Az Ökológiai Kutatóközpont evolúcióbiológusai – Szilágyi András, Czárán Tamás és Mauro Santos – Szathmáry Eörs akadémikus vezetésével egy számítógépes modell segítségével kimutatták, hogy meghatározott körülmények között az öregedés elősegítheti az irányító szelekcióra adott választ, vagyis a megváltozott környezeti körülményekhez való evolúciós alkalmazkodást. A vizsgálat eredményeit a BMC Biology című szakfolyóiratban publikálták. Az öregedés tehát nemcsak a természetes szelekció káros „mellékterméke”, hanem előnyös is lehet az élőlények számára. Ezzel a kutatók jelentős előrelépést értek el az öregedés lehetséges magyarázata terén, ami már több mint másfél évszázada az evolúcióbiológia egyik máig nyitott nagy dilemmája.
Az öregedés rejtélye évezredek óta foglalkoztatja az embert, sokan bármit megtennének, hogy megállítsák vagy visszaforgassák a rendszerint a testi funkciók fokozatos leromlásával járó folyamatot. Noha az öregedés az élet természetes velejárója, a biológusok meglehetősen kevéssé értik azt, hogy e folyamat miért alakult ki az evolúció során. Az sem egyértelmű, hogy az öregedés elkerülhetetlen-e, hiszen vannak élőlények, amelyek látszólag semmit sem öregednek, sőt az úgynevezett negatív öregedés (vagyis a fiatalodás) sem ismeretlen a természetben: egyes teknősök életfunkciói például javulnak a korral.
Az Evolúciótudományi Intézet kutatói Szathmáry Eörs akadémikus vezetésével egy korábban felvetett, de mindmáig bizonyítatlan öregedési elmélet helytállóságának bizonyítására törekedtek. Az elmélet azt valószínűsíti, hogy ha megfelelők a feltételek, az öregedés elősegítheti az e folyamatot irányító gének szaporodását.
A hipotézis helyességének vizsgálatára egy általuk kifejlesztett számítógépes modellt használtak. A modell egy olyan algoritmus, amely szimulálni képes az élőlények vagy gének populációinak hosszú távú sorsát a kutatók által beállított feltételek függvényében. Egészen pontosan, e szimulációk segítségével evolúciós forgatókönyveket kell futtatni, és az eredmények nem évmilliókkal később, hanem csupán órák múlva elő is állnak. A modern evolúcióbiológiai kutatások ma már elképzelhetetlenek számítógépes modellezés nélkül.
A kutatás alapvető kérdése egyszerű volt: van-e értelme az öregedésnek? Szolgál-e evolúciós funkciót, vagy tényleg csak az élet keserű és végzetes mellékhatása? „Az öregedésnek akkor lehet evolúciós funkciója, ha szelekció folyik az öregedés érdekében. E szelekció létét igyekeztünk feltárni a kutatásunkban – érvel Szathmáry Eörs. – A klasszikus magyarázatok szerint az öregedés szelekció nélkül is megjelenik a populációkban. Ennek az az oka, hogy az egyedek előbb-utóbb öregedés nélkül is meghalnak – például betegségek vagy balesetek következtében –, így egyre kevésbé hat a populációra a természetes szelekció, és az idős korban káros, vagyis az öregedést okozó gének felhalmozódhatnak. Vagyis az öregedés csak járulékos következménye az evolúciónak, nem az alkalmazkodás érdekében jön létre.”
Az elmúlt évszázad során számos evolúciós elméletet dolgoztak ki, amelyek különféle biológiai mechanizmusok révén magyarázták az elkerülhetetlen, pozitív funkcióval nem rendelkező öregedést. Sokáig ezt szinte tényként kezelték, csakhogy amikor sorozatosan tűntek fel a nem öregedő élőlények, egyre többen kérdőjelezték meg, hogy az öregedés valóban elkerülhetetlen-e, vagy esetleg az élőlénynek előnye is származhat az öregedésből?
„Mára az evolúcióbiológiai közösség elfogadta, hogy a klasszikus, adaptációt nem feltételező öregedéselméletek nem képesek megmagyarázni a természetben tapasztalható összes öregedésmintázatot. Vagyis az öregedés magyarázata nyitott kutatási területté vált – folytatja Szathmáry Eörs. – Az adaptivitást feltételező alternatív elméletek e problémára kínálnak megoldást azzal, hogy az öregedés különböző pozitív következményeit vetik fel. Például elképzelhető, hogy a változó környezetben az idősebb egyedek génjei számára előnyösebb öregedni, majd meghalni, mert ezzel csökkenthetik az alkalmazkodóképesebb utódjaik túlélését és szaporodását hátráltató versengést a populációban.”
Ez azonban csak akkor igaz, ha az egyedek főleg a rokonaikkal vannak körülvéve, mert ellenkező esetben a szexuális szaporodás során a nem öregedő változatok „ellopják” az öregedő populáció egyedeitől a jobb – a megváltozott környezethez jobban illő – géneket, és a számottevő öregedés eltűnik.
A magyar biológusok a modell lefuttatása után azt tapasztalták, hogy az öregedés valóban gyorsíthatja az evolúciót. Ez a változó környezetben azért előnyös, mert a gyorsabb evolúció hamarabb „kikísérletezheti” az új körülményekre leginkább megfelelő jellegzetességeket, és ezzel nagyban elősegíti a gének utódainak túlélését és elterjedését. Vagyis az öregedés ekkor valóban előnyös tulajdonsággá válhat, és így a természetes szelekció az elterjedése irányában hathat.
Szathmáry Eörs evolúcióbiológus, az MTA rendes tagja, az MTA Fenntartható Fejlődés Elnöki Bizottság elnöke. Kutatásai során az élet keletkezésétől kezdve az emberi nyelvkészség kialakulásáig számos evolúciós folyamatot vizsgált és modellezett. John Maynard Smithszel közösen írt könyvét, az Az evolúció nagy lépéseit a modern evolúcióbiológia alapműveként tartják számon.
Egy nemzetközi kutatócsoport új elméleti keretet fejlesztett ki annak megértéséhez, hogyan jelenik meg a természetben az evolúció és a komplexitás. Ez az „Összeállításelméletről” (Assembly Theory) szóló új munka a Nature-ben jelent meg október 4-én.
Amint azt Czégel Dániel, a cikk társszerzője, az Arizonai Állami Egyetem és az Ökológiai Kutatóközpont Evolúciótudományi Intézetének munkatársa kifejtette: a fizikának, a kémiának, a biológiának mind megvan a saját nyelve, de ezek szinte teljesen érthetetlenek egymás számára, mintha a Bábel utáni napokban lennénk. Ez nagyon megnehezíti a köztük lévő átmenet tanulmányozását. Valami olyasmire van szükségünk, mint a középkori kikötővárosok lingua francája, hogy áthidaljuk a kultúrákat és a nyelveket.
De a lingua francák gyakran új, önálló nyelvek kiindulópontjai. Az összeállításelmélet nem fizika, kémia, vagy biológia, hanem egy új matematikai nyelv, amely történetfüggő rendszereket ír le, amelyekben a jelenlegi formák létezését erősen meghatározzák a múltban létezők, mint például a biológiai vagy technológiai evolúció termékei. Kiderült, hogy az ilyen összetett objektumok koordinátarendszere nem olyan, mint a fizika koordinátarendszere, hanem inkább egy kombinatorika és rekurzivitás által meghatározott tér. A legkülönösebb talán az, hogy egy objektum nem egy pont, hanem egy ok-okozati lánc, a tárgy keletkezésének története. Ráadásul nem a valódi története, hanem egy kitalált történet, akár egy eredetmítosz, amely azonban matematikailag meghatározott az „összeállítási univerzum” szabályai szerint.
