AZ ÉLŐ TERMÉSZET ADOMÁNYAI ÉS VESZÉLYEZTETETTSÉGÜK Szakdolgozat 2004
Gonczlik Andrea biológia – környezettan – angol szaktanári szak
Témavezetők: Takács-Sánta András (mb. előadó, MTA-ELTE Evolúciógenetikai Kutatócsoport)
Vida Gábor (az MTA rendes tagja részfoglalkozású egyetemi tanár ELTE TTK Genetika Tanszék)
TARTALOMJEGYZÉK
TARTALOMJEGYZÉK .................................................................................................... 2 KIVONAT ............................................................................................................................ 5 1
BEVEZETÉS ....................................................................................................... 6
1.1
A DOLGOZAT CÉLJA ................................................................................................ 6
1.2
A BIOSZFÉRA 2 ÉS TANULSÁGAI – ESETTANULMÁNY .............................................. 7
1.2.1
A Bioszféra 2 világa .............................................................................................. 7
1.2.2
Mi történt a két év során? ...................................................................................... 8
1.2.3
A kísérlet tanulságai .............................................................................................. 9
1.3
A FAJOK JELENKORI TÖMEGES KIHALÁSA ............................................................. 11
2
AZ ÉLŐVILÁGTÓL KAPOTT ADOMÁNYOK .......................................... 13
2.1
AZ ÉLŐ TERMÉSZET ADOMÁNYAINAK DEFINÍCIÓI ................................................. 13
2.1.1
Materiális javak ................................................................................................... 13
2.1.2
Szolgáltatások...................................................................................................... 13
2.2
A CSOPORTOSÍTÁS SZEMPONTJAI .......................................................................... 15
2.2.1
Az eddigi csoportosítások és kritikájuk............................................................... 15
2.2.2
Javaslat egy újfajta csoportosításra...................................................................... 17
2.3
MATERIÁLIS JAVAK .............................................................................................. 20
2.3.1
Élelem és élelmiszeripari-alapanyagok ............................................................... 20
2.3.2
Gyógyhatású anyagok és gyógyszer-alapanyagok .............................................. 21
2.3.3
Textilipari alapanyagok ....................................................................................... 22
2.3.4
Biomassza-energia............................................................................................... 22
2.3.5
Egyéb közvetlen anyagszolgáltatások és ipari alapanyagok ............................... 23
2.4
AZ ÉLŐVILÁG SZOLGÁLTATÁSAI – FIZIOLÓGIAI SZÜKSÉGLETEKET KIELÉGÍTŐ SZOLGÁLTATÁSOK
.............................................................................. 24
2.4.1
Atmoszféra........................................................................................................... 24
2.4.1.1
Az atmoszféra összetételének kialakítása, oxidáló légkör kialakítása és fenntartása....................................................................................................... 24
2.4.1.2
UV-védelem létrehozása ...................................................................................... 25
2.4.1.3
A légkör tisztítása ................................................................................................ 26
2.4.1.4
Relatív éghajlati stabilitás fenntartása................................................................ 26
2.4.2
Hidroszféra .......................................................................................................... 30 2
2.4.2.1
Víztisztítás............................................................................................................ 30
2.4.3
Pedoszféra............................................................................................................ 31
2.4.3.1
A talaj létrehozása és fenntartása ....................................................................... 31
2.4.3.2
Talajvédelem........................................................................................................ 32
2.4.3.3
A vízelfolyás csökkentése, áradások és szárazság enyhítése ............................... 33
2.4.3.4
Lebontás – mineralizáció, reciklizáció, detoxikáció ........................................... 33
2.4.4
Energia befogás ................................................................................................... 34
2.4.5
Nitrogénfixálás .................................................................................................... 34
2.4.6
A növényi biomassza növelése és „egészségének” fenntartása........................... 35
2.4.7
Beporzás .............................................................................................................. 36
2.4.8
Növényi kártevők kontrollja................................................................................ 39
2.5
AZ ÉLŐVILÁG SZOLGÁLTATÁSAI – NEM FIZIOLÓGIAI SZÜKSÉGLETEKET KIELÉGÍTŐ SZOLGÁLTATÁSOK
.............................................................................. 40
2.5.1
Az élővilág, mint lelki és esztétikai örömforrás .................................................. 40
2.5.2
Az élővilág szerepe az emberi kultúrák fennmaradásában.................................. 40
2.5.3
Indikáció .............................................................................................................. 42
2.5.4
Bionika................................................................................................................. 43
2.6
AZ ÉLŐVILÁG SZOLGÁLTATÁSAI – TECHNOLÓGIAI FELHASZNÁLÁSOK .................. 44
2.6.1
Élelmiszeripar...................................................................................................... 44
2.6.1.1
Szeszipar .............................................................................................................. 44
2.6.1.2
Sütőipar ............................................................................................................... 44
2.6.1.3
Tejipar ................................................................................................................. 45
2.6.2
Textilipar ............................................................................................................. 45
2.6.3
Agrárkultúrák beporzása fenntartott beporzó ágensekkel ................................... 46
2.6.4
Biológiai növényvédelem .................................................................................... 46
2.6.4.1
Biológiai védekezés állati kártevőkkel szemben .................................................. 47
2.6.4.2
Biológiai védekezés növényi kórozókkal szemben ............................................... 47
2.6.4.3
Biológiai védekezés a gyomnövények ellen ......................................................... 48
2.6.5
Technológiai tisztítás........................................................................................... 48
2.6.5.1
Biológiai szennyvíztisztítás .................................................................................. 48
2.6.5.2
A talaj bioremediációja ....................................................................................... 50
2.6.6
Hulladékkezelési eljárások .................................................................................. 51
2.6.6.1
Komposztálás....................................................................................................... 51
2.6.6.2
Biogáztermelés depóniában................................................................................. 51 3
3
AZ ÉLŐ TERMÉSZET ADOMÁNYAI ÉS A BIODIVERZITÁS .............. 52
3.1
AZ ÉLŐLÉNYKÖZÖSSÉGEK DIVERZITÁSA ÉS ADOMÁNYAIK BIZTOSÍTÁSA KÖZÖTT FELTÉTELEZETT KAPCSOLATOK ............................................................... 52
3.2
A FAJOK KIHALÁSÁNAK, AVAGY A
DIVERZITÁS CSÖKKENÉSÉNEK
KÖVETKEZMÉNYEI ................................................................................................ 55
3.3
ALTERNATÍVÁK A FAJDIVERZITÁS FOGALMÁRA ................................................... 56
4
SZAKMÓDSZERTANI FEJEZET ................................................................. 58
4.1
BEVEZETÉS: A SZAKDOLGOZAT TÉMÁI ................................................................. 58
4.2
A SZAKDOLGOZAT TÉMÁINAK FELDOLGOZÁSI LEHETŐSÉGEI A KÖZÉPISKOLAI OKTATÁSBAN ................................................................................ 59
4.3
„AZ ÉLŐVILÁG ADOMÁNYAI ÉS VESZÉLYEZTETETTSÉGÜK A FAJKIHALÁSOK MIATT” TÉMA INTEGRÁLÁSA A BIOLÓGIA TANTÁRGYBA A KERETTANTERV ADTA LEHETŐSÉGEK ALAPJÁN ................................................. 60
4.4
A „GYÓGYNÖVÉNYEK” TÉMAKÖR BIOLÓGIA TANTÁRGYBA ILLESZTÉSE AZ OKTATÁS KÜLÖNBÖZŐ SZÍNTEREIN .................................................................. 62
4.4.1
A „Gyógynövények” téma feldolgozása tanórai keretek között ......................... 63
4.4.2
A „Gyógynövények” téma feldolgozása szakköri keretek között ....................... 65
4.4.3
Gyógynövények az erdei iskolában..................................................................... 66
4.5
A MÓDSZERTANI FEJEZET ÖSSZEFOGLALÁSA ........................................................ 66
5
KONKLÚZIÓ .................................................................................................... 68
MELLÉKLETEK.............................................................................................................. 69 KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS........................................................................................... 74 IRODALOMJEGYZÉK ................................................................................................... 75
4
KIVONAT
Napjainkban az élőlények diverzitása jelentős mértékben csökken a fajok, illetve populációik kihalásának következtében. A biológiai sokféleség csökkenésével nem csupán egyes élelem-forrásainkat, esetleges ipari és gyógyászati alapanyagainkat veszíthetjük el. Az emberiség létének egyik alapvető feltétele a Földön található élőlények jelenléte, valamint az általuk biztosított folyamatok és állapotok. Dolgozatom gerincét ezen adományok ismertetése teszi ki. Az élővilág adományai mindazon élőlényektől származó közvetlen és közvetett javak, melyek bizonyíthatóan pozitív értéket és hasznot jelentenek az ember számára. Az élővilág adományainak felismerése és tudományos cikkekben, könyvekben való megjelenése meglehetősen új keletű. Ebből kifolyólag folyamatosan újabb és újabb adományok „kerülnek napvilágra”, majd dokumentálásra. Sok szerzőben felmerült az igény arra, hogy az élővilág adományait valamiféle rendszerben tárgyalja. Az általam ismert, eddig kidolgozott osztályozások véleményem szerint nem következetesek, és nem kezelhetők könnyen. Dolgozatomban az élővilág adományainak egy újfajta csoportosítását indítványozom. Az élővilág adományai materiális javakra és szolgáltatásokra oszthatók. Materiális javakhoz az élőlények biomasszájának közvetlen hasznosításával jutunk. A materiális javak maguk az élőlények, bizonyos részeik, illetve szervezetük bizonyos anyagai. Ilyenek például az élelem, a gyógyhatású anyagok vagy a textilipari alapanyagok. A szolgáltatások három fő kategóriába sorolhatók. Az első csoportba tartozók létfenntartó funkciót töltenek be, az ember fiziológiai szükségleteit elégítik ki, vagyis lehetővé teszik és fenntartják az életünkhöz nélkülözhetetlen körülményeket. A második csoportba tartoznak mindazon szolgáltatások, melyek az ember nem-fiziológiai szükségleteit hivatottak szolgálni, tehát a lelki, esztétikai, kulturális és egyéb igényeit. A szolgáltatások harmadik csoportjába olyan élőlények általi tevékenységek sorolhatók, melyeket az ember különböző ipari, illetve technológiai folyamatokban irányítottan használ. A dolgozat lezárásaként az élő természet által nyújtott adományok és az élőlényközösségek diverzitásának kapcsolatát, összefüggéseit elemzem. A csökkenő biodiverzitás veszélyeztetheti az adományok folyamatos biztosítását, kockára téve civilizációnk fennmaradását.
5
1
BEVEZETÉS
1.1 A DOLGOZAT CÉLJA A dolgozat célja bemutatni mindazokat az élő természettől kapott adományokat, melyek az emberiség javát szolgálják. A hatodik tömeges fajkihalás korszakában rendkívül fontos az élővilág adományainak minél szélesebb körű és behatóbb megismerése. Szükség van erre a tudásra annak érdekében, hogy értelmes javaslatokkal és tettekkel járulhassunk hozzá Földünk (1. ábra) emberi életre alkalmas mivoltának megőrzéséhez. A társadalom erőteljesen alábecsüli (nem kellően értékeli) az élő természettől felé áradó materiális javak és szolgáltatások fontosságát. Nem kis részben ebből fakadóan nem fordít elegendő figyelmet és energiát az élő természet védelmére. Az élő természet adományainak ember okozta sérüléseit emberi időskálán rendszerint nagyon nehéz vagy lehetetlen helyreállítani, és az adományok technológiai úton csak korlátozott mértékben, sőt olykor egyáltalán nem pótolhatók. Ha a jelenlegi tendencia folytatódik, az adományok ember okozta sérülései még súlyosabbá válnak az elkövetkező évtizedekben.
1. ábra. A Föld
6
1.2 A BIOSZFÉRA 2 ÉS TANULSÁGAI – ESETTANULMÁNY* 1.2.1
A Bioszféra 2 világa
A Bioszféra 2 a földi bioszféra („Bioszféra 1”) mesterségesen létrehozott, kicsinyített mása. Az arizonai sivatagban építették fel ezt a külvilágtól teljesen elválasztott, üveg- és acélszerkezetű, 12 750 m2 területű „kísérleti laboratóriumot”. A Bioszféra 2-t száz éven át gyűjtött ökológiai tapasztalatok figyelembevételével tervezték. A 204 000 m3 térfogatú minivilágban a kutatók hét komplett „biomot” hoztak létre a földiek másaként (2. ábra): óceánt, sivatagot, szavannát, esőerdőt, mocsárvidéket, egy intenzíven művelt agrárterületet, valamint az emberek élőhelyét. A Bioszféra 2 szerkezetének kialakítása után került sor a gondosan válogatott 3800 növény- és állatfaj betelepítésére. E nagyszabású kísérlet 1991. szeptember 26-tól 1993. szeptember 26-ig tartott. Azzal a céllal építették ezt a miniatűr világot, hogy mélyebb betekintést nyerjenek a Föld bolygó „működésébe”. Emellett a tervezők azt is szerették volna „tesztelni”, hogy képesek vagyunk-e létrehozni egy ökológiailag működőképes rendszert más bolygókon. A Bioszféra 2 továbbá arra a kérdésre is hivatott volt választ adni, hogy képesek-e emberek élni egy teljesen lezárt rendszerben, és ha igen, hogyan?
2. ábra. A Bioszféra 2 belülről
A kísérletben 8 ember (4 férfi és 4 nő) vett részt. Bőséges feladataik közé tartozott például az egyes biomok kezelése, illetve kutatás végzése, a technikai rendszer
*
Az áttekintés a következő irodalmak alapján készült: Appenzeller, 1994; Cohen & Tilman, 1996;
Baskin, 1997; Cohn, 2002; Walford, 2002
7
koordinálása, növényültetés és aratás, valamint az önellátás. A lakók az összes szemetüket és vizüket újrahasznosították, élelmük 80%-át maguk teremtették elő. Iszonyú erőfeszítéseket tettek azért, amit mi ingyen kapunk, és természetesnek veszünk a Bioszféra 1-ben.
