ami potenciálisan megváltoztathatja az erdők összetételét.”
A csapat Daisy Cárate Tandalla (középen) vezetésével facsemetékkel dolgozik egy átültetési kísérlet során az ecuadori San Francisco Rezervátumban, 2013-ban.
Az emberi tevékenység drámaian megváltoztatja a természetes tápanyagciklusokat. Míg a vulkáni tevékenység és az erdőtüzek hagyományosan hozzájárultak a tápanyaglerakódáshoz, a mezőgazdaság és a fosszilis tüzelőanyagok elégetése felerősítette és kiterjesztette ezt a folyamatot még a legtávolabbi trópusi régiókra is. Ezek a tápanyagbevitelek bizonyos fafajok számára versenyelőnyt jelenthetnek, ami homogenizált, kevesebb fajjal rendelkező erdőkhöz vezet – ez a tendencia veszélyezteti a biológiai sokféleséget és az ökoszisztéma stabilitását. A vezető szerző, Dr. Batáry Péter (HUN-REN ÖK) figyelmeztet: „Ezek a változások csökkenthetik a fajok sokféleségét egész táplálékláncokban, és gyengíthetik az erdők ellenálló képességét az éghajlatváltozással szemben. A sokféleség csökkenése az erdők környezeti stressztényezőkkel szembeni alkalmazkodóképességét is csökkenti.”
A tanulmány rávilágít a trópusi erdők kutatásának összetettségére is. Dr. Jürgen Homeier (PFH) társszerzője megjegyzi: „Az általunk vizsgált terepi és laborvizsgálatok három különböző módszert alkalmaztak – üvegházi cserépkísérletek, átültetési kísérletek és helyszíni műtrágyakezelések. A csemeték fajszintű azonosítása továbbra is jelentős kihívást jelent a fiatal trópusi fák rendkívüli változatossága és hasonlósága miatt.”
A facsemeték átültetéséért végzett kitartó munka a trópusi hegyvidéki erdőben.
Az eredmények hangsúlyozzák, hogy a trópusi régiókban sürgősen figyelmet kell fordítani az erdők tápanyag-gazdálkodására. Bár a tápanyaglerakódás lokális problémának tűnhet, hatásai átgyűrűznek a globális ökoszisztémákon, befolyásolva a biológiai sokféleséget, a szén-dioxid-tárolást és a bolygó általános egészségét. A trópusi erdők a földi élet sarokkövei, és összetettségük és ellenálló képességük megőrzése létfontosságú. Ez a tanulmány épp időben figyelmeztet arra, hogy még a távoli emberi tevékenységnek is messzemenő következményei lehetnek a természetre nézve.
A HUN-REN Ökológiai Kutatóközpont (HUN-REN ÖK) Biodiverzitás és Metaközösség-ökológia Kutatócsoportja mesterséges kistavakból (mezokozmoszok) álló szabadtéri kísérleti rendszerben vizsgálta az élőhelyek feldarabolódásának (fragmentációjának) hatását. Megállapították, hogy az élőhelyek feldarabolódása jelentősen csökkenti a mikrobiális biodiverzitást, különösen az egysejtű mikroeukarióták esetében. A tanulmány azt is kimutatta, hogy a fragmentáció nemcsak a biodiverzitást, hanem az alapvető táplálékhálózati kölcsönhatásokat is befolyásolja, ezzel rávilágítva az élőhelyek közötti összeköttetés (konnektivitás) fenntartásának fontosságára a biológiai sokféleség és az ökoszisztéma működésének megőrzése érdekében. Az eredményeket bemutató tanulmány a Global Change Biology tudományos folyóiratban jelent meg.
A globális biodiverzitás krízis kellős közepén még az olyan kisméretű élőhelyek, mint a kistavak is jelentős figyelmet igényelnek. Ezeknek az élőhelyeknek a fragmentációja – amelyet az olyan emberi tevékenységek, mint az urbanizáció, a mezőgazdaság és a földhasználat megváltozása okoznak – jelentős kockázatot jelent a biodiverzitásra. A természetvédelmi intézkedések során gyakran figyelmen kívül hagyott kistavak létfontosságú ökológiai élőhelyek („hotspotok”), amelyek sokféle fajnak nyújtanak otthont és fenntartják az ökoszisztéma alapvető folyamatait. Ezekben a víztestekben változatos mikrobiális közösségek találhatók meg, amelyek apró méretük ellenére nélkülözhetetlen szerepet játszanak az ökoszisztéma működésében, mivel elsődleges termelők, lebontók és a táplálékláncok fontos alkotóelemei. Míg az élőhelyek fragmentációjának a nagyobb méretű élőlényekre, például emlősökre és madarakra gyakorolt hatása viszonylag jól dokumentált, a mikroszkopikus szervezetekre, köztük a baktériumokra, algákra és más egysejtű eukariótákra gyakorolt hatásai még kevéssé ismertek.
A HUN-REN ÖK kutatói arra keresték a választ, hogy a kistavak hálózatain belüli konnektivitás, vagyis az élőhelyek közötti összekapcsoltság megszűnése milyen hatást gyakorol a mikroszkópikus élőlények biodiverzitására. A kutatók mesterséges tavakból (mezokozmoszokból) álló szabadtéri kísérleti rendszer segítségével szimulálták az élőhely fragmentációt úgy, hogy a tóhálózatok felében megszüntették a víz és azzal együtt az élőlények élőhelyek közötti terjedését, míg a másik felében fenntartották a terjedést. Az olyan tényezők, mint az élőhelyek mérete és a lokális környezeti változók kontrollálásával, kizárólag a konnektivitás megszűnésére összpontosítva a tanulmány a fragmentáció biológiai sokféleségre gyakorolt közvetlen hatásait tárta fel.
