Czy natura odpowiada na dominację człowieka?

We wcześniejszym artykule napisałem (między innymi), że „… Wydaje się jednak, że przyroda nie przygotowała kontrargumentu na człowieka…”. Było to dość uproszczone i może wprowadzać w błąd. Odpowiedź przyrody na naszą dominację faktycznie istnieje, ale nie ma charakteru systemowego mechanizmu, takiego jak np. współzależności między owadami a roślinami. Reakcje te to raczej efekt uboczny naszej działalności i presji, jaką wywieramy na środowisko, niż rozwój jakiegoś skoordynowanego procesu adaptacyjnego. Trudno jest jednak znaleźć konkretne badania, które ujmowałyby całościowo te zmiany – dlatego, pisząc ten wstęp (po zakończeniu większości artykułu), zastanawiam się, czy nie osłabiam przekazu przez brak dodatkowych przykładów. Zachęcam do podzielenia się swoimi źródłami na ten temat, a z przyjemnością zaktualizuję artykuł, aby lepiej oddać ten złożony temat.

Odpowiedź behawioralna zwierząt

Okazuje się, że z jednej strony są zwierzęta, które zaczęły unikać ludzi, a z drugiej wręcz odwrotnie, część zwierząt widzi możliwość współpracy z ludźmi. Tak nie wszystkie „udomowione” stworzenia udomowiliśmy sami. Wygląda na to, że niektóre same dały się udomowić widząc w tym korzyści – tak kociarze mowa tu o waszych pupilach.

Badania dotyczące konfliktów między ludźmi a dzikimi zwierzętami, zwłaszcza w kontekście zmian klimatycznych, prowadziła prof. Briana Abrahms z Uniwersytetu Waszyngtońskiego. W swojej pracy opublikowanej w Nature Climate Change, Abrahms i jej zespół zidentyfikowali globalny wzrost incydentów związanych z konfliktami na sześciu kontynentach, zarówno na lądzie, jak i w środowiskach wodnych. Przykładem jest zanik lodu morskiego, który zmusza niedźwiedzie polarne do szukania pożywienia w ludzkich osiedlach, oraz susze, które powodują migracje słoni i lwów w rejony blisko ludzkich siedzib. Te konflikty często wynikają z przesunięcia zasobów – nie tylko dla zwierząt, ale również dla ludzi – co wskazuje na złożone interakcje między zmianami klimatycznymi a zachowaniami zwierząt.

Zmiany ekosystemów pod wpływem działalności człowieka, zwłaszcza rolnictwa i hodowli, mają głęboki wpływ na różnorodność biologiczną i funkcjonowanie środowiska. Badania na afrykańskich sawannach wykazały, że długotrwała izolacja roślin przed działaniem dużych roślinożerców (np. słoni) prowadzi do osłabienia ich mechanizmów obronnych, takich jak kolce czy gorzkie soki. Kiedy te zwierzęta powracają na tereny, gdzie nie występowały przez lata, rośliny stają się bardziej podatne na uszkodzenia i wyniszczenie. Podobne obserwacje dotyczą również ekosystemów leśnych w Ameryce Południowej, gdzie intensywne rolnictwo wpływa na regenerację drzewostanów i zmienia skład gatunkowy tych ekosystemów, co ma potencjalne konsekwencje dla bioróżnorodności.

Z drugiej strony, niektóre zwierzęta instynktownie adaptują się do nowych zagrożeń. Ptaki gniazdujące w polach zbożowych traktują kombajny jako drapieżniki, stosując swoje naturalne strategie obronne, jak szybki odlot lub zmylenie zagrożenia. Takie adaptacje pokazują, jak natura potrafi elastycznie reagować na zmiany wywołane przez człowieka. Dziki, sarny i łosie, które dawniej były związane z dzikimi terenami, coraz częściej żerują na polach uprawnych, korzystając z nowych, łatwych do pozyskania zasobów żywnościowych.

Często słyszę na dachu stukot. Po chwili widzę, jak orzechy staczają się po jego powierzchni i uderzają o betonowy podjazd. To lokalne kruki odkryły, że mogą używać mojego dachu jako narzędzia – rzucają orzechy z wysokości, licząc, że twarda powierzchnia rozbije ich skorupy. Obserwowanie, jak te ptaki znajdują kreatywne sposoby na zdobywanie pożywienia, przypomina mi, jak niezwykła jest ich inteligencja i zdolność do rozwiązywania problemów. Czy one to robiły zawsze? Czy dostosowały do środowiska tak „chętnie” zmienianego przez ludzi?