1.2.2
Mi történt a két év során?
A kísérlet során bebizonyosodott, hogy mai tudásunk alapján lehetetlen egy olyan fizikailag zárt rendszert alkotni, mely képes eltartani 8 embert élelemmel, vízzel és levegővel, akárcsak 2 évig is. A szinte korlátlan mennyiségű energia és a számtalan technológia biztosítása mellett is rengeteg problémával kellett megküzdeniük a Bioszféra 2 lakóinak. A nagy biomokat szimbolizáló kis részletek létrehozásának, majd egy mesterségesen kialakított területen való „összerakásának” eredményeként a minibiomok „működése” és egymásal való kapcsolatuk másmilyen lett, mint a valódi biomoké. A Bioszféra 2 így nem vált a Föld tökéletes másává, de modellként jól tanulmányozható maradt. 1993
januárjára
az
oxigén-koncentráció
21%-ról
14%-ra
csökkent,
ezért
elkerülhetetlenül oxigén-infúzióra volt szükség. Azt feltételezték, hogy az oxigénfogyás a talajmikrobák anyagcseréjének következménye. A széndioxid-koncentráció ugyanakkor megnőtt, továbbá nagy napi és évszakos oszcillációkat mutatott. Az oxigén-koncentráció egyenletes csökkenéséből a légköri szén-dioxid 22 000 ppm-re emelkedése következett volna a talajbeli mikroorganizmusok (a talaj komposztban igen gazdag volt) oxigénfogyasztásából számolva. A tényleges érték körülbelül 3500 ppm lett, tehát kellett lennie valahol egy szénnyelőnek. További kutatások során fedezték fel, hogy a szén-dioxid egy része az épületek betonjának kalciumjával kapcsolódva karbonátot eredményezett. A dinitrogénoxid-koncentráció 79 ppm-re nőtt a harmadik évben (méréseket még ekkor is végeztek az immár lakatlan Bioszféra 2-ben). Ekkora dinitrogénoxid-koncentráció csökkentheti a B12-vitamin szintézisét, aminek következtében károsodhat az agy. A két év alatt a lakóknak meg kellett küzdeniük a növénytermesztés nehézségeivel is. Az egyik problémát a napsugárzás csökkent intenzitása okozta. A napsugárzás intenzitását már az üveg- és acélszerkezetű melegház is majdnem felére csökkentette, ráadásul éppen abban a két évben rendkívül felhős volt az időjárás. Az építmény tetején a vártnál sokkal magasabb volt a hőmérséklet, a fény mennyisége viszont sokkal kevesebb. A másik gond a növénytermesztés egy kézzelfoghatóbb aspektusát érintette. A lakók kénytelenek voltak 8
növényeiket maguk beporozni, miután a méhek és egyéb pollinátorok kihaltak. Kertjeik termékenysége a kártevők elszaporodása miatt is erősen csökkent. Bár néhány faj kihalását megjósolták a Bioszféra 2 tervezői, ilyen nagyarányú fajkihalásra nem számítottak. A 25 gerinces fajból 19 tűnt el a két év során. Az eredetileg bevitt 300 rovarfaj kétharmada kihalt. Néhányuk ellenben kiemelkedő teljesítményt nyújtott: egy ausztrál csótányfaj populációja (egy a hat bevitt csótányfajból) robbanásnak indult, továbbá a Paratrechina longicornus hangyafaj (véletlenül került be) is nagyon elterjedt. Az óceánban a kihalási ráta jóval alacsonyabb volt, mint a szárazföldön. A kúszónövények (pl. az Ipomoea aff. hederacea) és más gyomok mindenfelé agresszíven terjedtek, veszélyeztetve a veteményeskertet és egyéb növényközösségeket. Gyomlálásuk nehézkes volt, és maradéktalanul nem is sikerült kiirtani őket. A nagy fák törzsei és ágai törékennyé váltak és sokan közülük kidőltek. A sivatagnak berendezett helyen bozótos, füves terület jött létre. A kutatók ezt azzal magyarázták, hogy a csökkent mértékű evapotranspirációhoz rosszul állították be a csapadék mennyiségét. A vizek tápanyagokkal telítődtek, szennyezvén a vizes élőhelyeket. A tápanyagokat a vízből úgy távolították el, hogy azt algaszőnyeggel borított tányérokon vezették át. A víz ilyetén, sokszor ismétlődő átmosása során feltételezhetően egyre több tápanyag maradt a vízben. Az óceán savas kémhatása erősödött. Az elhasznált vizet gyökérzónás szennyvíztisztítási módszerrel hasznosították újra, minek következtében a talajvízből beoldódó sók miatt az édesvíz egyre sósabbá vált. A lakók emberfeletti munkája nem engedte, hogy bármely biomban ökológiai katasztrófa következzen be. Bár sok faj kihalt, az élet virágzott a második év végén is. A kutatók azt találták, hogy sok terület egészséges maradt. Ilyenek voltak a lápvidék, az óceán és a korallzátony.
1.2.3
A kísérlet tanulságai
Sokan elégedetlenek a Bioszféra 2 tudományos eredményeivel, az összegyűjtött adatok csekély számával. Ez az elégedetlenség azonban nem teljesen helyénvaló, hiszen a kísérletnek rendkívül fontos tanulságai vannak. Tény, hogy a lakóknak nem volt elég idejük tudományos munkát végezni (pedig azt tervezték), ébrenlétük óráiban szinte kizárólag csak önmaguk ellátásáért és környezetük fenntartásáért dolgoztak; a két év alatt
9
azonban olyan információkhoz jutottunk a természet összefüggéseiről, melyek a valódi bioszférában nehezen érzékelhetőek. Először is megállapítható, hogy egy, a földi bioszférához hasonlatos, működőképes rendszert jelen tudásunk szerint nem vagyunk képesek létrehozni. Az, hogy a kialakított biomok „működése” és kapcsolataik eltértek földi megfelelőik viselkedésétől, arra figyelmeztet bennünket, hogy a valóságos biomok térbeli kiterjedésének megváltozása azok funkcióváltozását eredményezheti. Ez az élőlényközösségek által nyújtott szolgáltatások minőségének változását vonhatja maga után, mely kockázatos lehet az emberre nézve is. A Bioszféra 2-ben, mint láttuk, az oxigén-koncentráció veszélyes mértékben csökkent, valószínűleg éppen azért, mert a mesterséges biomok nem kielégítően töltötték be szerepüket. Ez esetben a kutatók nem álltak elő semmilyen konkrétabb magyarázattal, ami a bioszférára vonatkozó tudásunk alacsony szintjét illusztrálja. A Bioszféra 2 élővilága már az első két évben jelentős számbeli veszteségeket szenvedett. Az eredeti fajszám meglepő gyorsasággal csökkent, az egyes fajok abundanciája pedig extrém értékeket mutatott. Az élőlényközösségeken belüli kapcsolatok – melyek a valódi biomokban léteznek – vagy nem jöttek létre, vagy nem maradtak fenn olyan mértékben, hogy megfelelően funkcionáljanak. Ennek példája az összes beporzó faj kihalása, ami súlyos következményekkel járt, vagyis a termesztett (állati beporzású) növények természetes beporzása elmaradt. Az, hogy egyes fajok (pl. a kúszónövényfajok vagy a csótányok) egyedszáma nagyon felszökkent, és viszonylag hosszú ideig magas maradt, arra enged következtetni, hogy a közösségen belüli egyedszám-szabályozás nem, vagy nem teljes mértékben működött. A kihalási rátákból messzemenő következtetéseket ugyan nem lehet levonni, de szembesültünk azzal a ténnyel, hogy eddigi tudásunk igen csekély ahhoz, hogy megfelelően összehangolt és életképes élőlényközösségeket alkossunk, illetve tartsunk fenn. A 150 millió dolláros beruházás ellenére a Bioszféra 2 még rövid ideig sem volt képes 8 ember eltartására, míg az eredeti bioszféra több milliárd emberi lényt lát el már hosszú ideje.
10
1.3 A FAJOK JELENKORI TÖMEGES KIHALÁSA A Bioszféra 2 egyik legértékesebb tapasztalata az, hogy a fajok elvesztése komoly funkcióbeli változásokat okozhat az élőlényközösségekben. Az önszabályozó földi bioszféra fennmaradása és állandó „működése” nagymértékben az alkotó fajok sokféleségétől, kölcsönhatásaiktól és a fizikai-kémiai környezettel való kapcsolataiktól függ. A Földet az élőlények adaptációs lépésekkel, a biológiai evolúció során népesítették be, ugyanakkor maguk is aktívan részt vettek a bioszféra formálásában. E hosszú idejű egymásra hatás következtében terjedtek el bolygónk sokszínű életterein. Az élőlények mindenkori sokfélesége biztosítja a jövő evolúciójának alapját. A biológiai diverzitás, vagy röviden a biodiverzitás az élőlények változatosságát és változékonyságát jelenti. "Bármely biológiai alapsokaság diverzitását az őt alkotó különböző típusú elemek […] alapján jellemezhetjük. A sokaságot alkotó elemek természetesen nemcsak fajok lehetnek." (Margóczy, 1998). Attól függően, hogy mi a különbözőség
alapja,
beszélhetünk
genetikai,
faj-,
morfológiai,
életforma-
stb.
diverzitásról. A leggyakrabban használt fogalom a fajszintű biodiverzitás. A fajdiverzitás nem feltétlenül egyenlő a fajszám puszta megadásával, kiegészülhet azok relatív gyakoriságával is. Sőt, további tényezők, mint a fajok különbözőségének foka, vagy térbeli és időbeli mintázatok figyelembevételére is van lehetőség (Vida, 1995). Napjaink szembeötlő, egyre gyakrabban és szélesebb körben emlegetett problémája a fajok kihalásának növekvő üteme. Sok millió éven keresztül, egészen az ipari forradalomig az átlagos fajkihalási ráta körülbelül 1 faj/évnek adódott.* (A fajkeletkezés ütemét hasonlóképpen körülbelül 1 faj/évnek vagy nagyobbnak becsülik.) A jelenlegi kihalási ráta valószínűleg ennek százszoros, ezerszerese (Pimm & munkatársai, 1995). Vagyis most zajlik a földtörténet hatodik nagy fajkihalási hulláma. A fajkihalási ráta értéke leginkább amiatt bizonytalan, hogy nincs elegendő információnk a ma élő fajok számára vonatkozóan. Napjainkig a dokumentált, leírt fajok száma 1,5-1,6 millió, de ez feltehetően a valós érték töredéke (Ehrlich & Wilson, 1991). Szerényebb becslések a Földön élő fajok számát 3 millióra teszik, merészebbek szerint akár 30 millió vagy még több is lehet (May, 1990).
*
Az évmilliók során a fajkihalási ráta olykor szélsőségesen magas értékeket is felvett, a földi élet
azonban mindvégig fenn tudott maradni.
11
A Föld történetében mindig is voltak környezeti változások, de ezek közül csak a drasztikusakra reagált a bioszféra tömeges kihalással. A kihalások ütemének mai növekedését az emberi tevékenység hatásának tulajdoníthatjuk, minthogy mi magunk okozzuk
a
drasztikus
környezeti
változásokat.
Fosszilis
bizonyítékok
alapján
megállapítható, hogy az ember megjelenésével és terjeszkedésével, addig érintetlen területek "elfoglalásával" párhuzamosan hirtelen rengeteg faj kihalt, jóval meghaladva a természetes kihalási rátát (Diamond, 1989). A modernkori, bizonyítottan emberi hatásra bekövetkező fajkihalások alapvető okai a következők (Diamond, 1989 és Chapin & munkatársai, 2000): • Élőhely részleges vagy totális pusztítása, rombolása; • Túlvadászat, túlhalászat, túlgyűjtés; • Fajok behurcolása és inváziójuk; • Klímaváltozás; • Szennyezések (vizek elszennyezése, talajszennyezés, légszennyezés); • Másodlagos kihalás. (A másodlagos kihalás oka mindig egy előző, elsődleges kihalás. A másodlagos kihalás az elsődleges kihalási eseményt gyorsan követi, és egyértelműen annak hatására vezethető vissza.) Bizonyos fokú kihalás az evolúció normális velejárója, mely során bebizonyosodott, hogy alacsony fajszámmal is képes az élővilág fenntartani magát (Ehrlich & Mooney, 1983). A kérdés azonban az, vajon az emberi civilizáció létéhez milyen mértékű biodiverzitás szükséges? A fajgazdagság fontos szerepet játszhat az élőlényközösségek fennmaradásában, főképpen gyorsan változó környezetben. Az ember pont ilyen, evolúciós időskálán rendkívül gyors változásokat okoz a környezeti tényezőkben.
12
2
AZ ÉLŐVILÁGTÓL KAPOTT ADOMÁNYOK
A bioszféra és alkotó fajai számtalan közvetlen és közvetett adományt nyújtanak az emberiség számára. Ebben a fejezetben mutatom be azokat az élő természettől kapott adományokat, amelyek lehetővé teszik, kiteljesítik és színesítik az emberi életet. Az élővilág közvetlen adományai a materiális javak, a közvetettek pedig a szolgáltatások.
2.1 AZ ÉLŐ TERMÉSZET ADOMÁNYAINAK DEFINÍCIÓI 2.1.1
Materiális javak
Materiális javakhoz az élőlények biomasszájának közvetlen hasznosításával jutunk. A materiális javak maguk az élőlények, bizonyos részeik, illetve szervezetük bizonyos anyagai. 2.1.2
Szolgáltatások
A közvetlen, kézzel fogható materiális javakon kívül számtalan közvetett adományt, rendszerint nehezebben felismerhető, komplexebb ún. szolgáltatást is nyújt az élő természet. A „természet szolgáltatásai” (nature’s services) elnevezést először Westman (1977) használta, majd a fogalom csiszolódásával Ehrlich & Ehrlich (1981) bevezették az „élőlényközösségek szolgáltatásai” (ecosystem services) kifejezést. Myers (1996) szerint a szolgáltatások az élőlényközösségek azon funkcionális tulajdonságai, melyek bizonyíthatóan hasznosak az emberiségnek. Ezek magukba foglalják a biodiverzitás közvetett értékeit is. Myers definíciója nem eléggé specifikus. Nem ad képet arról, hogy mik is a szolgáltatások valójában. Daily (1997b) szerint …az élőlényközösségek szolgáltatásai olyan folyamatok és állapotok, melyeket maguk a közösségek vagy bizonyos fajaik hoznak létre. Ezek közül egyesek nélkülözhetetlenek az emberi élethez, mások gazdagítják azt. Továbbá biztosítják a biológiai sokféleséget és a közösségek, illetve tagjai által termelt anyagok (élelem, faanyag, ipari alapanyagok, gyógyszeralapanyagok) folyamatos elérhetőségét. Az élőlények szolgáltatásai lényegében létfenntartó
13
funkciók, mint a tisztítás, anyag-visszaforgatás. Ezen felül sok, kevésbé megfogható esztétikai és kulturális értéket is magukba foglalnak.