„Eredményeink különösen az egysejtű mikroeukarióták esetében voltak szembetűnőek. A konnektivitás megszűnése a diverzitásuk jelentős csökkenéséhez vezetett lokális, illetve regionális szinten egyaránt, rávilágítva arra, hogy a fragmentáció még kontrollált körülmények között is a biológiai sokféleség közvetlen csökkenését eredményezheti. Fontos megemlíteni, hogy mind a ritka, mind pedig a gyakori fajok érintettek, ami arra utal, hogy a fragmentáció széles körű és súlyos kockázati tényező a mikrobiális biodiverzitásra nézve. Ezzel szemben a prokarióták ellenállóbbnak tűntek, azonban megfigyeltünk arra utaló jeleket, hogy az ő esetükben is jelentkezhet a biodiverzitás csökkenése hosszabb időskálán.” – magyarázza Dr. Szabó Beáta, a tanulmány első szerzője.
A biológiai sokféleség mellett a tanulmány arra is rámutatott, hogy a konnektivitás megszűnése negatív hatást gyakorol a trofikus (táplálékhálózati) kölcsönhatásokra is. A mikrobiális közösségeket fogyasztó, és ezáltal velük szoros kapcsolatban álló zooplankton taxonok biomasszája jelentős csökkenést mutatott a fragmentált élőhelyeken, ami tovább súlyosbította a mikroeukarióták diverzitásának és a közösségek egyenletességének csökkenését. Ezek az eredmények rávilágítanak az élőlénycsoportok ökoszisztémákon belüli kölcsönhatásaira, valamint az élőhelyek fragmentációjának a biológiai sokféleségre és az ökoszisztéma működésére gyakorolt kaszkádszerű hatásaira.
„Tanulmányunk egyértelműen bizonyítja, hogy az élőhelyek fragmentációja – különösen a köztük lévő konnektivitás elvesztése – súlyos és messzemenő következményekkel járhat a biológiai sokféleségre nézve. Az egyedek élőhelyek közötti terjedésének megszűnése jelentős csökkenést okozhat a mikrobiális diverzitásban még akkor is, ha az élőhelyek mérete vagy a környezeti feltételek változatlanok maradnak. A természetvédelmi intézkedések nem csak az élőhelyek pusztulásának megakadályozására kell, hogy összpontosítsanak, különösen az olyan érzékeny ökoszisztémákban, mint a kistó-hálózatok, hanem az élőhelyek közötti kapcsolat fenntartásának és helyreállításának is prioritást kell élveznie az ökoszisztémák és az ezekre támaszkodó fajok védelme érdekében. Ez különösen fontos a mikrobák esetében, amelyek kis méretük ellenére óriási ökológiai jelentőséggel bírnak.” – foglalja össze Dr. Horváth Zsófia, a tanulmány vezető szerzője, a HUN-REN Ökológiai Kutatóközpont Biodiverzitás és Metaközösség-ökológia Kutatócsoportjának vezetője.
A kórokozók átvitelében játszott potenciális szerepük miatt a Magyarországon megjelent három inváziós szúnyogfaj (a tigrisszúnyog, a japán bozótszúnyog és a koreai szúnyog) jelentős veszélyt jelent az emberi és állati egészségre. Számos korábbi tanulmány foglalkozott a legfontosabb szúnyogfajok (pl. Aedes aegypti és Ae. albopictus) megtelepedését és terjedését elősegítő ökológiai tényezők azonosításával és előrejelzéseket tett a jövőbeli elterjedésre vonatkozóan.
A HUN-REN Ökológiai Kutatóközpont kutatócsoportja Gramszegi László Zsolt vezetésével a Journal of Pest Science folyóiratban megjelent tanulmányukban azonban először alkalmaztak közösségi tudomány (citizen science) alapú megközelítést. A szúnyogmonitor – Szúnyogmonitor program 2019-től gyűjti a lakosságtól a tigrisszúnyog, a japán bozótszúnyog és a koreai szúnyog hazai előfordulási adatait. A három inváziós szúnyogfaj jelenlegi elterjedési térképeit a Szúnyogmonitor 5 éves felmérési adatsoraiból generálták, majd különböző környezeti tényezők térképeit modellezték, sok tényezőt figyelembe véve például az éghajlatot, az élőhely típust, a táplálék forrást, a közúti forgalmat és a fajok közötti versenyt.
„A nemzetközi irodalomban készültek már hasonló előrejelzések inváziós szúnyogokra, de mi voltunk az elsők, akik ehhez a citizen science-t is felhasználták. A többi tanulmány terepi csapdázási eredményekre épített, és csak néhány kulcsfajra fókuszáltak. A citizen science-nek előnyei és korlátai is vannak. Az jó, hogy könnyen sok adathoz lehet jutni a lakossági bejelentések révén, ami hasznos egy nagy adatigényű modellezés során. Másrészt a gyűjtés nem random mintavétel szerint történik, onnan jön több adat, ahol sokan laknak, vagy ahol valamiért népszerűbb a projektünk, erre a heterogenitásra az elemzésnél és az eredmények értékelésénél figyelni kell. A modellünk lényege, hogy a citizen science alapján rekonstruált elterjedési mintázatokat összevetettük a környezeti feltételeket leíró térképekkel. Ötven olyan változót vettünk figyelembe, amelyek befolyásolhatják a fajok elterjedését, mint például a hőmérséklet, a csapadék, az autóutaktól való távolság vagy az emberi populáció mérete. A mesterséges intelligencián alapuló modell aztán kiválogatta, hogy ezek közül melyik az, amelyik ténylegesen összefügg az egyes fajok elterjedésével. A tigrisszúnyognál például a téli minimum-hőmérséklet kritikus a túlélés szempontjából, de a másik kettőnél vannak más fontos tényezők is” – mondta el módszerükről Garamszegi László Zsolt a telex.hu részére vele készült interjúban.
A publikáció legfontosabb eredményei, hogy azonosították a három inváziós szúnyog faj magyarországi elterjedését befolyásoló legfontosabb környezeti tényezőket, amely fajonként eltérő környezeti tényező együttest jelent. Bebizonyosodott, hogy a tigrisszúnyog esetében az elterjedési valószínűségeket közvetlen csapdázási adatokkal validálni lehetett. A tigrisszúnyogra vonatkozó előrejelzések felhasználhatók a járványügyi kockázat előrejelzésére és általában az előre jelzett elterjedési térképek hatékonyan felhasználhatók a jövőbeli betegség- és kártevő-előrejelzésben és kontrollban.