Ha az objektumokat saját eredettörténetükként kezeljük, beszélni tudunk az összes objektum történetének szövevényes hálójáról, és tudunk mérni olyan mennyiségeket, mint a szelekció mértéke és a történetfüggőség, amely a megfigyelt objektumok létezését okozta. Kicsit olyan, mint a kvantumfizika részecske-hullám kettőssége összetett objektumok esetében: néha jobb őket háromdimenziós struktúráknak, néha pedig egymással összefüggő keletkezéstörténetnek tekinteni. Ennek a koordináta-rendszernek a nyelvét kell beszélnünk, ha feltételezzük, hogy az élet, amelyet a laboratóriumban szeretnénk létrehozni, vagy az élet a világegyetem más részein kémiailag különbözik miénktől.”
Az Ökológiai Kutatóközpont Vízi Ökológiai Intézetben működő Biodiverzitás és Metaközösség-ökológia Kutatócsoport legfőképpen az emberi tevékenység természetes élőhelyekre gyakorolt hatását kutatja, hiszen e vizsgálatok természetvédelmi jelentősége felbecsülhetetlen. David Cunillera-Montcusí ökológus, európai és uruguayi kutatásai után most csatlakozott a kutatócsoporthoz, hogy az Európai Unió Marie Skłodowska-Curie programja támogatásával azt vizsgálja, hogy a vizes élőhelyek feldarabolódása hogyan hat az élővilág sokféleségére.
Az éghajlatváltozás, illetve az ember természetpusztítása hatására szerte a világon sérülnek az élőhelyhálózatok: az életközösségek által lakott (és lakható) helyszínek fogyatkoznak, sok helyütt teljesen eltűnnek, egyre töredezettebbé válnak, ez pedig drasztikus hatással van a biodiverzitásra. A vizes élőhelyek pedig talán még nagyobb veszélyben vannak. Arról azonban keveset tudunk, hogy pontosan hogyan zajlik az életközösségek leromlása az élőhelyek közötti kapcsolatok, illetve az élő és élettelen körülmények (például az édesvizek sótartalmának emelkedése) hatására. Ezt fogja kísérletes és modellvizsgálatok segítségével kutatni David Cunillera-Montcusí.
David Cunillera-Montcusí
„Az eddigi kutatásaimban főként édesvízi ökoszisztémákkal foglalkoztam, és azt vizsgáltam bennük, hogy az emberi tevékenység milyen módon zavarja meg a működésüket, illetve, hogy a tájléptékű jellegzetességek hogyan befolyásolják az ökoszisztémák zavarással szembeni ellenálló képességét – mondja az ökológus, aki korábban a Barcelonai Egyetemen dolgozott, és már számos tanulmányban kooperált magyar kutatókkal. – A doktori munkám során például azt vizsgáltam, hogy a sűrűn elhelyezkedő és egymással összekötött tavacskák hogyan segítik a természet regenerációját az erdőtüzek után.”
Cunillera-Montcusí az utóbbi években főként az édesvízi élőhelyek sótartalmának emelkedését (az úgynevezett „édesvízi sósodási szindrómát”) kutatta, ami sok helyütt az emberi zavarás jele, egyúttal a diverzitás csökkenésének fontos oka. A sótartalom növekedése például a mezőgazdasági és ipari tevékenység vagy a bányászat következménye. Természetesen a sósodás a vízi életközösségek minden élőlényére hatással van, hiszen ők alacsonyabb sókoncentrációhoz alkalmazkodtak. Egyes fajok rosszabbul reagálnak e zavarásra, eltűnnek, ez pedig kaszkádszerű folyamatokat indít be az egész közösségben, ami az élőhely leromlásához vagy akár összeomlásához is vezethet. David Cunillera-Montcusí úgy találta, hogy a tájon elszórt tavacskák rendszerének viselkedése jól modellezi a nagyobb természetes vizek emberi zavarásra adott reakcióját.
„Bár eddigi vizsgálataimban főleg kis tavacskákat kutattam, de az általunk feltárt mechanizmusok mindenféle vizes élőhelyen működnek. Azt igyekszünk feltárni, hogy a régiók élőhelyeinek struktúrája és eloszlása hogyan segítheti az életközösségeket, hogy ellenállóbbak legyenek a külső zavarásokkal szemben – folytatja a kutató. – Azt tapasztaltuk, hogy az ellenálló képességhez nem feltétlenül van szükség nagy, összefüggő élőhelyekre. Az is elegendő lehet, ha sok kicsi, de nagyon jól összekötött élőhelyet őrzünk meg. Minél jobban kommunikálnak egymással az élőhelyek, annál kevésbé érinti őket a külső zavarás.”
Az Ökológiai Kutatóközpontban végzett kutatásai egy részében kísérletesen fogja modellezni a különböző sókoncentrációjú és eltérő fragmentáltságú, eltérő mértékben összekapcsolt tavacskákban élő közösségek viselkedését és ellenálló képességüket.
„Az intézetben lévő számos mezokozmoszban (200 literes víztartályokban) fogjuk szimulálni a tavacskákat. Különféle élőlényeket helyezünk beléjük, különböző szintre állítjuk be a sótartalmukat, az elhelyezésükkel pedig befolyásolni tudjuk a többi mezokozmosszal való összeköttetésüket – mondja Cunillera-Montcusí. – Az a célunk, hogy számszerűsítsük e tényezők hatását. Kiderülhet például, hogy a központban lévő, tehát sok más élőhellyel szomszédos mezokozmoszokban élő közösségek nagyobb ellenálló képességgel rendelkeznek a sótartalom emelkedésével szemben.”
A kutatás másik ágaként az ausztriai Fertőzug időszakos szikes tavaiból gyűjtött, több évtizedre visszanyúló adatsorokat elemeznek majd. Összevetik őket a tájról készített műholdfelvételekkel. Ezek révén is arra keresik a választ, hogy a tájléptékű struktúra, az élőhelyek kapcsolódása hogyan hatott a biodiverzitás változására és az ellenálló képességre. A kutató elmondta, hogy a valós természeti életközösségekből származó adatok elemzése, illetve a különböző tényezők hatásának elkülönítése mindig nehezebb annál, mint amikor ők tervezik meg a kísérletet, mégis fontos ez a megközelítés is, hiszen így lehet csak pontosan megérteni a valós ökoszisztémák rendkívül bonyolult működését. Emellett pedig a kutatások részét képezi az elméleti ökológiai modellezés is. E vizsgálatokból kiderülhet, hogy mely területekre, milyen jellegzetességű élőhelyekre kell koncentrálni a természetvédelmi erőfeszítéseket.
„Kiderülhet, hogy a központi szerepet játszó, sok más élőhellyel kapcsolatban álló élőhelyeket kell a legjobban védeni – érvel az ökológus. – Így még ha el is veszítünk bizonyos perifériális élőhelyeket, a diverzitás nagy részét meg tudjuk őrizni. Ez a természetvédelmi beavatkozások optimalizálása miatt fontos.”