A szolgáltatások fogalmát szükségszerűnek gondolom az eddigieknél szélesebb értelemben használni. Myers (1996) és Daily (1997b) definíciói igazak ugyan a szolgáltatásokra, de mindkettő kiegészítésre szorul. Szolgáltatásoknak nevezzük az élőlények és közösségeik által létrehozott mindazon állapotokat és folyamatokat, melyek nélkülözhetetlenek az emberi élethez, gazdagítják azt, és értéket jelentenek az emberi társadalmaknak. (Az élőlények biomasszájának közvetlen felhasználása nem esik ebbe a kategóriába.) Ezen állapotok és folyamatok lehetnek emberi beavatkozástól mentesek, de ember által irányítottak is; ha hasznosak az emberiségnek, akkor szolgáltatásoknak nevezzük őket. Ezek sokszor egybeesnek az élőlények anyagcsere-funkcióival, mint például a talaj lebontóinak tevékenysége. Leggyakrabban nem individuális fajok tevékenységéről van szó, hanem egész közösségek, vagy populációk közötti kapcsolatok által létrejövő szolgáltatásokról (pl. a talaj létrehozása). Vannak szolgáltatások, melyek erősen függenek az élőlényközösségek diverzitásától. Ilyen szolgáltatás például a biológiai növényvédelem, hiszen szinte minden egyes kártevő ellen a rá specializálódott kontroll ágens bevetése ajánlott. Vannak ugyanakkor olyan szolgáltatások is, melyekre az jellemző, hogy az élőlényközösségek a fajok számától függetlenül képesek azok kivitelezésére. Példa erre a fotoszintézis, melynek mértékét kevéssé befolyásolja, hogy hány fajból álló növénytársulásról van szó. Itt főként a fotoszintézisre képes biomassza mennyisége a meghatározó. Egy nyárfa-ültetvény éppen olyan jól teljesítheti oxigén-kibocsátó szerepét, mint egy természetközeli erdő. A szolgáltatások diverzitásfüggés szempontjából egy kontinuum mentén helyezhetők el, a függés erőssége széles skálán mozoghat. Hasonlóképpen a szolgáltatások fajfüggése is eltérő mértékű lehet (Lerdau & Slobodkin, 2002). Bizonyos szolgáltatások minősége erős pozitív korrelációt mutat a szolgáltató élőlénycsoport összetételével, pontosabban meghatározott (a szolgáltatás kivitelezésére alkalmas) fajok jelenlétével. Ilyenek többek között a nitrogénfixálás, a növényi VOC- (volatile organic compounds, illékony szerves vegyületek) termelés, a beporzás vagy a növényi kártevők kontrollja. A nitrogénfixálás esetében például csak a nitrogénkötő mikroorganizmusok hivatottak a szolgáltatás biztosítására. Nélkülük – bármilyen diverz is az élőlényközösség – nem jöhet létre nitrogénfixálás.
14
Az élővilág egyes szolgáltatásai sokszor elválaszthatatlanok egymástól, vagy egymásra épülnek. Ebből kifolyólag szeparálásuk olykor természetellenes, ugyanakkor a szolgáltatások és a szolgáltató fajok megismerése szempontjából szükséges.
2.2 A CSOPORTOSÍTÁS SZEMPONTJAI 2.2.1
Az eddigi csoportosítások és kritikájuk
A legrégebbi, a természet adományaival foglalkozó, modern szemléletű tudományos cikk (Westman, 1977) már különbséget tesz a materiális javak és a természet szolgáltatásai között, ahogy ezt az összes későbbi csoportosításban is megfigyelhetjük. Westman a materiális javakat két fő szempontból tartja hasznosnak: az egyik a piacképes áruk (pl. hal, fa) közvetlen hasznosítása, a másik a társadalom számára értékes fajok (termesztett növények, tenyésztett állatok, faanyag) genetikai erőforrásainak megőrzése. A természet szolgáltatásait nem rendszerben prezentálja, de nem is ez a cikk célja. Myersnél (1996) a főbb szolgáltatások (pl. klímaszabályozás, talajvédelem, beporzás, indikáció) inkább csak egymás mögé kerültek, átgondolt sorrendnek nincs nyoma. Kunin & Lawton (1996) az élővilág értékeiről szóló tanulmányukban az élő természet adományait egy meglehetősen haszonelvű megközelítés szerint csoportosítják. Az egyik kategóriában a fajok, mint piacképes áruk szerepelnek. Ilyenek az élelemként, a gyógyászati- és ipari alapanyagként használt élőlények. A szerzők ide sorolják a hobbiszintű halászat és vadászat során elejtett fajokat is. A másik kategóriába a nem-piaci termékek és szolgáltatások tartoznak, mint a talajképzés, levegőtisztítás, de ezeket csak példaként említik. Ebben a kategóriában kiemelik viszont az esztétikai értékeket és a fajok ún. belső értékét is. A Daily által szerkesztett könyv (Daily, 1997a) a szolgáltatásokról szól, a materiális javak említése nélkül. A könyv a szolgáltatásokat a következő felosztásban tárgyalja: • Az éghajlat és az élet. (Ez a fejezet kizárólag a biogeokémiai ciklusokról szó, holott az éghajlat szabályozásával kapcsolatban még számos mechanizmusban – mint a csapadékképződés, hőmérséklet-szabályozás vagy a páratartalom alakulása – fontos szerepet játszanak az élőlények.)
15
•
A talaj által nyújtott szolgáltatások. (Szó esik a talajképzésről, a talaj vízciklusban játszott szerepéről, a tápanyagmegtartó és lebontó funkciójáról, valamint a talaj termékenységéről.)
•
A beporzók szolgáltatása.
•
A biológiai növényvédelem és az agrártársadalmak.
A Daily által szerkesztett könyvvel kapcsolatos fő kritikám az, hogy nem körvonalazza világosan az élő természet által nyújtott szolgáltatásokat, hanem azokat a természet egészébe ágyazva jeleníti meg. Így például szól a talaj, mint biogeokémiai egész által nyújtott szolgáltatásról, vagy az egyes biomok által nyújtott globális szolgáltatásokról. Ez jogos abban az értelemben, hogy a természet egészként „szolgáltat” és a valóságban nem izolálhatóak az élő természet jelenségei az élettelen faktorok hozzájárulásától. Ugyanakkor ha az élővilág szolgáltatásairól beszélünk, szükségét érzem ezeket elválasztani az abiotikus faktorok hozzájárulásától. A feladat nem lehetetlen, hiszen az élőlények tevékenysége – bár az élettelen természetbe ágyazva – jól körvonalazható és értékelhető. További gond, hogy a könyvben valójában jól átgondolt csoportosítás nem található. Az egyes szolgáltatások felsorolásánál keverednek a természetes körülmények között zajló szolgáltatások és az ember által irányítottak. Ilyen például a beporzás, mely esetben az ember által fenntartott méhpopulációk szolgáltatásai kerülnek említésre. Ugyanakkor nem találhatók meg olyan hasonló szolgáltatások, melyeket az ember által alkalmazott élőlények irányítottan visznek véghez (pl. szennyvíztisztítás). A könyv továbbá egyáltalán nem említ olyan fontos szolgáltatásokat, mint az energiabefogás, az atmoszféra összetételének kialakítása vagy a természetes tisztítási folyamatok. De Groot & munkatársai (2002) négy fő funkciót neveznek meg, melyekből a materiális javakat és a szolgáltatásokat származtatják, ezek: 1. Szabályozó funkciók, 2. Élőhelyfunkciók, 3. Termelési funkciók, 4. Információ-funkciók. A szabályozó funkciókból erednek azok a szolgáltatások, amelyek fenntartják a nélkülözhetetlen ökológiai folyamatokat, mint amilyen az éghajlat-szabályozás, a talajképzés vagy a beporzás. Az élőhelyfunkciók szolgáltatásai az élőhelyek, illetve szaporodási helyek biztosítása. A termelési funkciók lényegében a közvetlen materiális javakat adják; élelmet, energiát, alapanyagokat és genetikai állományt. Az információ-
16
funkciók esztétikai élvezetet, rekreációs hasznot, kulturális és spirituális értéket jelentenek, illetve hozzájárulnak a tudomány és az oktatás munkájához. Ebből a felosztásból is hiányolom a természetes és ember által irányított szolgáltatások elkülönítését. Az utóbbi kategóriába tartozó szolgáltatások közül a szerzők nem említenek egyebet, csupán a beporzást és a kártevők kontrollját. Továbbá az élőhelyfunkcióból eredő szolgáltatásoknak csak sokszoros áttéttel, közvetett módon van értékük az emberi társadalmakban, emiatt nem tartom jogosnak említésüket a főbb szolgáltatások között. (A szerzők célja ugyanis olyan rendszerezési alap létrehozása volt, melybe a legfőbb adományok besorolhatóak.) Az ilyen, többszörösen közvetett szolgáltatások említése olyan kérdésekhez vezet, mint például „Szolgáltatás-e az, hogy növények léteznek a növényevők eltartására?” Mivel a materiális javak, illetve a szolgáltatások mindenképpen csak ember általi hasznosságuk tükrében értelmezhető fogalmak, véleményem szerint ragaszkodnunk kell ahhoz, hogy az említett kategóriákba csak olyan folyamatok és állapotok tartozzanak, melyek az ember számára egyértelműen hasznosak. Az élőhelyfunkcióból származó „szolgáltatások” pusztán alapot adnak a valódi szolgáltatások biztosításához. A felsorolt tanulmányok közül egyetlenegy rendszerez (de Groot & munkatársai, 2002), a többi a szolgáltatásokat átgondolt rendszer vagy sorrend nélkül írja le. Az összes említett tanulmányból hiányolom az általam „technológiai felhasználások”-ként és „nemfiziológiai szükségletek”-ként említett szolgáltatások tárgyalását. Utóbbiról éppen csak érintőlegesen tesznek említést (Kunin & Lawton, 1996; Daily, 1997a; de Groot & munkatársai, 2002), előbbiről pedig – legalábbis külön kategória szintjén – egyik írás sem szól. Ezt nagy hiányosságnak tartom, hiszen e szolgáltatások átszövik mindennapjainkat.
2.2.2
Javaslat egy újfajta csoportosításra
Az előző alfejezetben felsorolt irodalmak az élővilág adományait materiális javakra és szolgáltatásokra bontva tárgyalják. Ez a felosztás az adományok közvetlen és közvetett mivoltából magától értetődően adódik, így átvettem azt saját csoportosításom megalkotásakor (1. táblázat). A szolgáltatások további csoportosításának alapját az emberi szükségletek és felhasználások minőségi különbségei adják. A szolgáltatások három csoportja: az „ember fiziológiai szükségleteit kielégítő szolgáltatások”, a „nem fiziológiai szükségleteket kielégítő szolgáltatások” és a „technológiai felhasználások”.
17
Az ember fiziológiai szükségleteit kielégítő szolgáltatások mindazon, élőlények által produkált állapotok és folyamatok, melyek az ember biológiai lényét tartják életben. A nem-fiziológiai szükségletek az ember lelki, esztétikai igényeit elégítik ki, valamint hozzájárulnak az emberi kultúrák fennmaradásához. A „technológiai felhasználások” elnevezésű csoport tartalmazza mindazokat a folyamatokat, melyekben az ember irányítottan alkalmazza az élőlények tevékenységét. Az élővilág adományainak itt összegyűjtött listája – bár szinte minden eddigi irodalomhoz képest részletesebb – természetesen nem teljes. Célom azonban nem is a teljesség, hanem az élőlényközösségek legfontosabb szolgáltatásainak ismertetése és ezek értékeinek kiemelése.