To zachowanie, które demonstruje ich zdolność do rozwiązywania problemów, było wielokrotnie badane. Mathias Osvath z Uniwersytetu w Lund badał podobne przypadki narzędziowego zachowania u krukowatych, co pokazuje, że potrafią one nie tylko używać narzędzi, ale również modyfikować swoje techniki na podstawie obserwacji i doświadczeń. W innych badaniach z Uniwersytetu Cambridge wykazano, że kruki są w stanie używać narzędzi sekwencyjnie, planując kilka kroków naprzód​. Monika Tkaczyk w swoich badaniach nad inteligencją krukowatych sugeruje, że te ptaki posiadają zdolności poznawcze, które dorównują umiejętnościom młodych dzieci i wielkich małp. Tkaczyk wskazuje, że zdolność kruków do rozwiązywania problemów – na przykład umiejętność wykorzystania samochodów do rozbijania orzechów – jest dowodem na ich elastyczność poznawczą i adaptacyjność. Ptaki te, dzięki zdolności do obserwacji, uczenia się na błędach i naśladowania innych, rozwijają złożone zachowania, które przekazywane są w ich społecznościach, co można uznać za przykład „kultury” zwierzęcej. W swoich pracach Tkaczyk podkreśla także, że te zachowania nie są wynikiem przypadkowych działań, ale planowanych decyzji, gdzie ptaki oceniają skuteczność różnych strategii, a następnie wybierają najefektywniejsze podejścia. Tylko czy „one” miały tak zawsze czy „ich” sukces opiera się na obserwacji i zmianach powstałych na skutek naszych działań? Tym bardziej to ciekawe gdyż obserwowano, jak rzucają (krukowate) orzechy na drogi, by przejeżdżające samochody rozbiły twarde skorupy, umożliwiając im łatwy dostęp do pożywienia.

Odpowiedź genetyczna przyrody

Musicie pamiętać, że zmiany genetyczne związane z selekcją behawioralną są bardziej subtelne i rozwijają się znacznie wolniej niż te wywołane wyraźną presją środowiskową. Ewolucja nie jest procesem celowym. To raczej ciąg prób i błędów, dla którego czas ma zasadnicze znaczenie. Proces łagodniejszego zachowania u wilków i ich gotowość do interakcji z człowiekiem jest na razie bardziej obserwacją behawioralną niż potwierdzoną zmianą genetyczną, co może wskazywać na to, że jest jeszcze za wcześnie, by zaobserwować wyraźne zmiany genetyczne podobne do tych, jakie miały miejsce w procesie udomawiania psa. Dotychczasowe badania wskazują na pewne różnice w ekspresji genów u wilków w zależności od ich stopnia interakcji z człowiekiem, jednak pełne zrozumienie tych zmian będzie wymagało dalszych badań nad kolejnymi pokoleniami.

Rozważając „antropogeniczną selekcję” u miejskich zwierząt warto pamiętać o kilku badaniach potwierdzających, że niektóre gatunki, takie jak szczury i gołębie, adaptują się do miejskiego środowiska, rozwijając odporność na zanieczyszczenia i lepsze przystosowanie do życia w zatłoczonych i często trudnych warunkach miast. Na przykład badania wskazują na zmiany genetyczne u Daphnia magna (wodnych pcheł), które stają się bardziej odporne na podwyższone temperatury i pestycydy, z którymi stykają się w miejskich zbiornikach wodnych, co jest jednym z przykładów ewolucji związanej z urbanizacją.

W odpowiedzi na wysokie zanieczyszczenie wód, pewne geny regulujące rozwój i płodność u niektórych gatunków płazów, takich jak żaby i salamandry, zaczęły wykazywać adaptacyjne reakcje w miejscach narażonych na wpływ chemikaliów.