MOLEKULÁRIS BIOLÓGIAI MÓDSZEREK AZ EVOLÚCIÓS ÖKOLÓGIÁBAN
Papné Klein Ágnes a HUN-REN Ökológiai Kutatóközpont Evolúciós Ökológia Kutatócsoportjában dolgozik laborvezetőként. A kutatócsoport egyik szakterülete az inváziós csípőszúnyog fajok (jelen lévő és esetlegesen újonnan megjelenő) magyarországi elterjedésének vizsgálata, az elterjedésüket befolyásoló környezeti tényezők megértése. Klein Ágnes fő feladata a terepi szúnyog minták feldolgozása és kórokozók kimutatása molekuláris biológiai módszerekkel.
Első pillantásra a molekuláris biológia elég távol áll az ökológiától. Hogy kerül egy molekuláris biológus az Ökológiai Kutatóközpontba?
„Az MSc diplomámat a veszprémi Pannon Egyetemen szereztem, mint környezetkutató. Mindig is a reál tantárgyak felé vonzódtam, és a környezet védelme érdekelt. Két év után a nanotechnológia irányába indultam el, a Pannon Egyetem nagyon vonzó Nanotechnológia Tanszékén kezdtem a diplomamunkámat. Ennek készítése során szerettem bele a molekuláris biológia világába, abba, hogyan tudunk bármit megváltoztatni pipetták és reagensek segítségével, hogy aztán például egy egyszerű baktériumból egy zöld fluoreszcens baktérium váljék. A fő kutatási témám az volt, hogyan lehet előnyös tulajdonságú nanoszerkezeteket létrehozni a polimerizációra képes flagellin fehérje különféle funkciókkal felruházott variánsainak alkalmazásával. Diplomamunkám során a flagellin belsejébe a fluoreszcens GFP-t építettem be. Reggel mindig kíváncsian vártam, hogy világít-e majd a táplemezem zölden vagy nem, sikerült-e a jeladó tulajdonságú alegységet előállítani. Egyetemi éveim után a Pannon Egyetem Műszaki Kémiai Kutatóintézetének Bio-Nanorendszerek Kutatólaboratóriumában dolgoztam tovább. Részese voltam egy szabadalom elnyerésének, és a Bio-Nanorendszerek Kutatólaboratóriumunk 2014-ben Milleniumi Díjat nyert el.”
2016-ban ért véget a munkád a Pannon Egyetemen, elköltöztetek, megszületett az első majd a második kisfiad. A szakmai utad folytatásaként kedvesen kalandos út vezetett Vácrátótra az Ökológiai és Botanikai Intézetbe.
„Egyszer eljöttünk kirándulni a vácrátóti botanikus kertbe a kisfiaimmal. Nagyon megtetszett a kastély épület és azt mondtam a gyerekeknek, hogy anya egyszer itt fog dolgozni. Minden kívánság teljesülhetne így, mert rövid időn belül megjelent az álláshirdetés, hogy molekuláris biológiában jártas laborasszisztenst keresnek. Így kerültem közel 3 évvel ezelőtt az Ökológiai Kutatóközpontba.”
Miért van szüksége az ökológiának a molekuláris biológiai vizsgálatokra?
„Ma már szinte minden kutatás során fel kell tárni a genetikai hátteret, a vizsgált élőlények öröklött vagy szerzett tulajdonságait. A molekuláris biológiai technikákat alkalmazzák a természetes populációk genetikai szerkezetének, a fajok közötti kapcsolatoknak és az ökológiai folyamatoknak a vizsgálatában, pl.: DNS szekvencia meghatározása segíthet az élőhely használat tanulmányozásában, a fajok közötti kölcsönhatások feltárásában. A mi esetünkben az inváziós szúnyogok, mint vektorok számos kórokozót hordozhatnak és terjeszthetnek az ember vagy a háziállatok pl. kutyák felé. Ilyenek pl. a Dengue, Zika, Chikungunya, Nyugat-nílusi vírusok és a fonálférgek. Ezek kimutatása a szúnyogokban molekuláris biológiai módszerekkel lehetséges.
Másik témánk, hogy molekuláris biológiai módszerekkel hogyan tudjuk kimutatni például a szúnyogoknál a szúnyogirtó szerekkel szemben kialakult rezisztenciát, amikor hiába használjuk a megszokott kémiai szúnyogirtó szereket. A rezisztencia lehet szerzett vagy öröklött, erre is a DNS vizsgálatokból lehet csak választ nyerni. „
Miért fontos az inváziós szúnyogok kutatása?
Számos okból: mivel a fent említett vírusokat hordozhatják, ezért jelentős egészségügyi kockázatot jelentenek, és károkat okoznak az ökoszisztémában. Gazdasági szempontból is károsak, ide értve a turisztikai hatásokat is. Az inváziós szúnyogok nappal csípnek, ezért gyérítésük is jóval nehezebb. A napnyugta környékén jellemző szervezett szúnyogirtás az inváziós szúnyogok ellen nem hatékony, mivel egész nap aktívak. Kutatásunk célja az inváziós fajok terjedésének megértése, a terjedésüket elősegítő tényezők azonosítása, valamint hatékony ellenőrzési és védekezési módszerek kifejlesztése. A megelőző intézkedés és a korai felismerés kulcsfontosságú annak érdekében, hogy az inváziós szúnyogok által okozott egészségügyi, gazdasági és környezeti kockázatok megelőzhetők legyenek. Európa déli részén évek óta fordul elő Dengue és Chikungunya láz. Mivel a felmelegedés és az enyhe telek miatt várhatóan nálunk is át tud telelni a három inváziós szúnyog petéje, számítani lehet rá, hogy nálunk is megjelenhetnek ezek a betegségek. Azonban szerencsére Magyarországon még nem mutatták ki a vírusok jelenlétét a szúnyogmintákban, csak az utazásból behurcolt betegségek fordultak elő.
BG-Sentinel szúnyogcsapda
Mi a feladatod a laborvezetői munkakörben?
A molekuláris biológiai laboratórium új a HUN-REN Ökológiai Kutatóközpontban. Első feladatom volt kiépíteni és felszerelni a laboratóriumot, ami egy év alatt sikerült is. Sokrétű a feladatom, beletartozik a takarítástól a vegyszerbeszerzésen át a nukleinsav kivonásig minden. Szoros kapcsolatban vagyok azokkal a kutatási partnerekkel a Nemzeti Népegészségügyi és Gyógyszerészeti Központban, akik a szúnyogokból kinyert nukleinsavból a vírusokat (Dengue, Zika, Chikungunya, Nyugat-nílusi ) kimutatják.