Projekt azonosítószám: 101062388
Projekt címe: METAcommunities and tHE ROle of habitat networks in safeguarding against biodiversity loss under
fragmentation and environmental strESs
Projekt rövid címe: Meta-Heroes
Támogató: Európai Kutatási Végrehajtó Ügynökség (REA)
Program: HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships – European Fellowships
Támogatás összege: 141.872,40 EUR
A projekt az Európai Unió finanszírozásával valósul meg. A kifejtett nézetek és vélemények azonban kizárólag a szerző(k) sajátjai, és nem feltétlenül tükrözik az Európai Unió vagy az Európai Kutatási Végrehajtó Ügynökség (REA) véleményét. Sem az Európai Unió, sem a támogatást nyújtó hatóság nem tehető felelőssé értük.
Abonyi András a Pannon Egyetem volt mesterszakos és Kémiai és Környezettudományi Doktori Iskola PhD hallgatója Lendület projektet nyert idén. András tanulmányai és kutatásai alatt jobbára lebegő éltmódú algák összetételével foglalkozott, több évet élt és dolgozott Franciaországban, valamint Ausztriában. Jelenleg az Ökológiai Kutatóközpont tudományos főmunkatársa, valamint a WasserCluster Lunz kutatója. A Lendület projekthez vezető útról, a Pannon Egyetemen szerzett emlékeiről, valamint a fenntarthatóságról kérdezte Tudósné Ódor Eszter.
Mindig tudtad, hogy a tudományos pálya a neked való terület? Kutató szerettél volna lenni?
Amikor jelentkeztem a Pannon Egyetemre a Környezettudományi alapszakra, akkor nem is sejtettem, hogy ez a szak kutatásorientált. Vártam, hogy a képzés során egy átfogó természettudományos képet kapunk, én ezért az átfogó képért jöttem Szolnokról Veszprémbe. Leegyszerűsítve kaptunk egy erős kémiai, matematikai, fizikai kémiai alapot, egy ökológiai keretrendszert és ezekkel az alapokkal mindenki megpróbált elindulni abba az az irányba, amibe szeretett volna. Ez az akkori tanszéki rendszernek és futó kutatási irányoknak megfelelően nagyon leegyszerűsítve a föld-víz-levegő témakörök voltak.
Hol kezdődött el, mikor kezdett érdekelni a kutatói pálya?
Alföldiként hoztam magammal egy erős gyerekkori kötődést a Tisza-menti holtmedrekhez. Azzal kezdődött a kutatói pályafutásom, hogy vizsgálhattam a szolnoki Alcsi-Holt-Tiszát. Ehhez minden támogatást megkaptam a mesterképzés során Padisák professzor asszonytól (Prof. Dr. Padisák Judit – a szerk.), valamint a Limnológia Tanszék munkatársaitól egyaránt. Még ekkor sem tudtam, hogy én kutató leszek. A környezettudományi mesterképzés utolsó két éve már jobbára csak a saját kutatási témákra fókuszált és azt éreztem, hogy folytatni szeretném. Az is motivált, hogy külföldön szerettem volna élni, a kutatás folytatásának egyetlen útja pedig a PhD képzés. Az egyik lehetőség az volt, hogy a Pannon Egyetem Kémiai és Környezettudományi Doktori Iskolájában elnyert helyen folytatom a képzést, a másik – megint csak Padisák professzor asszony révén – egy nyári munka végén felajánlott állandó francia munkahely a Loire-völgyben fekvő Angers városában. A kettő között nem lehetett választani, de össze lehetett kötni. Így alakult, hogy a doktori témám végül a Loire folyó lebegő életmódú algáira – fitoplanktonra – épült. A Loire lebegő algaközösségét a monitoring munka keretei között vizsgáltam, a doktori munka keretei között pedig kutattam. Szerencsének tartom magam, hogy egy általános környezettudományi képzésből a saját érdeklődési területemen keresztül indulhattam el. Attól függetlenül, hogy nem terveztem a kutató pályát, kaptam rá lehetőséget és éltem vele, aminek utólag is nagyon örülök.
Mi volt az első kutatási terület, ami nagyon megfogott?
A tavak hőmérsékleti rétegződése. Minden ott kezdődött el, amikor a limnológia tárgy keretein belül a mérsékeltövi tavak hőmérsékleti rétegződését tanultuk. Hogy végül pont ezt kezdhettem el kutatni, időt energiát nem sajnálva, nagy szerencse volt. Végeredményben ennek köszönhető, hogy kutatói irányba indultam el.
Beszéljünk a tavak hőmérsékleti rétegződéséről. Mit jelent ez pontosan?
Amikor nyáron egy természetes tóban úszunk és ledugjuk a lábunkat, érezzük, hogy az alsóbb vízréteg hidegebb. Nyáron ez a hőmérsékleti különbség egy alföldi holtág esetében akár 20 fok is lehet a vízfelszín illetve a fenék között. Ez egy alapvető információ a tóról és talán az egyik legfontosabb: jelen van-e, mikor és hogyan van jelen, milyen erősséggel van jelen. Ez alapjaiban megszabja ugyanis, hogy milyen mikroszkópikus közösségek szerveződhetnek benne, és az azokra épülő teljes vízi táplálékhálózatot.
Miért fontos a lebegő algaközösség, amivel te is jobbára foglalkozol?
Nem árt kiemelni, hogy az oxigén felét, amit belélegzünk, a lebegő életmódú algák termelik, ugyanazon fotoszintetikus folyamat során, amit a szárazföldi vegetáció is végez. Az összes tömeget tekintve természetesen ez jobbára óceáni, de azért ott lebegnek az édesvízi algák is és ha nincsenek is tudatában, értünk is dolgoznak. Ami elkezdett érdekelni, hogy ennek a lebegő algaközösségnek milyen az összetétele, a fajok mikor és miért fordulnak elő, például egy hőmérsékletileg rétegződött holtág vízoszlopában, vagy egy nagy folyó teljes hossza mentén. Ha nem olyan fajokat találunk, mint amilyeneket vártunk, akkor az miért történhetett. Leegyszerűsítve ez az ökológiai indikáció; milyen közösség van jelen, a környezetre adott válaszként.
A sokféleség ökoszisztéma működésre gyakorolt hatásával is foglalkozol. Ez mit jelent?
Ez az érem másik oldala. Ha már ott vannak a fajaink, akkor az ő összetételük hogyan befolyásolja a közösség működését, például az általuk megtermelt biomasszát, de érthetjük ez alatt akár a megtermelt oxigén mennyiségét is, amiről az előbb beszéltünk. A pozitív sokféleség – működés kapcsolat azt mondja, hogy egy sokfélébb közösség hatékonyabban működhet, a közösség tagjai például kiegészíthetik egymást. Talán nem teljesen elrugaszkodott példa a zene. Egy bizonyos zene lejátszásához megadott hangszerekre van szükség. Néhány hangszer felcserélhető, de mondjuk csak ugyan abból a hangszercsaládból. Egy bonyolult szimfónia pedig nem játszható el néhány hangszerrel. Ez az összefüggés az ökológiában nem újdonság; ugyanakkor a klímaváltozás hatásaival kapcsolatban a kérdéskör a 2000-es éveket követően futott fel. Sajnos rohamos ütemben vesztünk fajokat, ami a hatodik kihalási hullám néven jelenleg is zajlik. Ha fajokat vesztünk, akkor a közösség, de végeredményben az adott ökoszisztéma működése is veszélybe kerülhet. Visszatérve a zenei példára, ha a zenekarból elkezdjük kivenni a hangszereket, egy idő után minimum értelmezhetetlen lesz a zene, rosszabb esetben elhallgat.
Erről is szól a Lendület Program, amit megnyertél.