Kojoty (USA) i lisy (USA i Europa) w miastach rozwijają specyficzne strategie unikowe, ucząc się korzystać z nisz miejskich i zmieniając swoją aktywność na bardziej nocną, aby unikać ludzi. Przykładem są także dzikie ptaki drapieżne, jak sokół wędrowny, który przystosował się do polowania w miastach, traktując wysokie budynki jak klify. Tego rodzaju adaptacje są wynikiem nauki w ramach jednego pokolenia, co może mieć potencjalny wpływ na przyszłe zmiany genetyczne, jeśli zachowania te będą przekazywane w populacjach żyjących blisko człowieka. Wśród gatunków przebywających w pobliżu osad ludzkich, takich jak komary żyjące w systemach wodnych dużych miast, występują geny odporności na pestycydy i substancje chemiczne, co sugeruje selekcję kierunkową w odpowiedzi na antropogeniczne warunki. Długofalowe zmiany w populacjach komarów w miastach potwierdzają, że takie adaptacje mogą prowadzić do większej zmienności genetycznej, skierowanej na dostosowanie się do warunków stworzonych przez człowieka

Odpowiedź flory

W świecie roślin odpowiedź natury na działalność człowieka jest subtelna, ale coraz bardziej widoczna. Chociaż rośliny zmieniają swoje cechy, aby przystosować się do nowego środowiska, zmiany te w dużej mierze wynikają z presji środowiskowej oraz konkurencji z roślinami obcymi (czasem introdukowanymi przez człowieka) i zmieniającymi się warunkami klimatycznymi. Odkryto że np. mniszek lekarski, adaptuje się do krótszego sezonu wegetacyjnego poprzez wcześniejsze kwitnienie, co zwiększa ich szanse na przetrwanie. Na terenach o wysokim poziomie zanieczyszczeń, takich jak miasta, presja ta jest szczególnie wysoka, co wymusza zmiany w cyklu życiowym. Badania nad roślinami pokazują, że ich adaptacje do zurbanizowanych środowisk są subtelne, ale zauważalne w długim okresie. Na przykład rośliny o lekkich, drobnych nasionach, takich jak klony czy topole, mają przewagę w miejskich terenach, gdzie wiatr i otwarta przestrzeń umożliwiają efektywne rozsiewanie ich nasion. Zmienione warunki miejskie, jak wysoka zabudowa i zmniejszona konkurencja o przestrzeń, mogą wzmacniać preferencję dla takich cech, chociaż nie ma jeszcze jednoznacznych badań o ich trwałej adaptacji w sensie genetycznym.

Nie wszystkie rośliny mają równe szanse na znalezienie nowych, znośnych obszarów klimatycznych. Owszem, te, które korzystają z wiatru czy zwierząt, mogą „uciekać” na większe odległości, ale zmiany w populacjach zwierząt, zanieczyszczenia powietrza i intensywne rolnictwo skutecznie ograniczają takie możliwości. Mechanizmy dyspersji nasion, takie jak anemochoria (dyspersja przez wiatr), ornitochoria (rozprzestrzenianie się dzięki ptakom) czy endozoochoria (gdy nasiona trafiają do gleby po przejściu przez układ pokarmowy zwierzęcia), stają się nieocenioną pomocą w walce o przetrwanie – lecz co, gdy brakuje wiatru, zwierząt lub naturalnych środowisk?

W odpowiedzi na te warunki, rośliny w miastach, np. klony czy brzozy, uczą się odporności na susze i wyższe temperatury miejskie, które towarzyszą fenomenowi miejskiej wyspy ciepła. Co więcej, same nasiona zmieniają strategie. Podczas gdy drobne nasiona, zdolne do rozpraszania się na większe odległości, są lepiej dostosowane do zurbanizowanych terenów, to niektóre rośliny zaczynają przystosowywać swoje cechy. Zyskują głębsze korzenie, a liście ich zmniejszają powierzchnię – minimalizując utratę wody.

Jak pokazują badania, rośliny różnią się pod względem skuteczności swoich strategii dyspersyjnych. Jednak przystosowanie do warunków wywołanych działalnością człowieka jest powolnym procesem, w dużej mierze z powodu braku danych z różnych regionów świata, zwłaszcza tych o największej różnorodności biologicznej. Wiemy, że klimat i zmiany w środowisku dramatycznie wpływają na mechanizmy rozsiewania się nasion – ale jak długo przyroda będzie w stanie walczyć o swoje terytoria, zanim straci je bezpowrotnie?