A vérvétel igazi hősei
Hogy kapcsolódik ide a Szúnyogmonitor program? Új utat jelent a kutatásban a „citizen science”?
2019 óta működik az ÖK „citizen science” vagyis közösségi tudomány programja a Szúnyogmonitor. Olyan kutatási módszert jelent, melyhez a lakosság segítségét kérjük, vegyenek aktívan részt a tudományos kutatásokban. Mi arra kérjük az embereket, segítsenek felmérni, hogy az ország területén hol és mikor jelennek meg az inváziós szúnyogok. A lakossági bejelentéseket (fogott példányok, mobilapplikáción vagy e-mailen keresztül küldött fényképek alapján) dipterológus szakemberek azonosítják be, majd a tudományosan igazolt észlelések összegzése a Szúnyogmonitor honlapon közzétett tájékoztató ábrákon mindenki számára elérhető. Az adatok további feldolgozásával a kutatók információt kapnak az inváziós fajok ökológiájáról és a kórokozók terjesztésében betöltött szerepéről.
Ugyanakkor a másik irányú kommunikációban azt is nagyon fontosnak tartom, hogy a lakosság részére tudatosítsuk, hogy mi magunk mit tudunk tenni a szúnyogok elszaporodása ellen. A tigrisszúnyogok nem kötődnek nagy vízfelülethez, ugyanis „konténerköltők”, vagyis a ház körüli edényekben, hulladékban, játékokban felgyűlt esővízben szaporodnak. A leghatékonyabb védekezés ellenük, ha ezeket a kis víztereket, mint potenciális tenyészhelyeket megszüntetjük.
A kutatáson kívül mi tartozik még érdeklődési körödbe?
Egyik hobbim a cukrászkodás. Mikor a fiaimmal otthon voltam, elkezdtem receptekből süteményeket alkotni, de a recept vagy nem mondott el mindent, vagy nem voltak jók az arányok és nem sikerült. Így beiratkoztam egy 1 éves cukrász képzőbe. Nagyon élvezem az alkotást, sokszor ismernem kell azt, akinek készítem a tortát vagy a süteményt, hogy biztosan azt kapja, amit szeret, ami jellemzi őt. A cukrászatban nagyon fontos a pontosság és a precizitás, a rend és tisztaság. Ez nagyon nagy hasonlóságot mutat a molekuláris biológiai munkával, hiszen, ha nem jó mikrolitereket mérek ki , és beszennyezem a mintát akkor a PCR nem fog működni vagy téves eredményt kapok és ha nem megfelelő hőmérsékletű a cukorszirup a macaronhoz, akkor annak se talpa, se roppanós külseje nem lesz.
A HUN-REN Ökológiai Kutatóközpont két előadó ülést szervez önállóan vagy társszervezésben a 2024 évi Magyar Tudomány Ünnepe programsorozatában, amelyre várjuk a tudomány legfrissebb eredményei iránt érdeklődőket.
Mesterséges intelligencia a hazai ökológiában és természetvédelemben: adatok és algoritmusok
Barta Zoltán, Garamszegi László Zsolt
Időpont: 2024. november 21. 9:00 – 12:00
Helyszín:Humán Tudományok Kutatóháza, Nagyterem 1097 Budapest, Tóth Kálmán u. 4
Napjainkra, az Antropocén hajnalán világossá vált, hogy a földi bioszféra hatalmas nyomás alatt áll. Ez olyan mértékű változásokat okozhat, mely talán az élővilág jelenleg ismert formájának fennmaradását és az emberiség további fejlődését is veszélyezteti. E változások ellen csak a folyamatok pontosabb ismeretében vehetjük fel a siker reményében a harcot, ehhez azonban pontos és nagy mennyiségű adat szükséges a környezeti változókról vagy a fajok elterjedéséről populációméretéről vagy az ökoszisztémában betöltött szerepükről. Az adatok gyűjtése a technológiai fejlődésnek köszönhetően egyre gyorsabb, viszont feldolgozásuk egyre nehezebb. Ennek oka kettős lehet. Egyrészt, hatalmas adatmennyiségek generálódnak. Másrészt, az előzőektől nem függetlenül, az adatok összetettsége is hatványozódik. Korunk egyik jelentős innovációja, a mesterséges intelligencia talán lehetőséget teremt e problémák hatékony kezelésére. Az előadóülésen a mesterséges intelligencia hazai ökológiai és természetvédelmi alkalmazásának lehetőségeit szeretnénk áttekinteni.
Előadások:
Barta Zoltán & Garamszegi László Zsolt: Mesterséges intelligencia a természetvédelemben és az ökológiában: múlt, jelen
Csabai István: Mesterséges intelligencia módszerek alapjai és tudományos alkalmazásai
Zsebők Sándor: Állathangok és a mesterséges intelligencia
Garamszegi László Zsolt: Az inváziós csípőszúnyogok monitoringja citizen science és mesterséges intelligencia segítségével
Barta Attila: Faji elterjedési térképek prediktálása műholdképek alapján
Garamszegi László Zsolt & Barta Zoltán: Mesterséges intelligencia a természetvédelemben és az ökológiában: jövő
Az előadások összefoglalói a csatolt dokumentumban olvashatók.
Ezen felül az MTA Diverzitásbiológiai és az Ökológiai Tudományos Bizottsága rendezvényeként az „Év kiemelkedő szünbiológiai doktori értékezése díj díjátadója” a Magyar Tudomány Ünnepéhez kapcsolódó előadóülés keretében valósul meg 2024. november 12-én. Nyolcan fogják bemutatni a dolgozatukat, a díjazottakat ott hozzák nyilvánosságra. A zsűrit Ódor Péter, a HUN-REN ÖK Ökológiai és Botanikai Intézetének igazgatója elnökölte, így a díjátadót/előadóülést is ő fogja levezetni.