18
1. táblázat Az élő természettől kapott adományok Az élő természettől kapott adományok
• élelem és élelmiszeriparialapanyagok • gyógyhatású anyagok és gyógyszer-alapanyagok • textilipari alapanyagok • biomassza-energia • egyéb közvetlen anyagszolgáltatások és ipari alapanyagok
Szolgáltatások Fiziológiai szükségletek • atmoszféra − az atmoszféra összetételének kialakítása, oxidáló légkör kialakítása és fenntartása − UV-védelem létrehozása − a légkör tisztítása − relatív éghajlati stabilitás fenntartása • hidroszféra (természetes vizek)
− tisztítás • pedoszféra (talaj) − a talaj létrehozása és fenntartása − talajvédelem (víz- és tápanyagmegtartás) − a vízelfolyás csökkentése, áradások és szárazság enyhítése − lebontás (mineralizáció, reciklizáció, detoxikáció) • energia-befogás • nitrogénfixálás • a növény biomassza növelése és „egészségének” fenntartása • beporzás • növényi kártevők kontrollja
Nem fiziológiai szükségletek • az élővilág, mint lelki és esztétikai örömforrás
Technológiai felhasználások
• az élővilág szerepe az emberi kultúrák fennmaradásában
• élelmiszeripar − szeszipar − sütőipar − tejipar
• indikáció
• textilipar
• bionika
• agrárkultúrák beporzása fenntartott beporzó ágensekkel • biológiai növényvédelem − állati kártevők ellen − növényi kórokozók ellen − gyomnövények ellen • technológiai tisztítás − biológiai szennyvíztisztítás − a talaj bioremediációja • hulladékkezelési eljárások − komposztálás − biogáz-termelés depóniában
19
Materiális javak
2.3 MATERIÁLIS JAVAK
Materiális javakhoz az élőlények biomasszájának közvetlen hasznosításával jutunk. A materiális javak maguk az élőlények, bizonyos részeik, illetve szervezetük bizonyos anyagai. A materiális javak ismertetésén kívül e fejezet arról is szól, hogy az élővilág sokféleségéből fakadó materiális javakat miért kellene és hogyan lehetne jobban kihasználnunk. Materiális javak: 1. élelem és élelmiszeripari-alapanyagok 2. gyógyhatású anyagok és gyógyszer-alapanyagok 3. textilipari alapanyagok 4. biomassza-energia 5. egyéb közvetlen anyagszolgáltatások és ipari alapanyagok
2.3.1
Élelem és élelmiszeripari-alapanyagok
Talán ez a legtriviálisabb juttatás, ami eszünkbe jut a természet kapcsán. A természeti népek élelemhez jutását a helyi fajgazdagság biztosítja. A mezőgazdaságot folytató népek – az emberiség jóval nagyobb része – a dokumentáltan ehető 20 ezer növényfaj töredékét vonták kiterjedt termesztés alá (Kunin & Lawton, 1996). A történelem során körülbelül 3000 faj termesztésével foglalkoztak a Föld különböző pontjain (Vietmeyer, 1986), ebből csupán 20 faj az, amelyet jelenleg tömegesen fogyasztunk. Új fajok termesztésbe vonásával nőhet a termésátlag, kitolódhatnak a toleranciahatárok (bizonyos növények az eddig termesztésre nem alkalmas területeken is képesek lennének megélni), valamint növekedhet a rezisztencia bizonyos ágensekre nézve. Termesztett növényeink fajszámát növelve, illetve kevert kultúrák alkalmazása révén stabilabb élőlényközösségek jönnének létre, és – kísérletek szerint (Ewel & munkatársai, 1991) – bizonyos esetekben növekedhetne a produktivitás a monokultúrákhoz viszonyítva. Márpedig ha egy föld jobban terem, nem kell újakat termelésbe vonni a növekvő emberi népesség eltartása érdekében. Földünkön a potenciálisan még megművelhető terület egyre csökken. Fontos lehet tehát bármely faj, amely számunkra ehető, és még olyan szélsőséges, eddig nem hasznosított területeken is megél, mint például egyes arid vidékek (Kunin & Lawton, 1996).
20
Az intenzív mezőgazdaság következtében az agrártársulások faj- és genetikai diverzitása jelentősen csökkent. Ez maga után vonta az ellenállóképesség gyengülését (Vida, 2001). Az iparosított mezőgazdaság monokulturái veszélyes mértékben ki vannak téve növénykárosító rovaroknak és más zavarásoknak, labilis közösséget jelentenek. A genetikai manipuláció kiváltó alternatívája lehetne ezen a téren új, rezisztens fajok kiterjedt termesztésbe vonása. Új fajok bevonása mellett lényeges lehet a termesztett faj és rokonsági köre bizonyos tagjainak keresztezése is. A
rendszeres
genetikai
frissítés
a
tulajdonságok
megtartásában,
kialakításában
nélkülözhetetlen, ehhez pedig főleg a vadon élő rokonsági kör genetikai anyagára van szükség. Az ellentmondás ott feszül, hogy a vad rokonsági kör fajait a napi gyakorlat általában gyomoknak tekinti és ennek megfelelően is kezelik őket. (Márkus, 1995)
Az állattartásból származik az emberi fehérjeszükséglet jelentős hányada. Mindezt döntő részben csupán 9 faj biztosítja (szarvasmarha, sertés, juh, kecske, bivaly, házityúk, házikacsa, házilúd, pulyka). Az állattenyésztés színesebbé tételének első lépése a vadon élő fajok életben maradása, illetve tartása (Ehrlich & Ehrlich, 1981).
2.3.2
Gyógyhatású anyagok és gyógyszer-alapanyagok
Az emberiség ősidők óta használja a természetben található anyagokat gyógyításra. Mind a keleti, mind a nyugati orvostudomány rengeteg természetes eredetű anyagot alkalmaz.
Növényekből,
állatokból
és
mikroorganizmusokból
egyaránt
sokféle
gyógyhatású anyag, illetve gyógyszer-alapanyag nyerhető. Számos faj vet be kémiai fegyvert ellenségei kijátszására, illetve termel olyan anyagokat, amelyekkel megvédheti magát. Ilyenek például a kártevők ellen hatékonyan berendezkedett növények, számos tengeri gerinctelen faj, gombák, mikroorganizmusok, hüllők és kétéltűek. Ezek általában biológiailag aktív vegyületeket termelnek, melyek a célszervezet anyagcseréjébe szólnak bele. Egy példát kiemelve a sok közül: a Rouvolfia serpentina nevű cserjéből nyerhető a reserpine, mely nyugtató és egyben antiskizofrén anyag is. (Kunin & Lawton, 1996). A gyógyászat, illetve a gyógyszeripar fontos célja, hogy minél több gyógyhatású természetes vegyületet találjon meg, fedezzen fel. A következő lépés ezek szintetizálása lehet, megelőzvén ezzel a fajok túlhasználatát. Tehát nem kellene a kipusztulásba 21
hajszolva begyűjteni az egyedeket. Biológiailag aktív vegyületek nyerésére alkalmas fajok nagyobb eséllyel találhatók a trópusokon, ahol a diverzitás is nagyobb, mint a mérsékelt övben, továbbá a számos ízeltlábúfaj elleni védekezésként a növények sok alkaloidot, toxint termelnek. Az anyagok talajbeli gyors turnover-éből kiindulva a trópusi talajban rengeteg az aktív mikroorganizmus, melyek sok biológiailag aktív anyagot, illetve antibiotikumot termelnek (Kunin & Lawton, 1996).
2.3.3
Textilipari alapanyagok
Vannak olyan textíliák, melyeket élőlényekből, illetve bizonyos részeikből állítanak elő. A leggyakrabban használt növényi eredetű textíliák a pamut és a len. A pamutot az emberiség évezredek óta ismeri, a gyapot (Gossypium hirsutum) tokterméséből kialakuló magszálakból nyerik. A gyapotszálakból nyert pamutszálakat fonási eljárásokkal alakítják fonallá. Már az ókori kultúrákban is ismert textilnövény volt a len (Linum sp.). A lenrostokat a növény szárából nyerik. Kevésbé elterjedt a kókuszdió, a kender és a juta használata. A kókuszdió kemény rostjából készítik futószőnyegek, padlóburkolatok, kötelek és kárpitok alapanyagát. A kender szárából nyert rostot kötélgyártásban, ponyvakészítésben használják szövetként. A juta szárrostjaiból csomagolóanyag, és tapétaalapanyag készül. Az állati eredetű textíliáink közül a gyapjú-alapúak a legelterjedtebb. A gyapjú az állat (pl. birka, kecske, teve, láma) testét borító szőrzet, melyet megfelelő technikával fonallá fonnak. Jellegzetes gyapjúszövetek a filc, a muszlin vagy a posztó. A textilipar ezen fő alapanyagokon kívül még rengeteg élőlény anyagait használja. A tisztálkodáshoz használt luffa szivacs például többek között a Luffa aegyptiaca (Egyiptomban és Arábiában őshonos) és a Luffa cylindrica növényfajokból készül. A gyümölcs száraz, rostos szövetéből készül a növényszivacs, melyet mosdószivacsként használnak. Cipőtalpnak, képrámának és kosárnak is használatos.
2.3.4
Biomassza-energia
Az emberiség nagy része ősidők óta használ fát energianyerésre. Ennek jelentős részét a természetes társulások faanyaga adja, de mára az energiafa-ültetvények is világszerte elterjedtek. Jó eredményekkel kecsegtetnek továbbá az energiafű-ültetvények. Az Alföld 22
szikes tájairól származó, illetve Közép-Ázsia arid térségeiből begyűjtött növények keresztezésével hozták létre Magyarországon a Szarvasi-1 energiafüvet. A faj megterem bárhol, a legmostohább talajviszonyok és időjárási körülmények között is. Fűtőértéke egyenértékű a barnaszénével és az akácéval. Brit vizsgálatok Miscanthus fajokkal (elefántfű) – például a Miscanthus sacchariflorus – folynak. Az elefántfű magasnövésű, rizómás, évelő, C4 típusú, a cukornáddal rokon növény. Egyéves hajtásai 3 m magasra is megnőnek és 1 cm átmérőjűek. Az ültetvény legalább 20 évig termőképes marad. Az elefántfű szárazanyaghozama a második-harmadik évben elérheti a 25 tonnát hektáronként. (Sági, 1994)
2.3.5
Egyéb közvetlen anyagszolgáltatások és ipari alapanyagok
Az emberek, illetve a különböző iparágak a fentieken túl is nagyon sokszínűen használják az élő természet által nyújtott anyagokat. Rengeteg anyagot készen kapva veszünk el a természettől, melyeket ipari átalakítás nélkül használunk. Ezek – a teljesség igénye nélkül – a következők: faanyag, illatanyagok, faggyú, gyanta, gyapjú, méz, enyv, rost, bőr, selyem. Az építőipar, a bútoripar, a papíripar és még számos iparág használ fát termékei előállításához. Különböző fafajok különböző céloknak felelnek meg, egyesek például bútornak jók, mások hajóépítésre, stb. Minden faj eltér egy kicsit a másiktól olyan tulajdonságaiban, mint a sűrűség, szín, megmunkálhatóság, gombára való fogékonyság, növekedési ütem vagy élőhelyi tolerancia. (Kunin & Lawton, 1996) Parafából kinyerhető a gumi alapanyaga, más fafajokból pedig olaj préselhető. Ilyen faj például a Crambe abyssica, melyből származó erukasav-olaj magas hőmérsékleten kiváló kenőtulajdonságokkal rendelkezik, de bevonó- és műanyagok gyártására is alkalmas. Crambeolaj-alapú termék a Nylon 1313 is, amely nagyfokú nedvesség-ellenállósága révén gépjárművek alkatrészeként, valamint csövek, pumpák, kábelek gyártásában juthat szerephez (Sági, 1994). Kozmetikai alapanyagok, illatanyagok (pl. jojobaolaj, rózsaolaj, ámbra) szintén nagy számban találhatók az élő természetben. Egy bizonyos kagylófajból korrózióálló ragasztót nyernek, hőforrások baktériumaival hőstabil enzimek termeltethetők, egy puhatestű héjából nyert anyag rugalmas beton készítésére alkalmas (Kunin & Lawton, 1996). Rendkívül fontos ehelyütt a fajok sokfélesége, hiszen több fajból több, számunkra használható és fontos anyaghoz juthatunk. 23
2.4 AZ ÉLŐVILÁG SZOLGÁLTATÁSAI – FIZIOLÓGIAI SZÜKSÉGLETEKET KIELÉGÍTŐ SZOLGÁLTATÁSOK
Az ebbe a csoportba tartozó szolgáltatások létfenntartó funkciót töltenek be, az ember fiziológiai szükségleteit elégítik ki, vagyis lehetővé teszik és fenntartják az életünkhöz nélkülözhetetlen körülményeket.
2.4.1
Atmoszféra
Az atmoszféra jelenségei meghatározóak az élővilág mindenkori alakulásában, emellett az élőlények is jelentős szerepet játszanak a légkör folyamataiban. Az élőlények atmoszférát érintő szolgáltatásai: 1. az atmoszféra összetételének kialakítása, oxidáló légkör kialakítása és fenntartása 2. UV-védelem létrehozása 3. a légkör tisztítása 4. relatív éghajlati stabilitás fenntartása
2.4.1.1 Az atmoszféra összetételének kialakítása, oxidáló légkör kialakítása és fenntartása Az élőlények anyagcseréjük során gázhalmazállapotú anyagokat használnak fel, illetve bocsátanak ki hozzájárulván az atmoszféra összetételének kialakításához. Ha összehasonlítjuk a Naprendszer három szomszédos bolygóját körülfogó gázburok kémiai
összetételét,
érdekes
szabálytalanság
figyelhető
meg
(2.
táblázat).
A
gázkomponensek mennyisége ugyan nem, de az egymáshoz viszonyított arányuk a Vénusz és a Mars esetében igen hasonló. Mindkét bolygó légkörében a szén-dioxid jelenléte az uralkodó. Ugyanez azonban nem mondható el a Föld gázburkára.
24
2. táblázat Három bolygó főbb gázainak térfogatszázalékos megoszlása (Dunkel, 1996 nyomán) CO2
N2
O2
Vénusz
98%
1,9%
nyomokban
Mars
95%
2,7%
0,13%
számított
98%
1,9%
nyomokban
tényleges
0,03%
78%
21%
Föld
A táblázat a Földre egy hipotetikus, számított "légkör" összetételét is feltünteti, amit a két szomszédos bolygó csillagászati adataiból és légköri összetételéből számítottak ki. A valódi érték ettől a feltételes értéktől lényegesen eltér, hiszen a tényleges földi légkörben a széndioxid-nyomás mindössze ezredrésze a Föld csillagászati helyzete alapján elvárható értéknek, míg az oxigénnyomás 700-szor nagyobb, mint az a Föld csillagászati helyzete alapján elvárható lenne. (Dunkel, 1996)
A változás a Föld „élő bolygó” mivoltából származik, tehát az élőlények tevékenységének tudható be. Az élőlények fotoszintetizáló tevékenysége által biztosított és fenntartott magas oxigénszint tette lehetővé az oxigénes légzés kialakulását és fennmaradását. Mintegy 3 milliárd évvel ezelőtt a földi gázburok még oxigénben szegény volt. Az oxigén mennyisége a jelenlegi szint töredéke volt. Az élőlények – baktériumok, algák, majd később a magasabb rendű növények – a Föld redukáló légkörét oxidálóvá alakították aktív fotoszintézissel. Az idő előrehaladtával az oxigénszint elérte a mai 21%-ot, mely az élőlények közreműködésével évmilliók óta nagyjából állandó.