Igen, ez az az ökológiai összefügés, ami a Lendület projekt munkacsomagjait összefogja. Nagy folyók, valamint holtmedrek lebegő közösségeit vizsgálva. A pozitív sokféleség – működés kapcsolat magasabb rendű növényekre és tavi planktonközösségekre ismert, ugyanakkor folyóvízben alulkutatott, folyóvízi planktonközösségben egyáltalán nem kutatott. Tegyük hozzá, hogy nem azért mert nem fontos, hanem összességében a folyóvízi kutatás ennyivel le van maradva. A Duna és egyéb nagy folyók hosszútávú adatsorain keresztül szeretnénk megérteni, hogy hogyan változik ez az összefüggés az idővel, lefedve némi emberi hatást is, beleértve a felmelegedést, ami folyók esetében komplex folyamatokat indított el. Változott a vízjárás, a Duna esetében például nagyobbak az extrém magas vizek, de gyakoribbak és hosszabbak az extrém alacsony vízállások. Kérdés, hogy mi a közösségi válasz, és hogy az hogyan hat az ökoszisztéma működésére.
A Kenézy Morotva vízzel (2019), a Felső-Tisza-vidéki Újkenéz közelében. Fotó: Ökológiai Kutatóközpont, Vízi Ökológiai Intézet, Tisza-kutató Osztály.A Kenézy Morotva vízhiánnyal (2020), a Felső-Tisza-vidéki Újkenéz közelében. Fotó: Ökológiai Kutatóközpont, Vízi Ökológiai Intézet, Tisza-kutató Osztály.
Hogyan kapcsolódnak ide a holtmedrek?
A holtmedrek természetes kapcsolt rendszerei egy folyónak. Egy holtmeder életének van egy természetes lefolyása, idővel eltávolodik a folyótól, vagyis lefűződik. A lefűződés folyamatát alapjaiban leírják a meder morfológiai jellemzői, amik hatnak a hőmérsékleti rétegződésre, majd a közösségszerveződésre, amiről az előbb beszéltünk. Ezt a természetes folyamatot a 19. század közepén megszakítottuk a folyókanyarulatok mesterséges átvágásával. Egy részük ma is csatlakozik a folyóhoz, másik részük nem. A Lendület Program keretében ezt az emberi hatást is meg szeretnénk fogni, és megmutatni, hogy milyen planktonközösségek vannak most jelen, hogyan működnek, valamint milyen közösségeknek kellene lenniük és hogyan kellene, hogy működjenek. A Lendület projekt további kutatási iránya, hogy a folyó-holtmeder fizikai kapcsolatnak van egy dinamikája a hidrológia függvényében. Ez a kapcsolat hatással van a közösségek sokféleségére, és arra a közösségi válaszra, amit például a megváltozó környezeti viszonyokra adnak. Ez jóval bonyolultabb, de kísérletes körülmények között mégis megpróbáljuk megfogni.
Melyik része a munkádnak az, amit szívesebben csinálsz?
Nem tudnék kiemelni kedvenc részt. A mesterképzésem alatt a holtágakhoz saját motivációból mentem, mintákat gyűjtöttem, terepen voltam, a mintákat feldolgoztam, vagyis mikroszkóp előtt ültem. Utána a francia cégnél szinte kizárólag csak mikroszkóp előtt dolgoztam, munka után a kapott adatokat a doktori képzésemhez felhasználtam.
Terepmunka nem is volt Franciaországban?
Terepmunka nem. Utána MTA posztdoktori ösztöndíjjal Budapestre kerültem és a Duna hosszú távú adatain dolgozhattam, ami szintén számítógép mögötti adatelemzéssel telt. Jelenleg Ausztriában ülök (Lunz am See, Alsó-Ausztria – a szerk.), itt többször is voltam, előbb adatsorokat elemezni, majd egy új tématerülethez bekapcsolódva kísérletes ökológiával foglalkoztam. A laborkísérletes munka számomra sokkal frusztrálóbb, de szerencse, hogy ebben is volt részem. Szintúgy, kültéri kísérletes rendszerekkel, úgynevezett mezokozmoszokkal is dolgozhattam az elmúlt években. A Lendület projekt az összes korábbi tapasztalatomra épít, a holtmedrektől a folyóvízig, az adatelemzéstől a kísérletes rendszerekig. Azt is mondhatnám, hogy ebben a projektben minden korábbi munkám és tapasztalatom értelmet nyer.
A Pannon Egyetemen indított el ezen az úton. Milyen emlékeid vannak az itt töltött évekről?
Összességében nagyon emlékezetes. Balatonalmádiban voltam kollégista, a Balaton-élmény alföldiként nekem meghatározó volt. Illetve egészen korán elkezdtem a Limnológia Tanszéken dolgozni és az az érzés, hogy megkaptam minden lehetőséget, hogy abba a kutatási irányba mozduljak el, ami engem érdekel, önmagában is egy nagyon pozitív érzés. Kiváló oktatóink voltak, képzettek és felkészültek, mind a föld-víz-levegő területeket érintően. Az egyetlen negatív dolog, ami eszembe jut, az a folyamatos ráébredés a közvetlen és közvetett negatív emberi hatásokra. Persze – így utólag gondolkodva – ez szándékosan és érthető módon is a képzés része lehetett.
Említetted a negatív emberi hatásokat. Mit gondolsz a globális éghajlatváltozásról?
Ha valaki környezettudományi, ökológiai témában kutat, nem kerülheti meg azokat a problémákat amiket az éghajlatváltozás okoz a vizsgált rendszerekben. A globális klímaváltozás mindenkit érint, de a legtöbb ember az információs stresszözönre talán nincsen felkészülve. Ugyanakkor a felmelegedés, árvizek, a szélsőséges száraz időszakok majd az özönvízszerű esők egyre erősebben jelen vannak a sajtóban és a közbeszédben. Engem mint a probléma árnyoldalaival foglakozó kutatót ez nem lep meg, de aki nem foglalkozik ilyen területtel, azt nagyon erősen megérintheti. Azt gondolom, hogy két kommunikációs formára is szükség van. Egyrészt a lassan és fokozatosan adagolt valóságra, másrészt hogy konkrétan és erősen fogalmazzuk meg, hogy mi zajlik, máskülönben biztosan nem lesz érdemi és megnyugtató változás.
Tudunk még ezen a helyzeten segíteni?
Alföldiként ki szeretném emelni a Tisza és árterei, valamint a holtmedrek szerepét. A végrehajtott folyószabályozás nagyban felelős az Alföld szárazodásáért. A folyó egyre mélyebbre ássa magát, a gátakon kívüli mentett oldal egyre jobban szárazodik, így a globális felmelegedésre adott hőmérsékleti választ is kedvezőtlenül befolyásolja. Ez túlmutat a Lendület projekten, s bár nem szakterületem, de talán nem vállalok nagy kockázatot akkor, ha úgy vélem, hogy a vízvisszatartás és az egykori mélyárterek jobb és természetközelibb kihasználása egy kulcs a helyzet rendezésére.
Mit tehetünk?
Kifejezetten fontos lenne a holtmedreknek az élő Tiszával való kapcsolatát, nemcsak a hullámtéren, hanem a mentett oldalon is fenntartani, illetve kialakítani. Kijelenthetjük, hogy a 2022-es év az Alföld kiszáradásáról szólt volna, ha nincs Európában háború. Az a tiszadobi holtmeder például, amit 2007-ben vizsgáltunk, 2022-ben 2 méteres vízhiánytól szenvedett. A vízvisszatartásra van természetes rendszer, azok a holtmedrek, amik a folyó természetes működési részét képezik. Ehhez kapcsolódóan már remélhetően a Lendület projektnek is lesznek adatai: például milyen vízmozgás szükséges ahhoz, hogy elkerüljük az algavirágzásokat, ami például már közvetlenül és hátrányosan érinti valamennyi vízhasználati típust, legyen az szabadidő, mezőgazdálkodás, vagy tartalék ivóvíz.