A fajok és más ökológiai jelenségek (pl. növényzeti típusok) elterjedésére az éghajlatváltozás hatást gyakorolhat, mely hatást prediktív elterjedésmodellekkel szokás vizsgálni és előre jelezni. E modellek meghatározó összetevői az ún. bioklimatikus változók. A modellek által előre jelzett, várható elterjedések a bioklimatikus változók értékeitől (pl. az év legcsapadékosabb negyedévének hőmérsékletétől) függenek. Eközben a változó számításának alapjául szolgáló időszak (pl. a legcsapadékosabb negyedév) az éven belül eltolódhat, és ez az eltolódás könnyen rejtve maradhat, pedig a bioklimatikus változók ökológiai jelentése nagymértékben függ az időszaktól. Példának okáért a legcsapadékosabb negyedév a közelmúltban esetleg a május-június-július időszakra esett (ez Magyarország jelentős részére igaz), de ez az elkövetkező évtizedekben akár az őszi vagy téli hónapokra is átcsúszhat. Nem nehéz belátni, hogy ez nehézségek elé állítja az elterjedésmodellező szakembereket, hiszen míg a közelmúltban a legcsapadékosabb negyedév hőmérsékletét leíró bioklimatikus változó valójában a kora nyári időszakot jellemezte, addig a jövőben ugyanez a változó az év egy teljesen más (a példánkban egy jóval hűvösebb) időszakának hőmérsékletét írja majd le. Márpedig azoknak a modelleknek a tanításához, amelyekkel a jövőbeli elterjedést jelezzük előre (esetünkben az őszi-téli hőmérséklet segítségével), a közelmúlt kora nyári hőmérsékletét használtuk fel.
A HUN-REN Ökológiai Kutatóközpont két kutatója, Bede-Fazekas Ákos és Somodi Imelda korábbi tanulmányukban már bemutatták, hogy a bioklimatikus változók számításához használt ún. jellegzetes éghajlati időszakok, mint amilyen a legcsapadékosabb negyedév is, nem csak elméletben csúszhatnak el éven belül akár több hónapnyit is, hanem ez Magyarország területének egy részén az éghajlatmodellek szerint a jövőben ténylegesen megvalósulhat. A jellegzetes éghajlati időszakok elcsúszása az elterjedésmodellek megbízhatóságát csökkenti, ezért a modellezőnek fel kell ismernie a problémát és kezelnie kell.
„Vajon csak Magyarország kerül ilyen – modellezéstechnikai szempontból – szerencsétlen helyzetbe a jövőben? Vagy ez a probléma a Föld egészét érinti, esetleg néhány régióját kiemelten is? Mennyire értenek egyet a különböző globális klímamodellek ebben a kérdésben? És a klímamodellek mögött meghúzódó forgatókönyvek?” – sorolja azokat a kutatási kérdéseket Bede-Fazekas Ákos, amelyek nem hagyták nyugodni a két kutatót.
„A bennünket foglalkoztató kérdések adottak voltak, ahogy a szükséges éghajlati adatok is. Továbbá azt is tudtuk, hogy az eredmény – bármi lesz is – nem csak minket érdekel, hanem az elterjedésmodellezők népes táborának is fontos információt szolgáltat majd. Már csak egyvalami volt hátra: valahogyan az irdatlan adatmennyiséget és a belőle kihámozható eredményeket szintetizálnunk kellett, hogy befogadható formában tárjuk a tudományos közösség elé. Azt hiszem, ez jelentette a legnagyobb kihívást számunkra.”
A kutatás legfőbb lépései folyamatábrán szemléltetve, a bemeneti adatoktól a jellegzetes éghajlati időszakok számításán át a szintetizáló elemzésekig
Végül a kutatók sikerrel jártak, és a Föld egészét felölelő, négy klímamodellt, négy forgatókönyvet és négy jövőbeli időszakot feldolgozó elemzésüket a rangos Global Change Biology című tudományos lapban publikálták. A tanulmány bemutatja azokat a területeket, amelyek a jellegzetes éghajlati időszakok eltolódásával leginkább érintettek.
A csapadék (fölül) és a hőmérséklet (alul) éven belüli változatosságának térképén kék poligonok ábrázolják azon területeket, amelyek leginkább ki lesznek téve a csapadékkal, illetve a hőmérséklettel összefüggő jellegzetes éghajlati időszakok eltolódásának
A térképes eredményeken túl a HUN-REN Ökológiai Kutatóközpont két kutatója azt is feltárta, hogy azon három fontos döntés közül, amelyet az elterjedés modellező szakembernek meg kell hoznia, ha jövőbeli elterjedést szeretne előre jelezni, melyek a fontosabbak, s melyek a kevésbé fontosak. E döntések a globális klímamodell kiválasztása, a forgatókönyv kiválasztása és a jövőbeli időszak kiválasztása.
„Úgy találtuk, hogy az elterjedésmodellező globális klímamodellre vonatkozó döntése volt a legkevésbé fontos, míg a jövőbeli időszak kiválasztása jellemzően fontosabb volt, mint a forgatókönyv kiválasztása” – számol be az eredményekről Bede-Fazekas Ákos. „A jellegzetes éghajlati időszakok eltolódása az idő előrehaladtával és a mind pesszimistább forgatókönyvek figyelembevételével egyre hangsúlyosabbá válik. Viszont a globális klímamodelleket e tekintetben nem lehetett egyértelmű sorrendbe állítani. Modellezéstechnikai szempontból az eredményt némiképp megnyugtatónak tartom, hiszen éppen a klímamodellek kiválasztása szokta a legnagyobb fejtörést okozni az elterjedésmodellezőknek, de úgy tűnik, e döntésnek van a legkisebb jelentősége.”
Sajnos az ökológia és a természetes életközösségek sokszínűsége szempontjából már közel sem ilyen megnyugtató az eredmény. A kutatók számos példát találtak a jellegzetes éghajlati időszakok két hónapot meghaladó eltolódására, és hat hónapos – vagyis az elképzelhető legnagyobb – várható eltolódásról is beszámoltak. Márpedig az éghajlati jellemzők éven belüli eloszlásának ilyen jelentős átrendeződését félő, hogy sok faj nem fogja tudni lekövetni. Példánknál maradva ez azt jelenti, hogy a hosszú évezredek alatt a nyár eleji, kellemes melegben lehulló csapadékhoz alkalmazkodott növény- és állatfajokat jelentős próbatétel elé állíthatja, ha a csapadék nagy része inkább az őszi-téli hónapokban hullik majd le, amikor már életciklusuk következtében e csapadékot hasznosítani nemigen tudják. A próbatétel pedig fajok elvándorlásához, rosszabb esetben pusztulásához vezethet.