2.4.1.2 UV-védelem létrehozása A légköri oxigénszint növekedésének következtében lassan kialakult a sztratoszféra ózonrétege, mely főszerepet játszik az élőlények döntő többségére káros UV-sugarak kiszűrésében. Ennek hiányában a szárazföldi élet csupán néhány baktériumra korlátozódna.
25
2.4.1.3 A légkör tisztítása A magas oxigén-koncentráció oxidációs folyamatok révén működik közre az atmoszféra öntisztító folyamataiban. Oxidáló ágensek − mint az ózon, a hidroxil-gyök, a VOC-k − koncentrációja határozza meg az oxidáció mértékét. Az oxidált formák légkörből való távozása – száraz- és/vagy nedves kiülepedéssel – könnyebb, mint a redukáltaké. Az oxidáló ágensek egyik legfontosabb csoportja az illékony szerves vegyületeké (VOC). Fontos képviselőik az izoprén-egységekből levezethető terpének, mint a mentol vagy a limonén. A VOC-k termelődése és kibocsátása döntően befolyásolja a légkör összetételét. A növények adják a Föld kémiailag aktív VOC-kibocsátásának 80%-át, ami nélkülözhetetlen a légkör redoxpotelciáljának fenntartásában. A növényi VOC-k a troposzféra oxidatív kapacitásának, a szén-monoxid és az ózon koncentrációdinamikájának meghatározói. Az oxidatív kapacitás ebben az esetben azt jelenti, hogy milyen gyorsan távoznak el a kémiai szennyezők a légkörből. A nagyobb molekulatömegű (minimum 10 szénatomból álló) VOC-k szerves szénként szolgálnak az atmoszféra szervesnitrát-produkciójában. Ezzel a reaktív nitrogén-oxidok eltávozását segítik, hiszen ezek szerves nitrát formában a csapadékkal könnyen kimosódnak a légkörből. A növényi VOC-k milyensége és kibocsátásuk mértéke nagyon fajspecifikus. Vannak növények, melyek nagy (pl. tölgyfa, juhar), vannak melyek csak nyomnyi (pl. C4-es füvek) mennyiséget bocsátanak ki. A növénytársulások összetétel-változásai jelentős mértékben befolyásolják a VOC-k légköri koncentrációját, és ezáltal a légkör oxidáló, illetve tisztító kapacitását. (Lerdau & Slobodkin, 2002)
2.4.1.4 Relatív éghajlati stabilitás fenntartása A XIX-XX. század fordulóján, amikor …a klimatológusok kísérletet tettek arra, hogy tipizálják az egyes területek éghajlati szabályszerűségeit, a természetes növénytársulások eloszlását rajzolták fel a térképre, s az ezeken mutatkozó szabályszerűségek lettek az éghajlati osztályozások alapjai. (Dunkel, 1996)
26
Az ökológusok felismerték, hogy …a nagy növénytársulások nem mások, mint az adott területen uralkodó hőmérséklethez, nedvességhez vagy az évszakok változásához való alkalmazkodás eredményei. A nagy növénytársulásokban kialakuló állatvilág pedig egyaránt alkalmazkodás a klímához és a növényzethez. A Föld felszínén az Egyenlítőtől a sarkvidékig vagy a tengerszinttől a legmagasabb hegycsúcsokig haladva nem véletlen, hogy milyen élőlénytársulással találkozunk. Az éghajlat hatása az élővilágra tehát nyilvánvaló. De vajon az élővilág hat-e az éghajlatra? (Dunkel, 1996)
A válasz igen. A következőkben látni fogjuk, hogy miképpen befolyásolja az élővilág az éghajlatot. Néhány irodalom szerint a klíma határozza meg azt, hogy egy adott helyen milyen növényzet alakul ki, de a fordított irányú hatás nem jelentős (pl. Walter & Breckle, 1985). Valóban döntő szerepe van az éghajlatnak a vegetáció milyenségében, mára azonban világossá vált, hogy a növényzet is befolyásolja a klímát mind lokális, mind regionális, mind pedig globális léptékben (Hayden, 1998 és Shukla & Mintz, 1982). A vegetáció az anyagkörforgalmakon, továbbá a bioszféra és az atmoszféra közti energiaáramláson keresztül befolyásolja, szabályozza a klímát. A bioszféra jelentős mértékben járul hozzá egyes üvegházgázok – mint a vízgőz, széndioxid és metán – légköri jelenlétéhez, mennyiségük alakulásához. A természetes eredetű üvegházgázok (főként a vízgőz és szén-dioxid) melegítő hatásának köszönhetően lakható a Föld. Nélkülük a globális felszíni átlaghőmérséklet a mainál kb. 33 °C-kal alacsonyabb lenne. A bioszféra – elsősorban a növénytakaró – azonban nemcsak mint speciális gáztermelő és -elnyelő közeg van befolyással a földi éghajlatra, hanem mint különleges felszíni borítás is. A növényzet jelentősen befolyásolja a földfelszín három, az éghajlat kialakításában meghatározó jellemzőjét: az albedót, az érdességet és az evapotranspirációt (Hayden, 1998). • Az albedó mértéke függ a felület színétől, érdességétől és a borítottság eloszlásától. A növényzet meghatározza a felszín albedóját. A nagy kiterjedésű, összefüggő erdők sötétek, elméletileg tehát albedójuk viszonylag kicsi. Ezzel ellentétben a trópusi kiterjedt erdőségek felett összefüggő felhőzet alakul ki az intenzív párologtatás miatt, növelvén az albedót. 27
• A növényállománnyal borított felszín érdessége nagyobb, mint a kopár talajé. Ennek hatására megnő a talajközeli hőátvitel a felszínről a magasabb rétegek felé. Az érdes felszín
az
erősebb
hőátadás
miatt
kevésbé
hajlamos
a
melegedésre.
A
növényállománnyal borított felszín nagyobb érdessége hatással lehet a csapadék mennyiségére is. Az érdesebb vegetáció nagyobb feláramló légáramlásokat idéz elő. Ez végső soron segíti a csapadékképződést. (Dunkel, 1996) • Shukla & Mintz (1982) modellje alapján megállapítható, hogy a szárazföldi evapotranspiráció (3. ábra) erősen befolyásolja a csapadék mennyiségét és a hőmérsékletet. Shukla és munkatársa két szélsőséges helyzetet állítottak be, nevezetesen egy dús vegetációval borított Földet (maximális evapotranspiráció) és egy vegetációmentes Földet (párologtatás nincs). Európát, Amerikát és Ázsiát téve a kísérlet tárgyává, mindhárom helyszínen megfigyelték a csapadék mennyiségének szignifikáns csökkenését a vegetáció nélküli esetben. Az eredményekből kiindulva hőmérsékleti értékeket is számoltak a Föld különböző szélességi köreire. Az északi szélesség 20°-ánál például a felszíni hőmérséklet 15-20°C-al nőtt a vegetáció nélküli szimulációban. A jelenség magyarázata két okban rejlik: nem lép fel a párologtatás (energiaigényes folyamat) okozta hűtés; a Nap melegítő hatása jobban érvényesül a földfelszínen, hiszen kevesebb felhő képződik.
3. ábra: Ködképződés a völgyben
28
Két további modellben egy erdő borította és egy vegetációmentes területet hasonlítottak össze. A kiterjedt erdőségek klímára gyakorolt hatása a Föld nem minden pontján egyforma, külön kell értékelnünk a trópusi és a boreális erdők esetét. Az egyik modell szerint (Shukla & munkatársai, 1990; l. még Salati & Nobre, 1991) az amazóniai erdők a talajfelszín és a felszínközeli levegő hőmérséklet-csökkenését és a csapadék mennyiségének növekedését okozzák. A hidegövi erdők klímára gyakorolt hatása is jelentős. Első közelítésben is nyilvánvaló, hogy ha nem volnának erdők északon, hanem hó, illetve szórványos vegetáció borítaná a felszínt, az albedó mértéke jóval nagyobb lenne. A boreális erdők csökkentik az albedót és így növelik a hőmérsékletet télen és nyáron is. Jól illusztrálja ezt a Bonan & munkatársai (1992) által végzett szimuláció. Modelljükben az albedó és a hőmérséklet változását követték erdők jelenlétében, illetve vegetációmentes esetben. A felszíni hőmérséklet a legnagyobb eltérést áprilisban mutatta, amikor az erdők jelenléte 12°C-kal magasabb hőmérsékletet eredményezett.
Biológiai
eredetű
kondenzációs-
és
jégmagvak
segítenek
a
felhő-
és
csapadékképződésben. • A kondenzációs magvak finom, vízoldható aeroszol-részecskék, melyek mérete 1 mikrométer alatt van. A részecskék lehetnek szervetlen és szerves eredetűek is (Mészáros, 1999). A kondenzációs magvak azon aeroszol-részecskék, melyek megfelelő méretűek és összetételűek ahhoz, hogy a víz lecsapódjon rájuk. Gyorsan növekszenek, vízzel telítődnek és felhőcseppecskékké válnak (Frank & munkatársai, 2003). A kondenzációs magvak forrásai főképp a talaj, az óceán, a növényzet égése és a fosszilis tüzelőanyagok égetése. Az élőlények számos kondenzációs magként viselkedő, illetve a légkörben kondenzációs maggá alakuló anyagot juttatnak a légkörbe. Ilyen például a bizonyos tengeri algák és baktériumok által kibocsátott dimetil-szulfid (DMS). A dimetil-szulfid a légkörbe jutva szulfáttá oxidálódik, és e szulfátrészecskék
funkcionálnak
felhőkondenzációs
magvakként.
Minél
több
kénvegyületet termelnek az algák, annál több lesz a felhő. Több felhőről a napsugárzás nagyobb hányada verődik vissza, így csökken a felszínközeli hőmérséklet (Charlson & munkatársai, 1987). Az óceáni fitoplankton DMS-termelése befolyásolhatja továbbá lokálisan a szél irányát és intenzitását is (Roberts & munkatársai, 2001).
29
• Az atmoszférikus jégmag az a részecske, amely elindítja a víz-jég átalakulást 0 és −40°C között. A jégmagvak különböző összetételűek lehetnek, egyetlen közös vonásuk, hogy képesek a fázisátalakításra (Schaefer, 1970).
Az atmoszférikus
6
aeroszolban ezek aránya 1:10 . Kísérletek bizonyítják, hogy bomló növényi anyagok származékai között sok aktív jégképzőt találunk. Továbbá – a kísérletek bizonysága szerint – a talajok jobb jégképzők, mint a szervesanyag-tartalommal nem rendelkező agyag vagy homok. Elemzésekből kiderült, hogy a jégmagvak aktív, főként aerob bakteriális lebontás melléktermékei. Mivel a talaj szervesanyag-tartalma főképp a bomló növényi anyagból ered, így közvetetten a biomassza mennyisége növeli a jégképző aktivitást. (Schnell & Vali, 1972)
2.4.2
Hidroszféra
2.4.2.1 Víztisztítás A Föld minden felszíni és felszín alatti vizében öntisztulási folyamat (pl. szerves anyagok oxidálása, fémek átalakítása, vízoldékonnyá tétele) zajlik elsősorban prokarióták és algák tevékenysége folytán. A vizek öntisztulása fontos adomány az emberiségnek, hiszen ezáltal juthatunk tiszta vízhez az édesvíz-forrásokból. A Föld természetes víztározóit (óceánok, tavak, folyók stb.) az emberi társadalmak hulladékanyagaik raktáraként is használják. Bizonyos élőlények, mint a kagylók vagy a szűrőkészülékkel táplálkozó élőlények (pl. szivacsok, csalánozók, zsákállatok) fizikailag szűrik át a vizet, így eltávolítják a lebegő anyagokat és tisztítják a vizet. Vizek lebontó élőlényközösségei a bekerülő anyagoktól mentesítik azt; lebontják (a mérgező anyagok esetében ez detoxikálást jelenthet), illetve a többi élőlény számára nem felvehető formába alakítják őket (pl. komplexképzéssel). Az ipari forrásból származó anyagok fontos csoportja a nehézfémeké (például higany, ólom, ón, cink, arzén). Bár ezeket a mikroorganizmusok nem képesek ártalmatlanítani, de a növények számára felvehetetlen állapotba tudják hozni és képesek is így tartani. (Peterson & Lubchenco, 1997) A szárazföldről és az atmoszférából emberi tevékenység hatására rengeteg szerves és szervetlen anyag érkezik a vizekbe (pl. nitrogén- és foszforvegyületek), melyet a víz mikrobiális közösségei bontanak le. E közösségek tevékenysége, szolgáltatása nélkül az egyre fokozódó szervesanyag-tartalom miatt felgyorsulhat az eutrofizációs folyamat. A jelenség oxigénhiánnyal jár, továbbá az anaerob mikroorganizmusok gyors elterjedésével, 30
ami toxikus anyagok, mint például a dihidrogén-szulfid megjelenését eredményezi, így lokális fajkihalást okozhat.
2.4.3
Pedoszféra
A talaj nélkülözhetetlen táplálékunk megtermeléséhez, de számos más funkciója is van. Ahogy a következőkben látni fogjuk, az élőlények tevékenysége nélkül alig lenne talaj bolygónkon. Szolgáltatások: 1. A talaj létrehozása és fenntartása 2. Talajvédelem 3. A vízelfolyás csökkentése, áradások és szárazság enyhítése 4. Lebontás – mineralizáció, reciklizáció, detoxikáció
2.4.3.1 A talaj létrehozása és fenntartása A talajban minden szárazföldi élőlény, így az ember számára is nélkülözhetetlen anyagok találhatók. A talaj komplex, háromfázisú, fizikai-kémiai-biológiai képződmény. Keletkezése lassú folyamat, amiben az élőlények nélkülözhetetlen szerepet játszanak. Sokszorosára (tízszeresére-ezerszeresére) gyorsítják a kőzetek mállását, s ezáltal a talajképződés rátáját (Schwartzman & Volk, 1989). A kőzetmállás élőlények általi felgyorsításának főbb mechanizmusai (Lenton, 1998). 1. A növényi gyökérlégzésből és a talaj mikoorganizmusainak szervesanyaglebontásából származó szén-dioxid jelentősen (tíz-százszorosára) növeli a talaj széndioxidkoncentrációját. A szén-dioxid (pontosabban a belőle keletkező szénsav) elősegíti a mállás folyamatát. 2. Különböző baktériumok és gombák speciális, duzzadásra képes poliszacharidokat termelnek, melyek gyorsítják a kőzetek fizikai aprózódását. Nagyobb felület alakul ki, amelyen intenzívebb kémiai mállás lehetséges. A fizikai aprózódáshoz a növényi gyökerek is hozzájárulnak a kőzetek repesztésével. 3. Az élőlények aktív folyamatokkal is gyorsítják a kőzetek mállását. Zuzmók (4. ábra) és baktériumok különböző szerves és szervetlen savakat termelnek, melyek
mállasztják a kőzeteket.
