Příroda zpomaluje: Ztrácí schopnost se sama opravovat?

Příroda zpomaluje a její schopnost regenerace selhává tváří v tvář klimatické změně, tvrdí autoři nové analýzy rychlosti obměny druhů v ekosystémech po celém světě. Toto zjištění je pro mnoho ekologů velkým překvapením. Dlouho předpokládali, že příroda bude na klimatickou změnu a další lidské zásahy reagovat zrychlením obměny druhů – stávající druhy budou mizet a nahrazovat je budou nové. Některé studie se zdály tento trend potvrzovat.

Nejnovější a nejrozsáhlejší analýza, publikovaná minulý měsíc výzkumníky z Queen Mary University of London, však odhalila opak. A zpomalení je značné. Při měření příchodů a odchodů v časovém horizontu až pěti let klesla obměna druhů o třetinu od poloviny 70. let 20. století, kdy začal současný trend rychle rostoucích globálních teplot.

„Příroda funguje jako samoregenerační motor, který neustále vyměňuje staré díly za nové. Ale zjistili jsme, že tento motor se nyní zastavuje,“ říká vedoucí autor Emmanuel Nwankwo. Nwankwo a jeho kolega Axel Rossberg z Queen Mary University analyzovali výzkum shromážděný v BioTIME, unikátní globální databázi stovek samostatných studií složení ekosystémů. Databáze zahrnuje vše od severoamerického ptactva po suchozemské rostliny, sladkovodní ekosystémy a ryby na mořském dně a obsahuje záznamy z více než půl milionu lokalit shromážděné za posledních 150 let.

„Byli jsme velmi překvapeni tímto objevem,“ říká Rossberg. „Vůbec jsme neočekávali, že uvidíme zpomalení.“ Taková zjištění jsou „v rozporu s dosavadními očekáváními“, souhlasí ekolog Christopher Terry z Oxfordské univerzity, který ve své samostatné studii s Rossbergem zjistil pokles krátkodobé obměny druhů v datech o severoamerickém ptactvu v lidmi pozměněných habitatech.

Většina oslovených ekologů podpořila nová zjištění. „Výsledky se mi zdají poměrně přesvědčivé,“ říká teoretický ekolog Ryan Chisholm z National University of Singapore. Tito vědci naznačili, že nová studie, která se zaměřila na změny v krátkém časovém měřítku pěti let namísto delších období jiných výzkumů, identifikovala důležitý fenomén zpomalení „vnitřní“ obměny druhů, který by mohl ovlivnit, jak ekosystémy reagují na vnější síly, jako je klimatická změna.

Nicméně vedoucí rady BioTIME, bioložka Maria Dornelas, uvádí, že její analýza dat ze dvou velkých, dlouhodobých studií v její databázi – North Sea International Bottom Trawl Survey a 60 let staré North American Breeding Bird Survey – nalezla v posledních desetiletích nárůst obměny druhů. Při porovnání své práce s prací Nwankwa říká: „Je pro mě těžké sladit tato dvě zjištění.“

Jiní výzkumníci přisuzují případné nesrovnalosti v odhadech rychlosti obměny druhů časovým rámcům různých studií. „Můžete se setkat s nesouhlasem lidí, kteří pozorovali čistý nárůst rychlosti obměny při použití dlouhého časového okna,“ říká Jacob O’Sullivan, ekologický modelář z Forest Research. „Ale zpomalení se zdá být správnou interpretací [jejich] výsledků.“

Nové výzkumné poznatky oživily dlouhodobou debatu mezi ekology o tom, jak fungují společenstva druhů v přírodním prostředí. V zásadě jde o otázku, zda jsou změny ve složení přírodních ekosystémů běžné a zda by měly být vnímány jako dobré, nebo špatné pro ekosystém.

Většina ekologů kdysi věřila, že zdravé ekosystémy jsou přirozeně stabilní s nízkou obměnou druhů. Ponechány samy sobě dosáhnou dokonalé rovnováhy, kterou vlivný americký botanik 19. století Frederic Clements nazval „klimaxovým ekosystémem“. Po jakémkoli narušení se vrátí do tohoto stabilního stavu, proces zvaný sukcese. V dnešním světě rostoucích vnějších tlaků může zvýšená obměna signalizovat, že ekosystém reaguje a přizpůsobuje se.

Tato stabilita byla považována za klíčovou, protože fungování ekosystému – ať už tropického deštného pralesa, mírného travního porostu nebo polární tundry – záviselo na těsných živých vztazích mezi druhy, které se vyvinuly společně a byly vzájemně závislé. Predátoři a kořist, rostliny a hmyz, který je opyloval a živil se jimi, byly neoddělitelné. Obměna druhů tyto vazby narušovala a mohla vést k ekologickému kolapsu.

Mnohé ekology dodnes citují „hypotézu popraskaného nýtu“, kterou v 80. letech poprvé formuloval biolog Paul Ehrlich ze Stanford University. Přirovnal ekosystém k letadlu, kde je každá část, až po nejmenší nýt, nezbytná pro bezpečný let. Odstranění jediné, zdánlivě nevýznamné druhu z ekosystému by mohlo být jako vytržení nýtu z letadla. Mohlo by způsobit havárii letadla – nebo kolaps ekosystému. V tomto pojetí obměna druhů vypadá jako špatná věc.

Podrobné dlouhodobé studie nenarušených ekosystémů však ukázaly, že ani ty nejzachovalejší ekosystémy nejsou zcela neměnné. Ve slavném dlouhodobém sledování přírody na ostrově v jezeře Superior Daniel Botkin z University of California Santa Barbara zdokumentoval neustále se měnící složení ekosystémů. „Druhy v ekosystémech nejsou pevné entity, ani bez lidského vlivu,“ říká Anne Magurran ze St Andrews University, zakladatelka BioTIME. „Všechny ekosystémy zažívají přirozenou obměnu.“

Ekologové nazývají tento přirozený pohyb v nestresovaných ekosystémech „vnitřní obměnou“. A většina se nyní shoduje, že tato obměna není známkou křehkosti a hrozícího kolapsu, ale, jak to nazývá Terry, „neustálého pohybu zdravého ekosystému“. Může být poháněna vnitřní dynamikou, jako jsou přirozené požáry, které periodicky ničí lesy, cykly ve vztazích mezi predátory a kořistí, nebo periodické epidemie. Nebo může být v podstatě náhodná.

Mnoho druhů, od lumíků po medúzy, má cykly boomů a propadů bez zjevné vnější příčiny. Celé ekosystémy mohou být také tvořeny mozaikou habitatových skvrn, které se spontánně posouvají, jako jsou pravidelné přechody mezi lesem a pastvinami viděné v některých savanách Afriky.