„A trópusokon számos helyen várható mind a hőmérséklettel, mind a csapadékkal összefüggő jellegzetes éghajlati időszakok eltolódása, de a csapadékkal összefüggő eltolódások a mérsékelt és a sarkvidéki égövben is számos területen várhatóak” – összegzi a térképes elemzéseket Somodi Imelda. „Az Egyenlítő környékén bekövetkező, együttes eltolódások megerősítik annak a valószínűségét, hogy ott máshonnan nem ismert (analógia nélküli) éghajlat fog kialakulni a jövőben. Márpedig ennek az élőlényekre kifejtett hatását még megbecsülni sem tudjuk, hiszen nincs hozzá kellő eszközünk!”
Tanulmányuk záró gondolataként a HUN-REN Ökológiai Kutatóközpont kutatói leszögezik, hogy a későbbiekben a prediktív elterjedésmodelleknek figyelembe kell venniük a jellegzetes éghajlati időszakok eltolódását és a jelenséget be kell építeniük a modellezési munkákba, ha megbízható előrejelzésekkel kívánnak szolgálni.
Mindenkit akit érdekelnek a botanikuskertek, az őserdők és általában a növények, életünk megmaradt zöld oázisai, vár a HUN-REN Ökológiai Kutatóközpont a Kutatók Éjszakáján a vácrátóti Nemzeti Botanikus Kertben. Programunk péntek esti séta a kertben kurátori vezetéssel, utána az őserdőkről, természet-helyreállításról és inváziós növényekről szóló előadásokkal, beszélgetéssel. Minden program ingyenes, de egyes programok regisztrációhoz kötöttek.
Helyszín: HUN-REN ÖK Nemzeti Botanikus Kert, Vácrátót Alkotmány utca 2-4.
Előadás. Napjainkra az öreg erdők szerepe gyökeresen átértékelődik, a klímaváltozás lassításában betöltött szerepük és különleges élőviláguk megőrzése miatt.
Előadás. Az előadó több évet töltött Bhutánban, fenyves köderdők természetes erdő típusait és szerkezeti tulajdonságait kutatva. Most első kézből mutatja be nekünk a Kelet-Himalájai őserdők varázslatos világát.
A programokon a részvétel ingyenes, de regisztrációhoz kötött. Kérjük, regisztráljon a megfelelő programoknál:
A Kutatók Éjszakáján a HUN-REN Ökológiai Kutatóközpont egyik rendezvényeként ismét megszervezzük az Evolúció Éjszakáját, ezúttal az ELTE Természettudományi Kar együttműködő parnereként. Ha szeretné jobban megérteni az evolúcióbiológia és az ökológia mozgatóerőit, akkor jöjjön el az ELTE lágymányosi épületébe ahol egyszerű játékos példákon keresztül bemutatóinkon és előadásokon ismerkedhet közelebbről az evolúciós jelenségekkel.
Helyszín: ELTE TTK Déli Tömb (1117 Budapest Pázmány Péter sétány 1/C)
Hogy értsük, mi történik a klímában és a vízmérlegben, a VÁLASZ Online portál alapvető kérdéseket tett fel kutatóknak.
„Az alábbiakban Szabó Péter éghajlatkutató, az ELTE Meteorológiai Tanszékének doktorandusza, Ungvári Gábor közgazdász, a REKK Vízgazdasági Csoport vízgazdasági elemzője és Lukács Balázs biológus, ökológus, az Ökológiai Kutatóközpont főmunkatársa válaszol….
Lukács Balázs biológus, ökológus: Idén látszik igazán a csapadékszinteken, hogy durván elválik az Alföld az ország többi részétől. Az év első fele a nyugati országrészben és a hegyvidékeken „jól sikerült”, vagyis átlagos vagy átlag feletti csapadék hullott. Az Alföldön viszont csak a január volt átlagos, utána az elmúlt 20 év átlagához képest minden hónapban kevesebb eső esett. És még erre jött rá az aszályos július-augusztus. Ha az elmúlt 15-20 év csapadék- és hőmérsékleti adatait nézzük, kirajzolódik a trend: ritkán és nagy zuhéban jön az eső, nyáron pedig súlyos aszályok vannak. A csapadék időbeli eloszlása kiegyenlítetlen, ráadásul a víz java átmegy az országon.
Kedvező fejlemény, hogy a hullámtéri – vagyis gáton belüli – holtmedrek megtelnek, a kiszáradó kisebb medrek, morotvák életre kapnak, de összességében a fő trend a szárazodás.
Az Országos Vízügyi Főigazgatóság folyamatosan figyeli a talajvízszinteket. A kutakból vett adatsorok térképre vetítésén látszik, hogy ez a szint folyamatosan csökken: az eltérés a 30 éves átlagtól néhol 150, 200 cm vagy még több. Vagyis ennyivel „ereszkedett” mélyebbre a talajvíz szintje. (Lásd a térképet lent!) Főleg a Nyírség és a Duna–Tisza köze érintett ebben. Hiába zúdul le időnként sok csapadék, annak időre lenne szüksége, hogy elszivárogjon. Ráadásul az aszály miatt jellemző lett a talajvízből származó öntözés; ez is nagy mértékben apasztja a talajvizet.”
Kilencedik alkalommal szervezte meg a HUN-REN Ökológiai Kutatóközpont (ÖK) Báldi András főszervezésével az SCCS Europe (Student Conference on Conservation Science) konferenciát 2024. szeptember 10-14-ig Balatonvilágoson. A nemzetközi, angol nyelvű konferencia a természetvédelmi biológia témakörével foglalkozó egyetemi hallgatóknak és fiatal pályakezdő kutatóknak kínált lehetőséget arra, hogy a szakma kiválóságaival találkozzanak, szakmai fejlődésüket elősegítő workshop-okon vegyenek részt, és bemutassák saját kutatásai eredményeiket angolul.