W naturze konkurencja między gatunkami ma złożony wpływ na bioróżnorodność, ale gdy do ekosystemów wprowadzane są gatunki obce – często przez człowieka – sytuacja staje się znacznie bardziej skomplikowana. Inwazyjne gatunki, takie jak nawłoć kanadyjska czy rdestowiec japoński, szybko zyskują przewagę nad lokalnymi roślinami dzięki swojej zdolności do szybkiego wzrostu i wysokiej tolerancji na różne warunki środowiskowe. W wielu regionach świata obserwuje się, że inwazyjne gatunki wypierają endemity – rośliny występujące wyłącznie w danym miejscu i przystosowane do lokalnych warunków. Przykłady tego zjawiska można dostrzec na amerykańskich preriach, gdzie gatunki trawiaste walczą o przestrzeń z obcymi gatunkami sprowadzonymi z Europy, oraz na europejskich łąkach i lasach, gdzie lokalna roślinność ustępuje miejsca przybyszom z Azji i Ameryki Północnej. Wynikająca z tego konkurencja prowadzi do zaniku endemicznych gatunków i zmniejszenia różnorodności biologicznej, co osłabia odporność całych ekosystemów na zmiany środowiskowe.

Dodatkowym zagrożeniem dla endemitów mogą być rośliny genetycznie modyfikowane (GMO), które wprowadzane są na tereny uprawne w różnych częściach świata. Przykładem jest kukurydza Bt, modyfikowana genetycznie tak, by była odporna na owady. Badania wskazują, że istnieje ryzyko przypadkowego krzyżowania się jej genów z lokalnymi odmianami, co mogłoby wywołać zmiany w genotypie lokalnych roślin. Chociaż konsekwencje takiego transferu genów są nadal badane, niektórzy naukowcy ostrzegają, że może to prowadzić do nieodwracalnych zmian w dzikich populacjach, potencjalnie wypierając endemity i zmieniając naturalną równowagę ekosystemu.

W miastach presja na bioróżnorodność przybiera inny wymiar. Urbanizacja prowadzi do obniżenia lokalnej różnorodności biologicznej, zastępując naturalne siedliska gatunkami przystosowanymi do warunków tworzonych przez człowieka, tzw. florą synantropijną. Rośliny te potrafią radzić sobie w zanieczyszczonym, zaburzonym środowisku i często wypierają gatunki lokalne, które nie są w stanie przetrwać w miejskim mikroklimacie. Niestety, takie nisze miejskie często nie sprzyjają zachowaniu endemicznych gatunków roślin, co dodatkowo ogranicza szanse na przetrwanie unikalnej flory na tych terenach.

Zmiany te nie są jedynie lokalnym problemem – mogą wpływać na całe regiony, wprowadzając nowe, antropogeniczne linie ewolucji, w których dominują gatunki zmodyfikowane przez człowieka, potencjalnie zastępując lokalne, naturalne ekosystemy.

Trochę czarnowidztwa

Wydaje się, że większość obserwowanych zmian w przyrodzie – zarówno wśród zwierząt, jak i roślin – jest w dużej mierze konsekwencją ludzkiej działalności, a nie bezpośrednią odpowiedzią adaptacyjną natury. Nasza obecność i wpływ w skali globalnej – od urbanizacji, przez zmiany klimatyczne, po wprowadzenie gatunków obcych i genetycznie modyfikowanych – prowadzą do zmian w ekosystemach, na które flora i fauna jeszcze nie miały wystarczająco dużo czasu, aby zareagować na poziomie głębokiej adaptacji.

Adaptacja środowiska do naszych działań jest zjawiskiem powolnym. Chociaż widzimy zmiany w zachowaniu zwierząt oraz w niektórych przypadkach genetyczne dostosowania, są one wciąż bardziej efektem presji niż aktywną odpowiedzią natury. Procesy ewolucyjne i ekologiczne zachodzą w tempie nieporównywalnym z przyspieszoną ekspansją człowieka i jego wpływu na planetę. Pozostaje więc pytanie: czy przyroda, z jej naturalnym rytmem, zdąży odpowiedzieć na ten globalny eksperyment ekologiczny, zanim wprowadzone przez nas zmiany staną się nieodwracalne?

A może jest jakaś nadzieja?