Mi az, amit rosszul csináltunk, és mi az ami még visszafordítható?
A klímaváltozás nyomást gyakorol a tudományterületekre, valamint azok kooperációs hajlandóságára. Az Alföld kapcsán is sürgős együttműködésre van szükség a szakterületek, így az agrárium, a vízkormányzás, a környezet és természetvédelem, valamint az ökológia között. Ezen a kooperáción biztosan van mit fejleszteni, és szükség is lesz rá, ha a fentebb említett negatív folyamatokat vissza akarjuk fordítani.
A Lendület Projekt többi induló pályázatait megnézted? Volt akié megfogott?
Igen, kiemelném Ördögné Kolbert Zsuzsanna és Toldy Andrea nyertes pályázatait, ugyanis ők is Fiatal Kutatók Akadémiájának (FKA) aktív tagjai. Zsuzsanna növények szárazságtűrésével foglalkozik a Szegedi Tudományegyetemen, Andrea pedig funkcionális polimereket kutat a Budapesti Műszaki Egyetemen. Az FKA tagjai kutatásuk mellett aktívan képviselik a hazai fiatal kutatók érdekeit és próbálnak segíteni, ahol lehet.
Tudnál erre példát mondani?
Elsőre a Bolyai és az NKFIH_PD mentorprogramok jutnak eszembe, ennek éppen Zsuzsanna az egyik főszervezője, de az FKA első tagjainak (összesen 60 tag évente 12 új tag révén cserélődik – a szerk.) az érdeme például az is, hogy mostanra minden hazai pályázati rendszer beépítette a gyermekek után járó kettő év korkedvezményt, míg pályázni lehet. Valamint kiemelném az „A fiatalok helyzete az akadémiai pályán” című új kiadványt, ami az FKA 2021-ben készült fiatal kutatói felmérésének eredményeit foglalja össze. A fenntarthatóságot az FKA is folyamatosan felszínen tartja.
A Padovai Egyetem és az Ökológiai Kutatóközpont kutatása a „Nature Communications” című folyóiratban jelent meg, amely szerint az állatok által beporzott gyümölcsök 23%-kal jobb minőségűek. A beporzó szervezetek számos növényfaj, köztük sok, az emberi táplálkozásban használt növény, például a gyümölcsök és zöldségek szaporodásához elengedhetetlenek. A mérsékelt égövi környezetben a beporzók főként rovarok, például méhek, lepkék, sok kétszárnyú (pl. zengőlegyek) és néhány bogár, míg a trópusi és szubtrópusi régiókban a beporzók közé tartoznak a madarak, denevérek és néhány további emlős is. Az elmúlt évtizedekben számos beporzó faj diverzitása és abundanciája világszerte csökkent (beporzó válság vagy pollinációs krízis), ezért a tudományos erőfeszítések e szervezetek mezőgazdaságban betöltött jelentőségének számszerűsítésére összpontosítottak, és számos kísérleti tanulmányt tettek közzé a terméshozamra, a termelés stabilitására és a termés minőségére gyakorolt hatásukról.
Példák, amelyek azt mutatják, hogy a beporzók hatását hogyan vizsgálják a termésminőségre a kutatási kísérletekben. Balról jobbra: beporzók kizárása, szabad állati beporzás, kézi beporzás.
A „Global meta-analysis shows reduced quality of food crops under inadequate animal pollination” című kutatás, amelyet Elena Gazzea és Lorenzo Marini, a Padovai Egyetem, és Batáry Péter az Ökológiai Kutatóközpont munkatársai a Nature Communications folyóiratban tettek közzé, azt a célt tűzte ki, hogy a beporzóknak a termények minőségére gyakorolt hatását először számszerűsítse globális szinten egy meta-analízis segítségével, amely egy olyan statisztikai módszer, amely lehetővé teszi a témában meglévő szakirodalom mennyiségi szintézisét.
Az adatokat a tudományos publikációk főbb adatbázisaiban végzett irodalomkutatással gyűjtötték össze: a világ 48 országában és 48 különböző terményen végzett 190 független tanulmány adatait használták fel. Az állati beporzás hatását úgy számszerűsítették, hogy összehasonlították a beporzókkal és anélkül termesztett termések minőségében – alak, méret, megjelenés, íz és táplálkozási tulajdonságok – mutatkozó különbségeket.
Az eredmények azt mutatják, hogy az állati beporzás kulcsszerepet játszik a mezőgazdasági termelés minőségének meghatározásában. Az állatok által beporzott gyümölcsök átlagosan 23%-kal jobb minőségűek, ami azt jelenti, hogy a gyümölcs minőségének közel egynegyede függ a beporzó állatok jelenlététől.
Az állati beporzók elsősorban a gyümölcsök és zöldségek érzékszervi tulajdonságait (például alakját és méretét), valamint a betakarítás utáni tartósságukat befolyásolják pozitívan, míg a táplálkozási tulajdonságokhoz és az ízhez kevésbé járulnak hozzá. Az állati beporzás minőségre gyakorolt előnyei függetlenek a földrajzi régiótól és a beporzó fajoktól. Az adatelemzések az optimálistól eltérő beporzás jeleit is kimutatták, ami a beporzók csökkenéséből eredhet a mezőgazdasági tájakon, és ez veszélyeztetheti a termények minőségét. Általánosságban azonban a mézelő méhekhez hasonló beporzók használata fenntartja a legjobb minőségű gyümölcs- és zöldségtermesztést.
A nem megfelelő állati beporzásból eredő esztétikai alak- és mérethibák eper esetén
„Tanulmányunk eredményei nagyon fontos következményekkel járnak az agrár-élelmiszeripari ágazat számára” – magyarázza Batáry Péter, a tanulmány szerzője. A feldolgozatlan élelmiszerek, például a gyümölcsök és zöldségek minősége olyan szabványokon alapul, amelyek elsősorban a megjelenésükkel és az eltarthatóságukkal kapcsolatosak.
A nem optimális beporzás következtében a normálistól eltérő gyümölcs- és zöldségtermények a teljes mezőgazdasági termelési láncra kihatnak, a mezőgazdasági termelők jövedelmétől kezdve a fogyasztók döntéséig, hogy megvásárolják-e a terméket vagy sem”. A tökéletlen és rövid életű gyümölcsök termesztése tehát növeli a tápanyagokban gazdag élelmiszerek pazarlását, és a mezőgazdasági területeket feleslegesen terheli, hogy kompenzálja az agrár-élelmiszerpiac számára kielégítő minőségű termelés hiányát.
„A beporzók globális csökkenése nemcsak a terméshozamot és annak térbeli és időbeli stabilitását, hanem a mezőgazdasági termelés minőségét is veszélyezteti. Az állati beporzás és az élelmiszer-pazarlás közötti kapcsolatot az agrár-élelmiszeripari politikák eddig szinte figyelmen kívül hagyták, holott fontos gazdasági, társadalmi és környezeti következményekkel jár, különösen egy olyan korban, amikor a tápanyagokban gazdag élelmiszerek fogyasztása világszerte nem optimális” – magyarázza Elena Gazzea, a tanulmány első szerzője.
Az ELKH Ökológiai Kutatóközpont (ÖK) munkatársai legújabb kutatásukban azt vizsgálták, hogy a tanulási folyamat során feltételezhető egyszerű mechanizmusok magyarázhatják-e a terepen megfigyelt énekmintázatokat az örvös légykapónál.