A konferencia kiemelt témái közé tartozott idén az állatökológiai, vízi ökológiai, restaurációs ökológiai témák mellett a beporzó szervezetekhez (pollinátorok) kapcsolódó eredmények bemutatása a Safeguard H2020 nemzetközi projekthez kapcsolódóan.
Másik új téma volt a Leuphana Egyetem (Lüneburg) közös szervezésében az a program csokor, amely azt vizsgálta, hogyan segítheti elő a biológiai sokféleség megőrzését a fenntartható fejlődés oktatása és a transzdiszciplináris tanulási módszerek. Ezek a kutatások a DBU (Német Szövetségi Környezetvédelmi Alapítvány) által támogatott ProBioTIC projekt keretében folynak.
Idén is díjazták a legjobb előadásokat és posztereket. A Pensoft kiadó ingyenes publikálási lehetőséget ajánlott fel a Nature conservation folyóiratban, Molnár Zsolt (HUN-REN Ökológiai Kutatóközpont) felajánlásából pedig könyveket vehettek át a legjobbak, köztük a HUN-REN ÖK tudományos segédmunkatársa és PhD hallgatói. Köszönjük a zsűri alapos munkáját a poszterek és előadások értékelésében: Yann Clough (Lund Egyetem), Costanza Geppert (Padova Egyetem), Tamara Mitrofanenko (Kárpátok Keretegyezmény Titkársága), Deepa Senepathi (Reading Egyetem), Senan Gardiner (Leuphana Egyetem).
SCCS Europe 2024 konferencia díjazottjai és a zsüri néhány tagja
Legjobb Előadás díj/ Best Talk Awards
Ahlam Sentil: „The critical role of maintaining the native wild vegetation for pollinator conservation despite the use of habitat plants”
Réka Szilágyi (Ök-s PhD hallgató): „Social-ecological integration of corncrake (Crex crex) conservation in a Transylvanian cultural landscape”
Gergő Rák: „Plant community driven habitat choice of a grassland specialist: the Hungarian meadow viper prefers community transitions”
Legjobb Poszter díj/ Best Poster Awards
Ágnes Tóth (ÖK tud.segédmunkatárs):„The vertical distribution of the soil seed bank in wet meadows and implications for restoration”
Abdubakir Kushbokov: (ÖK-s PhD hallgató) „Soil seed bank assessments along degradation gradients in the Kyzylkum desert”
A korábbi évhez képest nagyságrendekkel nagyobb számban rajzottak a fehér kérészek. E csodálatos rovarokat magyar kutatók által kifejlesztett fénysorompók menthetik meg attól, hogy a hidak fölé repülve az aszfaltra csapódjanak a peték lerakása közben. Az Árpád hídra felszerelt szerkezetek jól vizsgáztak az elmúlt napokban.
Kriska György, a HUN-REN ÖK Vízi Ökológiai Intézetének tudományos tanácsadója kollégáival az 1990-es évek végén kezdett el a kérészekkel, közöttük a tiszavirággal (Palingenia longicauda) foglalkozni, azt vizsgálva, a vízirovarok miként találnak vissza élőhelyeikhez például peterakás után. A tiszavirág tájékozódását a vízről visszatükröződő, és emiatt polárosssá váló fény segíti. Korábban csak a természetes vizek voltak az ilyen, vízszintesen polarizált fények forrásai, s így megbízhatóan segítették a kérészek tájékozódását (is). Az emberiség azonban az elmúlt évtizedekben elárasztotta a világot a fényt visszatükröző mesterséges objektumokkal, aszfaltos utakkal, üveggel borított épületekkel, napelemekkel és mezőgazdasági agrofóliákkal. Ezek okozzák a poláros fényszennyezést, amely a problémát a világon először Kriska Györgyék írták le, kutatásuk eredményeit a Nature és a Science tudományos folyóiratok többször is méltatták.
A tiszavirágra a rajzás folyamán kétféle viselkedés jellemző: a vízkövető és a vízkereső. Az előbbire példa az, amikor a hímek a víz felett kis magasságban repülve keresik a nőstényeket, hogy párosodjanak, az utóbbi pedig akkor fordul elő, amikor a kérész nem látja a víz felszínét. Ilyenkor a kérész több tízméteres magasságba felrepülve próbálja megtalálni a folyót. Ezt a magasra repülést váltják ki a hidak, amikor a folyóvíz polarizációs jelét követő rovarok a keresztező műtárgy miatt elvesztik a jelet.
A HUN-REN ÖK kutatói mindezekkel már tisztában voltak, amikor 2012 augusztusában Tahitótfaluban – gyakorlatilag az 1960-as évek utolsó rajzásait követő fél évszázaddal később – sokak megdöbbenésére milliószámra tűntek fel a fehér kérész, azaz dunavirág (Ephoron virgo) egyedei. A kérész megjelenése egyfelől igen örömteli volt, mert a Duna vízminőségének jelentős javulását mutatta, másfelől viszont a hidak aszfaltburkolatai csúszóssá váltak a tájékozódásukat elvesztett rovarok millióinak tetemeitől. Hamar világossá vált, hogy hatalmas ökológiai kár keletkezett, amelynek jövőbeli megelőzésére szükséges lenne hatékony módszert kitalálni.
– Amíg a tiszavirág este 6 és 8 óra között, még világosban rajzik, addig a dunavirág 8 és 10 óra között, már sötétben. Ekkor már bekapcsol a közvilágítás, így a hidak lámpái is. A fény a víz felszínétől felfelé vonzza a kérészeket, amelyek a lámpavilágtól megzavarodnak. Ezt tetézi, hogy az aszfaltburkolat a vízfelszínhez hasonló módon polarizálva veri vissza a fényt, így a petéiket a vízben lerakni próbáló rovarok – abban a hitben, hogy a vízfelszínre érkeznek – szántszándékkal csapódnak bele az aszfaltba – magyarázta a HUN-REN portáljának kérdésére Kriska György, a kérészek életét bemutató filmek egyik készítője. Hozzátette, komplex ökológiai csapdáról van szó, hiszen maga a folyó vezeti oda a hidakhoz a dunavirágokat, így a tragédia nem csak a híd közelében élő rovarokat érinti.