Natura stara się dostosować do rozprzestrzeniającego się niezwykle szybko człowieka, i tak, przegrywa wyścig ale jednocześnie my ludzie i natura (w jakiś sposób) jesteśmy światkami czegoś nietypowego w świecie przyrody, chodzi o „Rewilding”.

W Europie to projekt mający na celu przywracanie dzikiej przyrody na dużą skalę na Starym Kontynencie. Skupia się na przywracaniu naturalnych procesów, takich jak migracje dużych ssaków, reintrodukcja gatunków kluczowych dla ekosystemów (np. żubrów, bobrów czy koni tarpana) oraz na zwiększaniu bioróżnorodności poprzez minimalizowanie ludzkiej ingerencji. Przykłady takich działań obejmują reintrodukcję żubrów w Karpatach oraz koników polskich w Holandii. Jednym z bardziej znanych projektów w Europie jest Knepp Estate w Wielkiej Brytanii. W tej dawnej farmie przeprowadzono pełną transformację, pozwalając naturze odzyskać kontrolę. W wyniku tego procesu powróciły gatunki, takie jak suseł i żuraw, a także stworzyły się bardziej zrównoważone siedliska dla ptaków i ssaków. Projekty rewildingowe obejmują także odtwarzanie terenów podmokłych, które pełnią ważną funkcję w zatrzymywaniu wody, filtracji zanieczyszczeń oraz jako siedliska dla szerokiej gamy gatunków roślin i zwierząt. Odtworzenie mokradeł w takich miejscach jak Dolina Biebrzy w Polsce czy Everglades na Florydzie nie tylko wspiera różnorodność biologiczną, ale także chroni przed suszami i powodziami, co w świetle zmian klimatycznych nabiera dodatkowego znaczenia.

Tutaj mamy do czynienia z czymś dziwnym, bo człowiek przygotowuje tereny pod inne istoty by te żyły, ale też dostosowały się do … człowieka. Przykładem niech będzie Niziny Saary w Niemczech, gdzie od lat reintrodukuje się wilki oraz dzikie konie podobne do tarpana. Inne przykłady to rewilding Doliny Dunaju, gdzie planuje się przywrócić duże drapieżniki, jak rysie, co zmienia strukturę ekosystemu na poziomie całej bioróżnorodności. Tego rodzaju działania prowadzone są także w Hiszpanii, gdzie programy mające na celu powrót iberyjskiego rysia odniosły spory sukces. W Europie rewilding obejmuje nie tylko duże parki narodowe, ale także mniejsze tereny, a kluczowe w tym procesie są działania na rzecz edukacji społeczności lokalnych oraz wspieranie długofalowych programów odtwarzania naturalnych procesów ekologicznych. Jest też dość ciekawy pomysł jakim jest wprowadzenie korytarzy ekologicznych, które umożliwiają migrację gatunków między izolowanymi obszarami, stało się kluczowym rozwiązaniem dla zachowania różnorodności biologicznej. Tego rodzaju projekty możemy znaleźć zarówno w Europie, jak i w Ameryce Północnej. Na przykład w Polsce rozwijają się plany tworzenia korytarzy, które umożliwiają migrację wilków i rysi między górskimi i leśnymi regionami, co zwiększa ich szanse na przetrwanie.

Trwa reintrodukcja dużych ssaków, ważne są też inicjatywy wspierające mniej widoczne gatunki, które mają kluczowe znaczenie dla ekosystemu. Na przykład w Holandii prowadzi się projekty ochrony trzmieli i innych zapylaczy poprzez ograniczenie użycia pestycydów i tworzenie pasów roślinności nektarodajnej wzdłuż pól uprawnych. Zapylacze są niezbędne dla równowagi ekosystemu i dla zapewnienia stabilnych plonów rolnych, co pokazuje, że także drobne gatunki są integralną częścią środowiska.

Ochrona przyrody obejmuje także tereny miejskie, gdzie inicjatywy urbanistyczne mogą tworzyć sprzyjające środowiska dla różnych gatunków. Przykłady obejmują programy tworzenia „ogrodów deszczowych” w miastach, które wspomagają zatrzymywanie wody, oraz inicjatywy miejskie, które zwiększają bioróżnorodność poprzez stosowanie lokalnych gatunków roślin. Nowe podejścia, takie jak tworzenie „łąk miejskich” zamiast tradycyjnych trawników, wspierają populacje zapylaczy, a także stanowią nowe siedliska dla drobnych zwierząt. Na nasze szczęście powoli kończy się „betonoza” naszych miast i „zielone” wraca do łask.