Az általuk épített egyedalapú szimulációs modell segítségével megmutatták, hogy ezek a mechanizmusok képesek egy komplex polimorf madárének-kultúrát fenntartani. Kutatásuk eredményeit a közelmúltban a Frontiers in Ecology and Evolution szakfolyóiratban publikálták.
A kultúra szó hallatán elsőre mindenkinek az emberi kultúra, a tudományok, a művészetek, a szokások valamilyen nem pontosan meghatározott összessége jut eszébe.
A viselkedésbiológusok egy adott populációra jellemző, szociális úton egymástól tanult viselkedési elemek együttesét tekintik kultúrának.
Tehát nemcsak az emberek közösségének, hanem a különböző állatfajoknak is lehet – és van is – kultúrája, a rovaroktól kezdve a főemlősökig. Ha a tanulási folyamat során megfelelő pontossággal adódnak át a viselkedési elemek, és ezek különböző rátermettséget is jelentenek a hordozójuknak, akkor a kultúra változhat az időben. A kulturális öröklődésnek az állatvilágban is jelentős szerepe van a változó környezethez való gyors alkalmazkodásban.
A madarak éneke gyakran szintén társas tanulás útján alakul ki, egyszerűbb és összetettebb énekkel rendelkező fajok egyaránt léteznek. Az örvös légykapónak (Ficedula albicollis) meglehetősen összetett az éneke, egyik pilisi populációját már több mint 20 éve folyamatosan tanulmányozzák a viselkedésbiológusok. A madarak éneke – ahogy az emberi zene is – elemi egységekre, úgynevezett szillabusokra bontható. A kutatók feljegyzései alapján a vizsgált pilisi populációban egy egyed úgy 20-100 szillabusfajtát énekel, míg az egész populációban több mint ezer szillabusfajta került feljegyzésre az évek során, ráadásul a populációs szillabuskészlet is folyamatosan változik.
Az ÖK kutatói egy nemrég megjelent tanulmányukban azt vizsgálták, hogy a tanulási folyamat során feltételezhető egyszerű mechanizmusok magyarázhatják-e a terepen megfigyelt énekmintázatokat az örvös légykapónál. Egy olyan egyedalapú számítógépes modellt építettek, amelyben az egyedek életmenet-jellemzői hasonlítottak az örvös légykapóéhoz. Azt feltételezték, hogy a fiatal egyedek az idősebbektől tanulják el az új szillabusokat, oly módon, hogy a gyakrabban hallott szillabust ők is nagyobb eséllyel fogják énekelni később. Figyelembe vették azt is, hogy a tanulás nem teljesen pontos: a tanuló néha a hallott szillabus helyett valami mást kezd el énekelni. Emellett a modellbe azt is beépítették, hogy a populációba folyamatosan érkeznek egyedek távolabbi populációkból, újabb szillabusokat hozva magukkal.
Madárhang gyűjtés a Pilisi Parkerdőben Fotó: Zsebők Sándor
A modell szimulációjának segítségével megmutatták, hogy ezek a kulturális diverzitásra ellentétesen ható mechanizmusok képesek egy komplex polimorf madárének-kultúrát fenntartani. A modellben hosszú ideig fennálló metastabil állapotú, magas diverzitású kultúrák maradnak fenn, amelyek a véletlen hatások miatt idővel összeomlanak, és alacsonyabb diverzitás mellett stabilizálódnak. A paraméterek egy tartományában a modellből számolt és a terepen mért szillabusmintázatok hasonló jellegzetességeket mutatnak. A modell és a terepi adatok közötti különbségek azonban felhívják a figyelmet arra, hogy a jövőben a modellekben további mechanizmusokat – mint például a populáció térbeli struktúráját, a szillabusok kapcsolt énekbeli előfordulását vagy a tojók egyes szillabusokra irányuló preferenciáját – is figyelembe kell venni.
Az ELKH Ökológiai Kutatóközpont (ÖK) vezetésével a közelmúltban alakult meg az Egészségbiztonság Nemzeti Laboratórium (EBNL) Invázióbiológiai Divíziója. A részt vevő szakemberek fő küldetése, hogy felmérjék az inváziós fajok általi fenyegetettség mértékét, a probléma kezelésére egy egységes ökológiai keretrendszert dolgozzanak ki, és a tudományos eredményekre támaszkodva hatékony gyakorlati javaslatokat fogalmazzanak meg a döntéshozók számára az invázió elleni védekezési stratégiák kidolgozásához. A projekt további konzorciumi tagjai a Pécsi Tudományegyetem (PTE), az ELKH Agrártudományi Kutatóközpont (ATK), a Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem (MATE), az Állatorvostudományi Egyetem (ÁTE) és az ELKH Állatorvostudományi Kutatóintézet (ÁTKI).
A Föld növény- és állatvilága évmilliók alatt fejlődött ki. A populációkat óceánok, hegyláncok, tengerek és folyók választották el egymástól, így minden kontinensnek, és ezen belül az egyes különböző léptékű földrajzi egységeknek sajátos, az adott területre jellemző biodiverzitása alakulhatott ki. Történelme során az emberiség – különösen a nagy földrajzi felfedezések korától kezdve – tömegesen telepített át szándékosan vagy hurcolt be véletlenül növény- és állatfajokat olyan területekre, ahol azok eredetileg nem voltak őshonosak. Az elmúlt évtizedekben a globalizációval vált különösen nagymértékűvé az idegenhonos fajok valamilyen gazdasági célú betelepítése, illetve a szállítással, közlekedéssel vagy a turizmus során történő véletlen behurcolása. Ezeknek a fajoknak egy része – kiszabadulva az emberi ellenőrzés alól – új élőhelyén spontán terjedésbe kezd az őshonos flóra és fauna kárára. Az új fajok megjelenésével az eredeti közösségek tagjainak ökológiai kapcsolatrendszere átrendeződik, és e változások következtében a természetes ökoszisztémák összetétele és működése megsérül, számos őshonos faj visszaszorul vagy kipusztul.
Már a 19. században megjelentek szakcikkek például a behurcolt növények kivadulásáról, a probléma a 20-21. századra azonban olyan mértékűvé vált, hogy egy új tudományterület – az invázióbiológia, inváziós ökológia – foglalkozik ezekkel a kérdésekkel.
Napjainkban a földi ökoszisztémákat a klímaváltozás és a biodiverzitás rohamos csökkenésének kettős krízise fenyegeti. A biodiverzitás-csökkenés egyik legfőbb oka – az élőhelyek módszeres pusztítása és feldarabolása mellett – az inváziós fajok térnyerése. Az inváziós jelenségek alapesete, amikor a gazdasági vagy esztétikai megfontolásból betelepített növény- vagy állatfaj kikerülve a tenyésztés vagy termesztés körzetéből „özönfajjá” válik, eluralja a korábban változatos őshonos ökoszisztémát. Erre példa a méhlegelőként telepített selyemkóró (Asclepias syriaca) vagy a magas aranyvessző (Solidago gigantea), amelyek mára a védett és természetközeli gyepterületeink súlyos leromlását, pusztulását okozzák.