31
4. A mállás oldható végtermékeit a mikroorganizmusok és a növények felveszik, fokozván a mállási reakciók ütemét (a Le Chatelier-elv értelmében). A mállás folyamán növényi és állati eredetű szerves anyagok kerülnek az alakuló talajba, formálván annak fizikai és biológiai szerkezetét (Daily & munkatársai, 1997).
4. ábra Zuzmók szerepe a talajképzésben
A talaj rendkívül értékes része a humusz. Ez a talajbeli szerves anyagoknak egy viszonylag stabil frakciója, mely állati, növényi és mikrobiális maradványokból áll. A talaj fizikai tulajdonságaiért leginkább agyag- és humusztartalma felelős. A humusz tápanyagés vízvisszatartó kapacitása nagyobb az agyagénál. A mezőgazdaságban ezért fontos, hogy a termőtalajok humuszban gazdagok legyenek. A biológiai mállás folyamatában és a humuszképzésben rengeteg élőlény vesz részt. Mikroorganizmusok ezrei járulnak hozzá a folyamathoz anyagcseréjük során, de – többek között – férgek és ízeltlábúak is szép számmal munkálkodnak a talajban (Daily & munkatársai, 1997).
2.4.3.2 Talajvédelem A talaj növényborítása segíti a talaj tápanyagainak megtartását. Elsősorban az erdők játszanak fontos szerepet a lavinák, földcsuszamlások, kőomlások és az erózió mértékének csökkentésében (Somogyi, 2001). Egy, a nedves trópusokon végzett, szabadföldi kísérlet szerint a fajgazdag vegetációval borított talaj sokkal termékenyebb maradt, mint a vegetációmentes. Az ötéves megfigyelés alatt a vegetáció nélküli talaj szervesanyag32
tartalma drámaian csökkent a növényzettel borítottéhoz képest (Ewel & munkatársai, 1991). A talajbeli tápanyagok mennyisége a rajta élő növények diverzitásától is függ. A szóban forgó kísérletből világossá vált, hogy az adott területen élő növényfajok diverzitása csak bizonyos mértékben befolyásolja a talajbeli tápanyag mennyiségét. A kísérletben a 100 fajból álló és a 125 fajból álló közösség is képes volt a talaj minőségi jellemzőinek megtartására. Monokultúrák esetében viszont a talaj tápanyagtartalma csökkent, kukorica esetében szignifikánsan, faültetvény esetében csekély mértékben. A kísérletekből mindössze annyi tanulság vonható le, hogy a diverzitás befolyásolta a talaj tápanyagtartalmát és a diverzitás növekedése körülbelül 100 faj eléréséig pozitívan korrelált a talaj tápanyagtartalmával, e fajszám felett azonban a növekvő sokféleség indifferens volt a talaj tápanyagtartalma szempontjából. A talajbeli lebontók aktivitása szignifikánsan csökkent a vegetáció nélküli talajban valószínűleg azért, mert nem volt friss szervesanyag-utánpótlás. Továbbá a növényzet hiánya miatt a víz és szél jelentős kárt okozott a talajban, nőtt az erózió mértéke.
2.4.3.3 A vízelfolyás csökkentése, áradások és szárazság enyhítése A növényzet a talaj vízmegtartásában is jelentős szerepet játszik. A talajban gyökerező növények amolyan pufferszerepet töltenek be a talaj vízháztartásában, csökkentvén mind a szárazság, mind az áradások kialakulásának lehetőségét. A növényborítással rendelkező területek vízmérlege sokkal kiegyensúlyozottabb, mint a vegetáció nélkülieké. A talajt érő csapadék nagy része beszívódik a talajba, majd bejut a növényi gyökerekbe, melyek a felszívott vizet lassan elpárologtatják. A növények gyökerei és a humuszos talaj kapillárisai rengeteg vizet képesek tárolni. A növényzet ezzel nem csupán saját vízellátását biztosítja, de csökkenti a felszíni elfolyás és az erózió mértékét, továbbá az esetleges többletvíz elfolyási sebességét is (Bormann & munkatársai, 1997). A talaj vízmegtartó kapacitása a növényi biomassza mennyiségén kívül a felszíni növényzet diverzitásával is pozitívan korrelál.
2.4.3.4 Lebontás – mineralizáció, reciklizáció, detoxikáció Az összes szárazföldi élőlény hulladékanyagait és magukat az elpusztult élőlényeket is a talajban élő lebontók távolítják el. A dekomponálók e munkája nélkül a Föld felszínét vastag szervesanyag-szőnyeg borítaná. 33
A talajban élő mikroorganizmusok diverzitása nem csupán rendszertani értelemben, de anyagcseréjükben is megmutatkozik. A mikrobák által történő mineralizáció legfőbb terméke a szén-dioxid, amely a növényi elsődleges produkció egyetlen szénforrása (Meyer, 1993). Több ezer talajbeli lebontó fajt írtak már le, köztük sok rákot, atkát, termeszt, ezerlábút, férget, baktériumot, gombát, algát, protozoát. Közülük a baktériumok a legnépesebbek. A lebontás során a lebontó fajok egyrészt nagy mennyiségű szervesanyagtól szabadítják meg a közösséget, másrészt felvehető tápanyagokat szolgáltatnak a növényeknek. A tápanyagok növények számára újra felvehetővé tételét (a reciklizációt) kizárólag a talajbeli mikroorganizmusok képesek biztosítani. A talajban „dolgozó” mikrobák tevékenysége egymásra épülő, meghatározott struktúrájú és összetett. A talajmikrobák lebontási folyamataik során sokszor képesek a talajba került mérgező anyagok detoxikálására is. A mechanizmusok nagyon hasonlóak a vízben lejátszódókhoz.
2.4.4
Energia befogás
Míg az anyagáramlás ciklikus, az energia áramlása egyirányú a Földön. A földi élet fő energiaforrása a nap energiája (5. ábra). Ezt egyedül a fotoszintetizáló élőlények képesek hasznosítani, illetve továbbadni a táplálékláncban. A fotoszintézis esetében a szolgáltatás minősége kevéssé függ a fajok sokféleségétől, sokkal inkább a fotoszintetizáló biomassza mennyiségétől.
2.4.5
5. ábra. Napsugárzás
Nitrogénfixálás
A biológiai nitrogénfixáció során egyes szabadon, illetve eukarióta növényekkel szimbiózisban
élő
prokarióták
a
légköri
nitrogént
ammóniává
redukálják.
A
nitrogénkötésre képes prokariótákat diazotróf élőlényeknek (illetve nitrogénkötőknek vagy nitrogénfixálóknak) nevezzük. Szabadon élő nitrogénkötő fajok többek között a Desulfovibrio vulgaris, a Bacillus polymixa, az Azotobacter vinelandii, a Thiobacillus ferrooxidans, a Nostoc mucorum és a Chlorobium
limicola.
A
természetes
élőlényközösségek
nitrogénháztartásában
a
szimbionta nitrogénkötő fajok játszanak meghatározó szerepet. Ilyenek például a 34
Rhizobium, a Frankia, az Anabaena, az Azorhizobium nemzetségek fajai. Mezőgazdasági szempontból a legjelentősebb és leghatékonyabb nitrogénkötők a Rhizobium-pillangós szimbiózisok, amelyek erősen specializált asszociációk a Rhizobium és rokon nemzetségei, illetve a Leguminosae család fajai között. (Sárvári, 1998) E szolgáltatás rendkívüli fontossága abban rejlik, hogy a más élőlények számára nem felvehető kétatomos nitrogénmolekulát kizárólag az említett mikroorganizmusok képesek a növények számára felvehető formába alakítani. Vagyis döntő részben a nitrogénkötők által jut nitrogén a táplálékláncba. Nemcsak abundanciájuk, de fajgazdagságuk is rendkívüli jelentőséggel bír. Minél több és többféle nitrogénfixáló élőlény van jelen egy élőlényközösségben, annál inkább biztosított a növények nitrogénellátása (a nitrogén gyakran limitáló faktor a szárazföldi társulásokban). Nitrogénfixálásra a diazotróf élőlényeken kívül egyetlen faj képes, az ember. Az emberiség technológiai eljárást dolgozott ki a légköri nitrogén megkötésére. Azonban mégsem mondhatjuk, hogy megtaláltuk a nitrogénkötő élőlények szolgáltatásait helyettesítő alternatívát. Még ha tudnánk is megfelelő mennyiségű nitrogént fixálni komoly nehézségekbe ütköznénk akkor, amikor ezt az összes növényzettel borított talajba, illetve a vizekbe be akarnánk juttatni.
2.4.6
A növényi biomassza növelése és „egészségének” fenntartása
A talaj rendkívül fontos lakói a mutualisztikus kapcsolatra képes gombák, melyek a magasabbrendű növények gyökereihez kapcsoltan élnek. Ezek a mikorrhizák. A mikorrhiza kapcsolat a természetes- és agrárközösségekben egyaránt nélkülözhetetlen. Ilyen kapcsolatot alkotnak például a Terfezia génusz egyes fajai a Helianthemum nemzetség fajaival (Kovács, 2002). A mikorrhizák a növény értékes segítői a foszfor- és nitrogénvegyületek
felvételében.
Befolyásolják
továbbá
a
gyökérmenti
talajlakó
közösséget, csökkentik a növényi patogének számát, olykor növelik a nitrogénfixálók egyedszámát és lazítják a talaj szerkezetét. A növényfajok kb. 90%-a szimbiotikus kapcsolatban áll mikorrhizás gombákkal. A mikorrhiza a növény szempontjából létfontosságú, melyet jól illusztrál a következő példa. Egy megfigyelés szerint a természetes vegetáció tarra vágása után fiatal fák képtelenek voltak a túlélésre a mikorrhizák hiánya miatt (Moffat, 1993). A tarvágás után egy éven belül a talaj gombaállományának 90%-a eltűnt, a baktérium biomassza viszont két-háromszorosára nőtt. Az ültetett duglászfenyő-magvak háromnegyede elpusztult az első évben. Öt évvel 35
később a fák 90%-a kipusztult. Világossá vált, hogy a talaj nem tud eltartani, illetve megtartani fákat. Ennek oka pedig az volt, hogy a talaj élőlényközössége egy füves területre jellemző, baktériumban gazdag közösséggé alakult.
2.4.7
Beporzás
Mind a vadon virágzó növények, mind termesztett társaik megporzásra szorulnak. Ez történhet szél, víz, rovarok (6. ábra), más gerinctelenek, illetve különböző gerinces fajok által. Mezőgazdasági tevékenységnél használatosak e célra „nevelt” beporzó fajok (pl. Apis mellifera) is (lásd a 3.6.3. fejezetet).
6. ábra Beporzó méh
A vadon élő virágos növényfajok becsült száma körülbelül 240 000. Az összesítésből jól látszik (3. táblázat), hogy több mint 1200 gerinces faj vesz részt beporzásukban; a gerinctelen beporzók fajszáma pedig megközelíti a 300 000-et (Nabham & Buchmann, 1997).
36
3. táblázat A világ vadon élő virágos növényeinek beporzói és becsült számuk (Nabham & Buchmann, 1997 alapján) Beporzók
Beporzó taxonok becsült száma
Összes rovar
289 166
Méhek
40 000
Hártyásszárnyúak
43 295
Lepkék, molyok
19 310
Legyek
14 126
Bogarak
211 935
Tripszek
500
Összes gerinces
1 221
Madarak
923
Denevérek
165
Emlősök (kivéve denevérek)
133
A beporzóknak sokszor preferenciáik vannak az azonos területen növő, átfedő virágzási periódussal rendelkező növények körében. Nem minden faj egyedeit porozzák be egyenlő arányban, akár teljesen ki is hagyhatnak egy-egy fajt szolgáltatásukból. Sok növényfaj beporzását több beporzó ágens is végezheti. Renner (1995, cit. Nabham & Buchmann, 1997) kísérletet tett az állati beporzást igénylő növényfajok számának becslésére. Olyan hatékony beporzást vett alapul, mely kielégítő és szükségszerű a növény túléléséhez és szaporodásához. A becsült 240 000 virágos növényfajból – melyek beporzását egy vagy több beporzó vektor végzi – 219 850 különböző fajt poroznak be állatok; 20 000 szélbeporzású, illetve önbeporzó; 150-nek pedig víz által terjed a virágpora. Mezőgazdasági terményeink élő beporzó ágensei két csoportra oszthatók. Az egyik a vad beporzó közösségeké, a másik a nevelt, irányítottan telepített beporzó kolóniák (lásd a 3.6.3. fejezet) csoportja. Roubik (1995, cit. Nabham & Buchmann, 1997) tanulmánya nyomán a vizsgált 1509 mezőgazdasági termény beporzói a 4. táblázatban láthatók. A táblázat összesített, tehát a két említett csoport beporzói együtt, válogatás nélkül jelennek meg. Jól kitűnik belőle, hogy mezőgazdasági terményeink fő beporzó ágensei a különböző méhfajok. Az Apis nemzetségbe tartozó mézelő méh (Apis mellifera) a jelölt növények 37
15,5%-át porozza be. A vizsgált növényfajok 72%-a nem képes önbeporzásra, tehát beporzó vektorra van szüksége. A nevelt Apis méhkolóniákon kívül – amint az a 4. táblázatból is kitűnik – számos egyéb beporzó vektor vesz részt a termesztett növények beporzásában. Már csak a méhek csoportján belül is meglehetős diverzitás található: termesztett növényeink beporzásához jelentősen hozzájárulnak az Amegilla, Ancyloscelis, Bombus, Chalicodoma, Melipona, Peponapis, Xenoglossa és más nemzetségek fajai is. (Nabham & Buchmann, 1997) 4. táblázat Mezőgazdasági növények beporzói (Roubik, 1995 és Nabhan & Buchmann, 1997 alapján) Beporzók
Beporzott növényfajok %-ban
Szél
3,10
Összes gerinces
10,27
Madarak
3,45
Denevérek
6,83
Összes rovar
83,36
Tripszek
0,80
Lepkék, molyok
2,32
Legyek
11,86
Bogarak
3,18
Méhek
60,83
Ismeretlen vektorok
3,27
Bár Amerikában a beporzás aránytalanul nagy részét az Európából bevitt Apis mellifera végzi, őshonos méhközösségek szintén részt vesznek benne. A Kremen & munkatársai (2002) által végzett kísérletsorozat azt mutatta, hogy természetes élőhelyhez közeli, organikus farmokon őshonos méhközösségek önmagukban is képesek a termény teljes mértékű beporzására. A kísérletet végzők azt találták, hogy e szolgáltatás fenntartásához nélkülözhetetlen a beporzó fajok sokfélesége a közösség összetételének állandó változása és az egyes fajok egyedszámának évszakos fluktuációja miatt. A növények viszonylag sok virága nem részesül elég hatékony beporzásban. Ezt Burd (1994) szabályozott kísérlete is alátámasztja, melynek tanúsága szerint az általa vizsgált
38
virágos növényfajok közel felének szaporodási sikere nem a víz vagy tápanyagok hiánya, hanem beporzóik ritkasága miatt korlátozott.