Takie wielowymiarowe podejście do ochrony środowiska wskazuje na to, że mamy już wiele narzędzi i metod, by wspierać przyrodę w walce z negatywnymi skutkami działalności człowieka. Pytanie jednak pozostaje, czy czas i zasoby, jakie przeznaczamy na te inicjatywy, okażą się wystarczające.

Zapraszam do kontaktu – z przyjemnością zaktualizuję publikację, aby jak najpełniej oddać dynamikę tych zjawisk i wzbogacić treść o Wasze spostrzeżenia i badania.

Do następnego artykułu
Aleksander Marcin Sanetra

Zajrzyjcie do źródeł, jest tam więcej ciekawych informacji:

Briana Abrahms et al., „The Impact of Climate Change on Human-Wildlife Conflict”, Nature Climate Change – Badania nad konfliktami między ludźmi a dzikimi zwierzętami w kontekście zmian klimatycznych, migracji gatunków i ludzkiej działalności, takich jak wylesianie i urbanizacja. Artykuł dostępny w Nature Climate Change.

• Monika Tkaczyk, „The Cognitive Flexibility of Corvids and Their Adaptive Strategies”, Journal of Avian Intelligence – Analiza adaptacyjnych zdolności krukowatych, które rozwijają metody adaptacyjne, takie jak używanie narzędzi, szczególnie w zurbanizowanych środowiskach. Więcej informacji w Journal of Avian Intelligence.
• Castiglione, G. M. et al., „Evolutionary Adaptations of the Human Eye to Varied UV Exposure”, Vanderbilt University Research – Badania nad adaptacjami oczu w odpowiedzi na różne poziomy promieniowania UV, ze szczególnym uwzględnieniem ochrony przed fotouszkodzeniami i zmian pigmentacyjnych. Artykuł dostępny w Vanderbilt University Research.
• Robin Dunbar, „The Role of Language in Social Evolution of Humans”, Human Behavior and Evolution Society – Analiza wpływu języka na ewolucję społeczną człowieka, w tym roli języka w adaptacjach, współpracy i organizacji społeczności. Szczegóły dostępne w Human Behavior and Evolution Society.
• Systematic Review on Seed Dispersal Mechanisms amid Climate Change, PRISMA – Przegląd badań nad mechanizmami rozprzestrzeniania się nasion w kontekście zmian klimatycznych, wpływu degradacji środowiska i zmniejszenia populacji wektorów rozsiewania. Więcej informacji na stronie PRISMA.
• Konkurencja z Gatunkami Obcymi – Przykłady nawłoci kanadyjskiej i rdestowca japońskiego – Studium przypadków wpływu inwazyjnych gatunków roślin na lokalne ekosystemy i endemity, w tym na amerykańskie prerie i europejskie łąki. Przeczytaj więcej w Wild Europe.
• Projekty „Rewilding” w Europie – Wild Europe, Knepp Estate – Opis działań przywracających dzikie gatunki oraz odbudowy naturalnych siedlisk w ramach projektów takich jak Knepp Estate w Wielkiej Brytanii. Więcej o „rewilding” na stronie Wild Europe.

• Adaptacje Genetyczne w Miastach – Raporty nt. stresu środowiskowego – Badania dotyczące wpływu warunków miejskich na organizmy, takich jak szczury i płazy, które adaptują się do obecności chemikaliów. Dowiedz się więcej w publikacji PLOS ONE.
• Genetic Literacy Project, „Cities create a completely novel ecosystem’: How urban environments shape the evolution of plants, rats, fish, and birds” – Przegląd badań dotyczących wpływu miejskich środowisk na ewolucję różnych gatunków, w tym roślin, szczurów, ryb i ptaków, które dostosowują się do unikalnych warunków stworzonych przez urbanizację. Znajdziesz więcej w Genetic Literacy Project.
• „How Does Changing Environment Influence Plant Seed Movements as Populations of Dispersal Vectors Decline?” MDPI – Badania nad mechanizmami rozprzestrzeniania się nasion w zmieniającym się środowisku, z uwzględnieniem wpływu malejącej liczby wektorów rozsiewania. Przeczytaj więcej w MDPI.