Az inváziós jelenségek köre azonban ennél sokkal szélesebb. Ma már sok példát ismerünk arra, hogy a betelepített vagy spontán betelepült fajok vektorként (hordozóként) olyan új kórokozókat hoznak magukkal, amelyek az adott területen korábban nem létező új betegségeket, potenciálisan járványokat okozhatnak. A közelmúltban például több inváziós csípőszúnyog- és kullancsfaj is megjelent Európában, amelyek számos, emberre és háziállatokra egyaránt veszélyes kórokozót – többek között vírusokat és fonálférgeket – terjeszthetnek, amelyek többféle emberi betegséget és például a kutyák szívférgességét okozzák. A mezőgazdaság számára új kihívást jelent az inváziós növények hatása a beporzóközösségekre vagy az inváziós szipókás kártevők, atkák, poloskák megjelenése és kártétele például szőlőkben, gyümölcsösökben, ami jelentősen csökkenti a mezőgazdasági termelés hatékonyságát.
A biológiai invázió tehát egy olyan komplex problémakör, amely a biodiverzitás csökkenésén túl közvetlenül hat a gazdaság és a társadalom számos szegmensére, a természetes élőhelyek csökkenésére, az őshonos fajok visszaszorulására és eltűnésére, a mező- és erdőgazdálkodás hatékonyságára, továbbá nem utolsósorban az emberi egészségre egyrészt a természetközeli, egészséges környezet elvesztése, másrészt közvetlenül az újonnan megjelenő kórokozók vagy allergének révén.
A több szinten jelentkező hatások súlyát jelzi, hogy az Európai Unió évente több mint 12 milliárd eurót költ az inváziós fajok elleni védekezésre, valamint az általuk okozott károk kiküszöbölésére, és ez az összeg évről évre nő. Az IPBES (Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services) legújabb globális értékelése alapján az inváziós fajok országonkénti száma 70 százalékkal emelkedett 1970 óta, és a jelenleg számontartott inváziós fajok több mint egyharmada az utóbbi négy évtizedben jelent meg először egy az őshazáján kívüli biogeográfiai régióban. Világviszonylatban Európa és Észak-Amerika területén fordul elő a legtöbb inváziós faj, Magyarország is inváziós forrópontnak számít. Hazánkban az elmúlt évszázadban több száz új faj jelent meg, jónéhány közülük jelentős ökológiai változásokat idézett elő.
A biológiai invázióhoz kapcsolódó jelenségeket különböző szakterületek képviselői is intenzíven kutatják, köztük ökológusok, virológusok, növényvédelmi szakemberek, orvosok, azonban az egyes részterületeken még számos megválaszolatlan kérdés van. Ma még nem lehetséges az inváziós folyamatok olyan jellegű előrejelzése, mint ahogy például a különböző klímaszcenáriók eltérő feltételek esetén mutatják a várhatóan bekövetkező állapotokat.
A Széchenyi Terv Plusz program keretében az RRF-2.3.1-21-2022-00006 számú projekt támogatásával a közelmúltban alakult meg az Egészségbiztonság Nemzeti Laboratórium Invázióbiológiai Divíziója. Az ÖK vezetésével, a PTE, az ATK, a MATE, az ÁTE és az ÁTKI konzorciumi tagokkal működő Invázióbiológiai Divízió fő küldetése, hogy a jövevényfajok általi tényleges fenyegetettség felmérésére és kezelésére egy egységes ökológiai keretrendszert dolgozzon ki, és a tudományos eredményekre támaszkodva hatékony gyakorlati megoldásokra tegyen javaslatokat. A kutatás során a szakemberek feltérképezik és dokumentálják az egyes, társadalmi hatásuk szempontjából kulcsfontosságú hazai inváziós fajok megjelenését és terjedését, ideértve az inváziós növényeket, csípőszúnyogokat, növényi kártevőket, vadfajokat. Az invázió folyamatának, hajtóerejének megértése nélkülözhetetlen a hatások megértéséhez, az invázió előrejelzéséhez és a védekezési stratégiák kidolgozásához. Kísérletes rendszerekben integráltan vizsgálják az inváziós fajok terjedési sikerét meghatározó tulajdonságokat és többek között azt, hogy az emberi mobilitás hogyan járul hozzá az inváziós fajok terjedéséhez. Szintén tanulmányozzák az inváziós fajoknak az őshonos fajokra, az ökoszisztémák működésére és az ökoszisztéma-szolgáltatásokra gyakorolt hatását. Az invázió társadalmi és gazdasági következményeinek megértéséhez az érintett szakmai szereplőkkel közösen vizsgálják az invázió mezőgazdasági, erdőgazdálkodási, vadgazdálkodási hatásait, továbbá növény-, állat- és humán egészségügyi vonatkozásait. A feltárt eredmények alapján prediktív modelleken, mesterséges intelligencián és molekuláris módszereken alapuló olyan új technológiákat fejlesztenek, amelyek azonosítják és előrejelzik a kritikus inváziós eseményeket, emellett az inváziós fajok elleni védekezéshez is új módszereket fejlesztenek és tesztelnek.
Az EBNL Invázióbiológiai Divízió tagjai kiemelt feladatuknak tartják az inváziós problémakörről és a veszélyek aktuális mértékéről való folyamatos, széles körű tájékoztatást, valamint javaslatok megfogalmazását a döntéshozók számára az invázió elleni védekezési stratégiák kidolgozásához.
Nem új elmélet, hogy az emberi nyelv csírájának, a protonyelvnek a kialakulása a dögevéshez kapcsolódik, de eddig nem született olyan tanulmány, ami ennek erős valószínűségét igazolta volna. Az Ökológiai Kutatóközpont Evolúciótudományi Intézetének kutatói egy számítógépes szimuláción alapuló evolúciós modell alapján jutottak arra, hogy kétmillió évvel ezelőtt a dögevés indíthatta el az emberősöket a tudatos kommunikáció és kooperáció felé.
A mai ember, a Homo sapiens sapiens nagyjából háromszázezer évvel ezelőtt alakulhatott ki, de már a kétmillió évvel ezelőtt él emberelőd, a Homo erectus is képes lehetett korlátozott mértékű kommunikációra. De mi sarkallhatta arra, hogy beszéljen, ha addig jól elvolt anélkül is? A feltételezések szerint egy környezeti sokkhatás.
„Emberelődeink kelet-afrikai elterjedési területén földtörténeti szempontból nagyon gyorsan fordult hidegebbre a klíma, és a növényi tápanyag (bogyók és gyümölcsök) mennyisége erősen lecsökkent. Ehhez a hirtelen éghajlatváltozáshoz kellett alkalmazkodnia az erectusnak, és át kellett állnia egy másik diétára, a húsevésre. Számára ez azért volt embert próbáló forgatókönyv, mert meg kellett tanulnia a kooperációt. Amikor növényevő volt, akkor, kis túlzással, ha nem aludt, bokorról bokorra járt és gyűjtögetett. A gyűjtögetés egyéni cselekvés volt, nem igényelt kommunikációt, így nem volt meg ennek kialakulásának az evolúciós kényszere. Az evolúció nem tűri a presztízsberuházásokat, nem épít egy falu mellé háromsávos autópályát, ha arra nincs szüksége. Ha egy képesség nem nyereséges, például energetikai szempontból, akkor nem fog megjelenni, illetve fennmaradni” – mondta a Telexnek Szilágyi András, az Ökológiai Kutatóközpont Evolúciótudományi Intézetének igazgatója.
A Homo erectus korszakában nagy mennyiségben elérhetők voltak nagyobb testű állatok tetemei, de az emberős nem tehette meg, hogy a talált dögöt csak úgy hazavonszolja. A dög nemcsak az erectusok diétájában szerepelt, más, veszélyes ragadozók is ugyanerre a zsákmányra pályáztak. Míg az állatoknak várniuk kellett arra, hogy valamelyest oszlásnak induljanak a tetemek, addig a Homo erectusok rendelkeztek olyan eszközökkel, amelyekkel képesek voltak megbontani a friss dögöt, így ők hamarabb juthattak a húshoz, bár a többi ragadozó miatt ez igen veszélyes vállalkozás volt.