2.4.8
Növényi kártevők kontrollja
Termesztett növényeink kártevőinek természetes (vagyis emberi beavatkozás nélküli) visszaszorítása, kontrollálása rendkívül fontos szolgáltatás, mely növeli mezőgazdasági rendszereink épségét, élelmezésünk biztonságát. A kártevők populációit saját természetes ellenségeik – predátoraik, parazitáik vagy patogénjeik –„tartják kordában”. E szolgáltatás pótlása problematikus, olykor nem is lehetséges. Ennek ellenére az ember feltalált és használ különböző szintetikus növényvédő szereket. Többükről bebizonyosodott azonban, hogy környezetszennyezőek, illetve egészségkárosítóak, ráadásul rendszerint költségesek is. A szintetikus peszticideket ma is széles körben használják a mezőgazdaságban. Ennek mellékhatásaként sokszor kiszorulnak, kipusztulnak a kártevők természetes ellenségei. A növények és kártevőik koevolúciójuk során állandó „fegyverkezési versenyben” vannak egymással. A kártevők e verseny során újabb és újabb válaszreakciót (rezisztencia, lebontó apparátus) produkáltak a növények kémiai fegyverei ellen. A peszticidekre is előbb-utóbb kialakul a rezisztencia, csökkentve a növényvédő szerek hatásfokát. A ragadozó rovarok (a kártevők fogyasztói) semmiféle védekezési mechanizmussal nem rendelkeznek a kártevők elleni mérgekkel szemben, ezért őket a kártevőknél is komolyabban érintheti egy esetleges peszticidpermetezés. Könnyen belátható, hogy amennyiben a természetes ellenségek száma csökken, több mesterséges szert kell alkalmaznunk, ami tovább pusztítja ezeket az élőlényeket. (Naylor & Ehrlich, 1997)
39
2.5 AZ ÉLŐVILÁG SZOLGÁLTATÁSAI – NEM FIZIOLÓGIAI SZÜKSÉGLETEKET KIELÉGÍTŐ SZOLGÁLTATÁSOK
Ebbe a csoportba tartoznak mindazon szolgáltatások, melyek az ember nem-fiziológiai szükségleteit hivatottak szolgálni, tehát a lelki, esztétikai, kulturális és egyéb igényeit.
2.5.1
Az élővilág, mint lelki és esztétikai örömforrás
Pszichénk „jóléte” szoros kapcsolatban áll közérzetünkkel. Ehhez a jóléthez járul hozzá az élővilág. Wilson (1984) fogalmazta meg a biofília hipotézist, mely szerint az ember természethez, az élőkhöz való vonzódása mélyen gyökerező, és nélkülözhetetlen a normális fizikai és szellemi fejlődéshez. A természet hatással van érzelmi életünkre, esztétikai érzékünkre és lelki fejlődésünkre is. A hipotézis feltételezi, hogy az ember természethez való kötődése kifejezett előnyöket biztosított az evolúciós versenyben, az adaptációban, a fennmaradásban és a növekedésben az egyén és a faj szintjén is (Kellert, 1993). Az emberiség nagy része rengeteg élményben részesül az élő természet által. Kedvünket leljük abban, ha „felfedezhetjük” a természetet és gyönyörködhetünk sokszínűségében. Az élő természet és az ember viszonyában is igaz Cicero mondása: varietas delectat. Egy olyan világban, ahol csak búzatábla és krumpliföld van, az élő természet nemigen nyújtana esztétikai élvezetet; egy réten, ahol több százféle növényfaj burjánzik (nem is beszélve az állatokról), vagy egy tavaszba boruló erdőben már sokkal szemet gyönyörködtetőbb látványban lehet részünk. Emberek
százezrei
választanak
olyan
szabadidős
tevékenységeket,
mint
az
ökoturizmus, természetjárás, séta az erdőben, botanikuskert- és állatkert-látogatás, vagy az állatok (pl. madarak) puszta szemlélése természetes élőhelyeiken. Az élővilág változatossága páratlan tárgya az emberi szellem kíváncsiságának és felfedezőkedvének. (Kellert, 1997)
2.5.2
Az élővilág szerepe az emberi kultúrák fennmaradásában
Bizonyos
élőlények
rendkívül
fontos
szerepet
játszanak
emberi
(főként
természetközeli) közösségek kultúrájának, s ezáltal magának a közösségnek a 40
fennmaradásában. Kulturális kulcsfajoknak* nevezünk bizonyos növény- és állatfajokat, melyek hosszú távú jelenléte és szimbolikus értéke nélkülözhetetlen egy kultúra fennmaradásában. A kulturális kulcsfajok olyan fontos funkciókat töltenek be, melyek nélkül jelentős zavar keletkezne a közösség kultúrájában. Amazónia különböző pontjain a koka segíti a tudás átadását a generációk között. A sámánok a kokát rituális szertartásokon rágcsálják, a hatása alatt kerülnek olyan tudatállapotba, mely lehetővé teszi a természetfeletti lényekkel való kommunikációt. A kokának többféle szimbolikus jelentése van ebben a kultúrában. Például a koka emberi alakot is ölthet, aki a Természet Uraival tárgyal a természet javainak használatáról. A letuama nép eredettörténetében a koka szorosan kapcsolódik a bennszülöttek őseihez és kultúrájuk keletkezéséhez. Nélkülözhetetlen az olyan hagyományos rituálékban, mint a világgyógyítás vagy a betegségmegelőzés. Régészeti leletekből feltételezhető, hogy a Húsvét-sziget hajdani lakóinak egy pálmafaj, a Jubaea chilensis nélkülözhetetlen volt a kultúrájuk központi elemének számító kőszobraik, a moaik mozgatásához és felállításához. Valószínű, hogy a Jubaea chilensis kipusztítása volt az egyik fő oka a húsvét-szigeti kultúra hanyatlásának. Hogyan definiálható tehát a kulturális kulcsfaj? Milyen kritériumoknak kell, hogy megfeleljen az adott élőlény? Ha az alábbi 7 kitétel többségének eleget tesz kulturális kulcsfajnak nevezhető: • Az adott faj szorosan kötődik a közösségi kultúra mítoszaihoz, a közösség őseihez, vagy eredetéhez. • Az adott faj központi szerepet játszik a közösségi tudás átadásában. • A faj jelenléte nélkülözhetetlen a fontos rituálékon, melyek biztosítják a közösség stabilitását. • A faj indirekt vagy direkt módon kapcsolódik olyan tevékenységekhez, melyek a közösség alapszükségleteit elégítik ki. Ilyenek az élelemszerzés, a hajlékkészítés, vagy a betegségek gyógyítása. • A faj jelentős spirituális vagy vallási értékkel bír abban az adott kultúrában. • A faj olyan élettérrel rendelkezik, mely vagy a közösség területén van, vagy a közösség tagjai számára hozzáférhető. • A közösség tagjai az adott fajt az egyik legfontosabb fajként tartják számon.
*
Összefoglalás Cristancho & Vining (2004) alapján.
41
2.5.3
Indikáció
Az általános indikációs elv értelmében minden egyes élőlény indikátor, vagyis indikál, jelez valamit. „Minden populációnak egyszerre nagyon sokféle vonatkozásban – sokféle mintázatra vonatkoztatva – lehet indikátor szerepe”. (Juhász-Nagy, 1984) Az emberi érzékelés határai, illetve háttértudásunk szabják meg azt, hogy milyen jeleket, elváltozásokat érzékelünk értelmezhető „jelnek”. Az indikátorfajok előfordulásukkal vagy hiányukkal jelzik az adott környezeti tényező bizonyos értéktartományát. Az ilyen fajok általában szűktűrésűek a vizsgált környezeti tényezővel szemben. Élőlények számunkra értelmezhető jelzéseit nevezzük bioindikációnak. Édesvizek gerinctelen faunája, annak kompozíciója alkalmas az adott álló-, illetve folyóvíz szennyezettségének vizsgálatára. Használatos többféle biotikus index (Trend biotikus index, Belga biotikus index, Magyar Biotikus Index, /Kéri, 2004/), melyekkel rövid idő alatt sok vizet lehet minősíteni, és ez gyakran megismételhető. Az indexek általában két információval számolnak, az adott élőhely fajdiverzitásával és a jelenlevő állatcsoportok szennyezésekkel szembeni érzékenységével. Ha a biotikus indexek használatát
összekapcsoljuk
kémiai
vizsgálatokkal,
egyértelmű
következtetéseket
vonhatunk le a szennyeződés okairól. Ez sok esetben segít, illetve hozzájárul a víztisztítási koncepció kialakításához. Bizonyos növények, illetve növényi részek színük változásával jelzik környezetük kémhatásának változását. A juhsóska (Rumex acetosella) vagy a mezei árvácska (Viola arvense) savanyú talajt jelez. Ezek az élőlények értékes információval segítik a talajjavítást végzők munkáját. Más növények puszta jelenlétükkel indikálnak bizonyos elemtartalmat, sótartalmat a talajban. Ezt a tulajdonságukat szokták kihasználni például fémek keresésére. Nitrogéndús talajt jelez többek között a nagy csalán (Urtica dioica). Ezt felhasználhatja a jó mezőgazdász arra, hogy megtervezze, milyen típusú és mennyi nitrogén-műtrágyára lesz szüksége. Az indikátorfajok érzékenységük miatt a környezeti tényezők változását mutatják, így alkalmasak a biomonitorozásra. Élőlények alkalmasak szennyezések jelzésére is. Vízben, talajban és levegőben egyaránt találunk különböző élőlényeket, melyek „mérik” a közeg szennyezettségi
fokát.
Kutatók
vizsgálták
annak
lehetőségét,
hogy
élőlényeket
alkalmazzanak a különböző közegek szennyezettségének monitorozására, felváltva a lényegesen költségesebb eszközöket. A víz monitorozására a vízi, szűrőkészülékkel rendelkező fajok csoportja bizonyult megfelelőnek. Egyes moszatfajok jelenléte, illetve 42
abundanciájuk jelzi a vizek szennyezettségi fokát. Ilyen indikátorfaj például a Selenastrum capricormutum nevű zöldalga, amely az édesvizek eutrofizálódását jelzi. A talajban a földigiliszták, a levegőben pedig a mézelő méh (Apis mellifera) töltheti be ezt a posztot (Beattie, 1992). Általánosságban a beporzó fajok jól használhatók környezeti stressz (behurcolt kompetítorok, járványok, paraziták, kémiai és fizikai faktorok, élőhely megváltozása) indikálására, illetve monitorozásra. Léteznek a levegő tisztaságára különösen érzékeny fajok is. Általában a zuzmók rendkívüli érzékenységet mutatnak a levegő
kéndioxid-koncentrációjával
szemben.
Bizonyos
zuzmófajokat
a
levegő
szennyezettségi fokának megállapítására szoktak alkalmazni.
2.5.4
Bionika
Az élővilág nemcsak szellemi inspirációt nyújt, de az emberek jólétét szolgáló tárgyak gyakorlati kivitelezésének is ihletője. Az evolúció sok millió éve alatt a természet rengeteg problémára olyan tökéletes megoldásokat talált, melyeknek nyomába sem érnek az ember technológiai próbálkozásai.
A bionika az élő rendszerek egyes jellemzőit, szerkezeti
megoldásait, alkalmazkodási mechanizmusait a gyakorlati és műszaki fejlesztések érdekében tanulmányozó tudományág. A természettől ellesett ötletek felismerhetőek az élet szinte minden területén. Ezek sokszor puszta analógiákban nyilvánulnak meg, egyes élőlények utánzásának eredményei. Ilyenek a repülés (Leonardo da Vincitől napjainkig), vagy az úszás (pingvinek, delfinek hidrodinamikai szempontú vizsgálata alapján) technikai eszközökkel megvalósított változatai. A bionika megjelenik továbbá az építészetben is (pl. fához hasonló tetőszerkezet, fűszál alakú Tv-torony). Bizonyos élőlények különböző érzékelési módjait vizsgálva jutott el az ember az ultrahang- és hőmérséklet-érzékelők technológiai megvalósításához. Az egyik talán legrégibb élőlényektől „lopott” találmány a lokátor. Az egyik legismertebb, ultrahangot használó élőlénycsoport a denevéreké. A denevérek visszhang-lokátora 50-200 kHz-es hanghullámokat bocsát ki. A hanghoz hasonlóan az ultrahang is visszaverődik két különböző anyagi minőségű közeg határfelületéről. Megmérve a kibocsátás és a visszavert ultrahang észlelése közötti időt, meghatározható az ultrahang által megtett út, és ezáltal a vizsgált anyag vastagsága, vagy az anyagban talált egyenlőtlenségek (hibák) helye. A gyakorlatban éppen ezért az ultrahang legjelentősebb alkalmazása a különböző anyagok vastagságának,
egyenlőtlenségeinek,
hibáinak 43
meghatározása.