A HUN-REN ÖK Folyóvízi Ökológia Kutatócsoportjának tudományos munkatársa, Egri Ádám vezetésével a szakemberek megvizsgálták a kérész látását, s kiderült, hogy a hideg kék fényű, azaz a minél rövidebb hullámhosszú fények vonzók számukra. Ez alapján fejlesztették ki a hidak aljára szerelhető ledlámpákat, amelyek egyfajta sorompóként képesek meggátolni, hogy a dunavirágok felrepüljenek a közvilágítási lámpákhoz. Az első ilyen rendszert 2019-ben szerelték fel a tahitótfalui Tildy Zoltán hídra. Idén egyébként az elmúlt évet nagyságrendekkel meghaladó, kiemelkedő rajzás zajlik, az elmúlt napokban többmilliónyi dunavirág rakta le petéit jó esetben a folyó vizébe. A budapesti Árpád hídra 2023-ban telepített ledes rendszerek is jól vizsgáztak, s megmutatták, hogy további hidakra is szükség lenne fénysorompókat szerelni a folyók ökológiájában kulcsszerepet játszó, törékeny rovarok megmentése érdekében.
Fotó: Potyó Imre
A fehér kérészek életét bemutató filmeket itt nézhetik meg:
2024 augusztus 18-án lép életbe az EU természet-helyreállítási rendelete, amelyet az EU Környezetvédelmi Tanácsa június 17-én szavazott meg. Ezzel elindul a visszaszámlálás – a tagállamoknak, így Magyarországnak is, 24 hónapon belül be kell nyújtania a Bizottság felé a nemzeti helyreállítási terv tervezetét.
A rendeletről röviden:
A rendelet az európai zöld megállapodás és a 2030-ig tartó időszakra szóló uniós biodiverzitási stratégia részeként jött létre.
A jogszabály célja az ökoszisztémák, élőhelyek és fajok helyreállítása az EU szárazföldi és tengeri területein.
A helyreállítások hozzájárulnak a biodiverzitás csökkenésének megakadályozásához, továbbá az EU éghajlatváltozás mérséklésre és az éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodásra vonatkozó célkitűzéseinek eléréséhez.
A helyreállító intézkedéseknek EU szinten 2030-ig a szárazföldi és tengeri területek legalább 20%-át, 2050-ig pedig az összes helyreállításra szoruló ökoszisztémát le kell fedniük.
Helyreállítást a rendeletben megjelölt szárazföldi, tengerparti, édesvízi, erdei, mezőgazdasági és városi ökoszisztémákban, valamint a folyók és a beporzó populációk vonatkozásában kell végrehajtani.
A rendelet egyedülálló, ugyanis a világon elsőként kötelező célokat tűz ki az ökoszisztémák, élőhelyek és fajok helyreállítására. A két éven belül esedékes nemzeti helyreállítási terv kidolgozásához és végrehajtásához azonban széles szakmai összefogásra van szükség.
Az első lépések a magyar ökoszisztémák helyreállítása felé
A rendeletben megjelölt célok eléréséhez a tagállamoknak először le kell írniuk az egyes ökoszisztémák alapállapotát, valamint meg kell határozniuk azokat az állapotjelző indikátorokat, amelyeknek javulását célozzák majd a nemzeti helyreállítási tervben. E folyamatok lépései a következők:
Élőhelyek: Meg kell állapítani és térképen bemutatni minden egyes, a rendeletben megjelölt élőhely országon belüli kiterjedését és állapotát: jó, gyenge, rossz, nem ismert. A jó élőhelyek megőrzendők, míg a gyenge vagy rossz élőhelyeket helyre kell állítani: 2030-ra a 30%-ukat, 2040-re a 60%-ukat, 2050-re a 90%-ukat. A „nem ismert” állapotú élőhelyek legalább 90%-ának állapotát 2030-ig meg kell állapítani.
Közösségi jelentőségű fajok: Meg kell állapítani a rendeletben megjelölt fajok kedvező életfeltételeihez szükséges élőhelyek mennyiségét, minőségét és összekapcsoltságát, és amennyiben szükséges, helyre kell állítani a megfelelő élőhelyeket.
Városi ökoszisztémák: Meg kell állapítani a városi ökoszisztémák kiindulási területét és a lombkoronával borított területek százalékos arányát, továbbá biztosítani kell összterületük folyamatos növekedését 2030-tól kezdődően.
Folyóvizek: Azonosítani kell és fel kell térképezni a folyók összekapcsolódását gátló akadályokat, és meg kell határozni, hol és hogyan biztosítható az összekapcsoltság növelése a hazai folyóvizeken.
Beporzók: Meg kell becsülni a kielégítőnek ítélt beporzó állomány paramétereket, s az állományok növekvő tendenciáját kell elérni 2050-ig.
Mezőgazdasági és erdei ökoszisztémák: Meg kell állapítani a kielégítőnek ítélt indikátor célokat a mezőgazdasági és erdei ökoszisztémákra, majd növekvő biodiverzitás tendenciákat kell elérni a mezőgazdasági vagy erdészeti művelés alatt álló ökoszisztémákban is.
A HUN-REN Ökológiai Kutatóközpont kutatásai fontos alaptudást biztosítanak a rendelet végrehajtásához, és iránymutatóként szolgálnak a hazai helyreállításokhoz. Magyarország ökoszisztéma alaptérképe, a hazai veszélyeztetett élőhelyek kiterjedésének vizsgálata és a zöld infrastruktúra megőrzésére és fejlesztésére kidolgozott útmutató a fenti lépések elengedhetetlen hátterét biztosítják. Azonban a rendelet által megkövetelt nagyszabású helyreállítási erőfeszítések előfeltétele az ökológiai és természetvédelmi szaktudás mellett a különböző ágazatok nézőpontjának és szaktudásának egyeztetése és integrálása az Országos Természet-helyreállítási Tervbe. A felmerülő érdekellentétek feltárása, a reális kompromisszumok megkeresése és megvalósítása csak az érdekelt felek széles körű, méltányos és hatékony képviseletével és részvételével lehet megtenni.