„Hogy sikeresebbek legyenek, szükség volt a kooperációra és ezzel együtt a kommunikációra. El kellett mondani, hol van a táplálék, mennyire veszélyes a megszerzése, és mekkora csoport kéne a megszerzésére. A protonyelvet használó csoportok hatékonyabbak voltak az élelemszerzésben, és ez fitneszbeli előnyöket is adott” – mondta Szilágyi András.
Kőeszközök a tanzániai Olduvai Gorge Múzeumban Fotó: Wolfgang Kaehler / LightRocket / Getty Images
Hogy hogyan kommunikáltak egymással az emberősök, azt csak találgatni lehet, de a feltételezések szerint volt hangadási összetevője, és gesztusokat is tartalmazott a kommunikációjuk: tárgyakra mutogattak, vagy azok megjelenését mutogatással utánozhatták, és hangadással segíthették az információ megértését.
„Azt a mai ember is el tudja képzelni, hogyan működhetett a protonyelv. Ha kimegyünk egy idegen országba, amelyiknek a nyelvéből csak 10-20 szót tudunk, például olyanokat, mint vacsora, jó napot, akkor ezekkel a szavakkal és a metakommunikációval is tűrhetően el lehet lenni egy darabig, de a csetüzenetek és az SMS-ek igen szűk szókészletével is átmegy az információ. Valószínűleg a Homo erectusoknál is ki tudott alakulni egy konszenzusos kódrendszer, amivel át tudták adni az információt. Azt viszont nem tudjuk, hogy ekkorra milyen mértékben alakult már ki a jelenkori, beszédhez szükséges anatómiai struktúra” – mondta Szilágyi.
A konfrontatív dögevés elmélete a brit Derek Bickertonhoz kapcsolódik, de ez, ahogy az Evolúciótudományi Intézet igazgatója megjegyezte, egy verbális modell volt. A magyar kutatók viszont egy részletes számítógépes modellel igazolták ennek az evolúciós forgatókönyvnek a működőképességét.
„Mi azt próbáltuk meg minél realisztikusabban modellezni, hogy az egyre fejlettebb kommunikáció és az így lehetővé váló kooperáció folyamatos előnyt jelentett azokkal a csoportokkal szemben, amelyek nem vagy csak rosszabbul kommunikáltak. Olyan volt, mintha egy Sim City vagy esetünkben inkább egy Sim Horde játékot játszottunk volna, amit azonban nem mi, hanem az evolúciós hajtóerő irányít” – mondta Szilágyi András.
A szimulációjukban 120 ezer évet futtattak le 15 perces időegységekre felbontva – ez is jelzi, hogy milyen óriási számítási kapacitásra volt szükség –, és vizsgálták az egyedek túlélését, szaporodását, kommunikációját. A modellbe az evolúciós változók mellé kulturális elemek is bekerültek, hiszen az együttműködés formája is lényeges volt a kommunikáció fennmaradásához.
Látogatók az indonéziai Sangrian Museumban – Fotó: Agoes Rudianto / Anadolu Agency / Getty Images
„Minden egyedet külön vizsgáltunk, hogy merre keresi a táplálékot, talál-e táplálékot, visszatalál-e a csoportjához, egyáltalán megéri-e a másnapot. De olyan adatokat is bevittünk, hogy a dögöknek mekkora volt a tömegük, milyen volt a növényi és az állati források energiatartalma, vagy azt, hogy mennyi energiába került az előembereknek a zsákmány megszerzése, egy csoport abból mennyit tudott bevinni a táborba, és a többi. Vizsgáltuk azt is, hogy a megnövekedett tápanyagbevitel mennyivel járult hozzá az egyre effektívebb kommunikációt és kooperációt is lehetővé tevő, folyamatosan növekvő agy energiaigényének fedezéséhez” – mondta Szilágyi András.
Mivel kevés a fosszilis lelet a Homo erectus korszakából, a kutatók ökológiai ismeretek és az evolúció működésének elvei alapján juthattak egy elfogadható forgatókönyvhöz.
„Bár a kommunikáció kialakulásának pontos forgatókönyvét valószínűleg senki nem fogja tudni megalkotni, az azonban biztosnak látszik, hogy a Homo erectus agymérete és alkata is alkalmas volt arra, hogy egy protonyelv ki tudjon fejlődni, valamint a konfrontatív dögevéshez szükséges kooperáció meg tudjon jelenni. Ez volt a kezdete annak a folyamatnak, amelynek eredményeképpen egymást segítve alakult ki kiugróan jó kommunikációs és kooperációs képességünk, ami végül a Föld – nem túl jó – urává avatott minket. A folyamat, amelyet valahol Kelet-Afrikában a dögökért való versengés indított meg, Shakespeare-szonettekig és Babits-versekig vezetett. Kétmillió évbe telt, de hát minden kezdet nehéz” – összegezte a kutató.
Szöveg: telex.hu
Kiemelt kép: Dioráma a Nairobi Nemzeti Múzeumban – Fotó: Ninara / Wikipedia
Színes Ász - Beszélni kellett a ragadozók beelőzéséhez 2023-03-11
Ez a honlap sütiket használ. A sütik elfogadásával kényelmesebbé teheti a böngészést. A honlap további használatával hozzájárul a sütik használatához. Tudjon meg többet
This website uses cookies to improve your experience while you navigate through the website. Out of these, the cookies that are categorized as necessary are stored on your browser as they are essential for the working of basic functionalities of the website. We also use third-party cookies that help us analyze and understand how you use this website. These cookies will be stored in your browser only with your consent. You also have the option to opt-out of these cookies. But opting out of some of these cookies may affect your browsing experience.
Necessary cookies are absolutely essential for the website to function properly. These cookies ensure basic functionalities and security features of the website, anonymously.
Cookie
Duration
Description
cookielawinfo-checkbox-analytics
11 months
This cookie is set by GDPR Cookie Consent plugin. The cookie is used to store the user consent for the cookies in the category "Analytics".
cookielawinfo-checkbox-functional
11 months
The cookie is set by GDPR cookie consent to record the user consent for the cookies in the category "Functional".
cookielawinfo-checkbox-necessary
11 months
This cookie is set by GDPR Cookie Consent plugin. The cookies is used to store the user consent for the cookies in the category "Necessary".
cookielawinfo-checkbox-others
11 months
This cookie is set by GDPR Cookie Consent plugin. The cookie is used to store the user consent for the cookies in the category "Other.
cookielawinfo-checkbox-performance
11 months
This cookie is set by GDPR Cookie Consent plugin. The cookie is used to store the user consent for the cookies in the category "Performance".
viewed_cookie_policy
11 months
The cookie is set by the GDPR Cookie Consent plugin and is used to store whether or not user has consented to the use of cookies. It does not store any personal data.
Functional cookies help to perform certain functionalities like sharing the content of the website on social media platforms, collect feedbacks, and other third-party features.
Performance cookies are used to understand and analyze the key performance indexes of the website which helps in delivering a better user experience for the visitors.
Analytical cookies are used to understand how visitors interact with the website. These cookies help provide information on metrics the number of visitors, bounce rate, traffic source, etc.
Advertisement cookies are used to provide visitors with relevant ads and marketing campaigns. These cookies track visitors across websites and collect information to provide customized ads.