Az
ultrahang
visszaverődését felhasználjak víz alatti mélységmérésre, jéghegyek, halrajok helyzetének meghatározására és nem utolsósorban katonai célokra. Használják továbbá az ultrahangot a hegesztés-technológiában, fémek vizsgálatára és az orvosi diagnosztikában is.
2.6 AZ ÉLŐVILÁG SZOLGÁLTATÁSAI – TECHNOLÓGIAI FELHASZNÁLÁSOK
A szolgáltatások harmadik csoportjába olyan élőlények általi tevékenységek tartoznak, melyeket az ember különböző ipari, illetve technológiai folyamatokban irányítottan használ. Élőlényeket alkalmaznak például az élelmiszeriparban, a textiliparban, valamint a talaj- és víztisztítás során.
2.6.1
Élelmiszeripar
2.6.1.1 Szeszipar Az alkoholgyártás során élesztőfajokat használnak: például borkészítéshez a borélesztőt (Saccharomyces vini), sörkészítéshez a sörélesztőt (Saccharomyces carlsbergensis). Az erjedés során a cukor átalakul alkohollá és szén-dioxiddá. Sör- vagy borkészítésnél a széndioxidot hagyják távozni az oldatból, hiszen az alkoholtermelés a cél. (Horváthné & Varga, 1998)
2.6.1.2 Sütőipar A sütőiparban a kenyérdagasztás folyamatában szintén élesztőket használnak. Ebben az iparágban az élesztők széndioxid-termelő aktivitását használják ki. Az élesztőgombák enzimtevékenységének következtében erjedési folyamatok indulnak meg a nyers kenyértésztában, s ezáltal alakul ki a termék lyukacsos, laza bélszerkezete. A kovász érlelésekor szaporodnak el az élesztőgombák és a tejsav-baktériumok. A tejsavbaktériumok között vannak olyanok, amelyek túlnyomórészt tejsavat termelnek, továbbá olyanok, amelyek tejsavon kívül jelentős mennyiségű ecetsavat, etil-alkoholt, széndioxidot és aromaanyagokat is előállítanak. Ennek következtében kellemes ízt, aromát adnak a kenyérnek. A termelt savak csökkentik a kenyér nyúlósodását okozó 44
mikroorganizmusok élettevékenységét, és ezzel növelik a termék eltarthatóságát. (Horváthné & Varga, 1998)
2.6.1.3 Tejipar A legtöbb tejipari termék (pl. joghurt, kefir, sajt) előállításához mikroorganizmusokra van szükség. Sok baktériumnak és gombának van tejipari felhasználása. A savanyú tejkészítményeket pasztőrözött tejből készítik mikroorganizmus-kultúrák felhasználásával. Vajgyártás során Streptococcus lactis és Streptococcus cremoris tejsav-baktériumokat használnak savtermelésre, a Lactobacillus citrovorum és Lactobacillus dextranicum fajok az aromatermelést végzik. Az étkezési túró gyártása során is vajkultúrát alkalmaznak az előbb említett mikroorganizmusokkal. (Horváthné, 1998) Az állni hagyott tej tejsavképző baktériumok hatására megalvad. Az aludttejet Lactobacillus bulgaricus-szal oltva készítik a joghurtot, míg alkoholos erjedést kiváltó élesztőt is adva a kultúrához kefirt kapunk (Szabó, 1989). Sajt (7. ábra) érlelésekor tejsavbaktérium-tenyészetet használnak. Lágy és félkemény sajtok (pl. Pálpusztai, Lajta) készítésénél alkalmazzák az ún. rúzskultúrát, amelynek mikroorganizmusai sárgás-vöröses nyálkás bevonatot képeznek a sajt felületén és fehérjebontó enzimjeik a sajtot kívülről befelé érlelik. A rokfort és a márványsajt érlelésében a Penicillium roqueforti-nak van szerepe, a fehérpenésszel érő sajtoknál (pl. camembert) a Penicillium 7. ábra. Sajtok
2.6.2
camemberti-nek.
Textilipar
Vannak olyan textíliák, melyek előállításához élőlények tevékenységét használják. A selyem a textíliák között nagyon előkelő helyen szerepel. Selyemszálat sok hernyó (molyfajok, iloncák, araszolók stb. hernyója) fejleszt ugyan, de csak fiatal korában. Ekkor a fonál még gyenge, így felhasználásra nem alkalmas. Az igazi selyemhernyó szövőmirigye közvetlenül a bebábozódás előtt működik, és egy – némely fajnál olykor három – kilométer hosszú szálat ereszt. Igazi selyemhernyója van többek között az éjjeli nagy pávaszemnek (Saturnia piri), az európai selyempillének (Pachypasa otus) és a 45
szederfa-selyempillének (Bombyx mori). Az utóbbi faj Kínából ered, de ma már az összes selyemhernyó-tenyésztő vidéken megtalálható. Ez ma a legnagyobb mértékben domesztikált rovar, amely az ember segítő ápolása nélkül a szabadban meg sem élhetne. Jellegzetes selyemszövetek a szatén, a damaszt és a sifon. Pókháló-szálakból
pókselymet
tudnak
előállítani,
amelyet
sebvarró-cérnaként
használnak szemműtéteknél, illetve mesterséges ínszalagot állítanak elő belőle.
2.6.3
Agrárkultúrák beporzása fenntartott beporzó ágensekkel
Termesztett növényeink beporzására szinte kizárólagosan az Apis (Európában az A. mellifera, Ázsiában az A. cerana a legjellemzőbb /Kevan, 1999/) nemzetségbe tartozó mézelő méhek kolóniáit alkalmazzák. A mézelő méh kolóniái világszerte nagy számban pusztulnak a peszticidek, paraziták, szennyezések és élőhelyeik degradációja miatt (Kevan, 1999). Ez sokszor komoly veszteséget jelent betakarításkor. Amerikában a méhészek által fenntartott kolóniák mérete csökkenőben van, főképpen két egzotikus, behurcolt atkafajnak köszönhetően. Bár a méhészek azt várják, hogy a méhekben idővel kialakul az atkák elleni rezisztencia (ahogy ez Európában történt), mégis aggódnak a méhek egyedszámának csökkenése, ezzel együtt mezőgazdasági terményeik nem megfelelő beporzása miatt. Az említett aggodalmak miatt kutatások indultak az Apis mellifera fajt potenciálisan helyettesítő nem-mézelő méhfajok mezőgazdasági alkalmazhatóságának kiderítésére. (Watambe, 1994) Egyéb, beporzásra alkalmas fajok felkutatása másrészről azért lenne hasznos, mert nem minden termesztett növényfajnak az Apis nemzetség tagjai a legmegfelelőbb beporzói. Továbbá minél diverzebb lenne a beporzók közössége, annál biztonságosabbá és hatékonyabbá válna a beporzás.
2.6.4
Biológiai növényvédelem
A mezőgazdasági hozamok kártevők miatti csökkenése jelentős mértékű lehet. Globálisan a termelők az aratást megelőzően a termés 30-40%-át vesztik el a kártevők, illetve betegségek miatt (Baskin, 1997). A kémiai növényvédelem számos negatív hatása (lásd 2.4.8.) miatt egyre több mezőgazdász ismeri fel a biológiai növényvédelemben rejlő lehetőségeket. A biológiai növényvédelem terjedőben van hatékonysága, gazdaságossága és tisztasága miatt. 46
2.6.4.1 Biológiai védekezés állati kártevőkkel szemben A biológiai védekezés elsősorban ragadozó és parazitoid ízeltlábúakat, valamint ragadozó fonálférgeket alkalmaz. A ragadozó ízeltlábúak közül hatékonyan használnak atkafajokat (pl. Amblyseius californicus és Phytoseiulus persimilis), poloskákat (pl. Macropolus caliginosus és Orius minutus) és egyéb ragadozó fajokat (pl. Harmonia axyridis és Chrisoperla carnea) az állati kártevőkkel szemben. A biológiai növényvédelem hasznos parazitoid ízeltlábú fajai többek között a Dacnusa sibirica (aknázólegyek ellen), az Aphidius colemani (levéltetvek ellen) vagy az Encarsia formosa (levéltetvek ellen). A parazitoidok nagyobb sikert hoztak a gyakorlatban, mert e fajok gazdaköre sokkal szűkebb, mint a ragadozóké. A fonalférgek közül a Steinernema és a Heterohabditis nemzetségbe tartozó, növényparazita fajok növényvédelmi felhasználása a legelterjedtebb. (Polgár, 1999) A biológiai növényvédelem a növényi kártevőkben betegséget kiváltó vírusokat (pl. bakulovírusok), baktériumokat (pl. Bacillus thuringiensis) és gombákat (pl. Lagenidium giganteum) is használ. Az állati kártevők sokfélesége a védekezésben is sokféleséget kíván, hiszen specialista fajok alkalmazása biztonságosabb. Így a növényvédelem érdeke minél több, e célra használható fajt felkutatni.
2.6.4.2 Biológiai védekezés növényi kórozókkal szemben „A növényi kórokozókkal szembeni védekezésre olyan mikroorganizmusokat használhatunk fel, amelyek képesek a növényi kórokozókat elpusztítani, szaporodásukat gátolni, illetve a növényt a fertőzéstől megvédeni.” (Turóczi, 1999) A felhasználandó antagonistával (a növény kórokozójának pusztítója) szemben követelmény, hogy ne legyen patogén a védendő növényre, az emberre vagy az állatokra. A kártevő elpusztítása történhet antibiotikum segítségével (ekkor a két antagonista közvetlen érintkezése nem szükséges), illetve parazitizmus által (szükséges a fizikai kontaktus). Az antibiotikus hatásra példa a Trichoderma nemzetségbe tartozó gombákból izolált gliotoxin nevű antibiotikum, mely elpusztítja a növénypatogén Rhizoctonia-t. Az Ampelomyces quisqualis nevű parazita gomba rendkívül gyorsan pusztítja a lisztharmatfajokat. (Turóczi, 1999)
47
2.6.4.3 Biológiai védekezés a gyomnövények ellen A gyomnövények csökkentik a termés mennységét, és rontják a betakarított termés minőségét az agrárkultúrákban. A gyomirtást általában vegyipari eredetű herbicidekkel oldják meg, melynek következtében sokszor herbicid-rezisztens, illetve -toleráns gyomtípusok jelennek meg. A gyomirtó szerek emellett sok esetben károsak más élőlényekre, többek között az emberre is. Az utóbbi évtizedekben komoly mértékűvé váló biológiai gyomirtás hatékony és környezetbarát alternatívája a kémiai módszernek. Biológiai védekezéskor a gyomnövény természetes ellenségét (kártevőjét, kórokozóját) alkalmazzák, hogy a gyomnövény-populáció egyedszáma csökkenjen. Behurcolt gyomnövényekkel szemben hatékony módszer lehet egy őshonos növényevő alkalmazása. A gerincesek tudatos felhasználásában a legsikeresebb megoldásokat a növényevő halak alkalmazása jelenti lefolyástalan területeken hínár- és algairtás céljából. A gerincesek mellett ízeltlábúakat, gombákat és baktériumokat is használnak gyomnövények irtására. (Schwarczinger & Polgár, 1999)
2.6.5
Technológiai tisztítás
2.6.5.1 Biológiai szennyvíztisztítás
A
szennyvíztisztítás
gyakorlatában
a
biológiai
módszereket
használják
a
legáltalánosabban. A biológiai szennyvízkezelési eljárások során a víz mikroorganizmusok számára hasznosítható szennyező komponensei egyrészt valamilyen formában beépülnek a mikrobasejtekbe, így a későbbiek során egyszerű fizikai módszerekkel elválaszthatóak; másrészt a környezetet már nem károsító vegyületekké (pl. CO2, víz) alakulnak. A baktériumok rendkívül színes anyagcsere-repertoárral rendelkeznek. A szennyező komponensek biológiai lebontása, illetve átalakítása a biológiai szennyvíztisztítás során majdnem teljes mértékben az ő anyagcseréjük következménye. A biológiai nitrifikálás folyamatában például kulcsszerepet játszanak a Nitrosomonas fajok, az ivóvíz denitrifikálására a Pseudomonas denitrificans alkalmas. Rajtuk kívül többsejtű gombákat is használnak a környezetvédelmi biotechnológiában. Viszonylagos savtűrő képességüknek (a legtöbb gombafaj környezeti pH optimuma 5-6) és cellulózbontó enzimjeiknek köszönhetően néhány ipari eredetű szennyvíz kezelésénél és szilárd szerves hulladékok komposztálásánál játszanak fontos szerepet. 48
Az algák technológiai jelentősége a tavas tisztításnál kerül előtérbe. Az algák a nitrogén- és foszforvegyületek eltávolításával csökkentik a víz tápelem-tartalmát. A szennyezett vizekbe jutó mosószerek, detergensek komplex foszfátvegyületei a baktériumok
foszfatázenzim
tevékenysége
folytán
az
algák
számára
felvehető
ortofoszfátokká hidrolizálódnak. Az algák az ammóniát is képesek eltávolítani a szennyezett vizekből, például istállók szennyvízéből is. Hosszas alkalmazkodás után bontják a rovarirtó szereket (pl. DDT) is, valószínűleg adaptív enzimindukció folytán. A kisebb mértékű, pusztán biológiai tisztítást alkalmazó szennyvízkezelés történhet magasabb rendű növényekkel, nádágyas szennyvíztisztítókban. Protozoák és kerekesférgek is szerepet kapnak a biológiai szennyvíztisztítás folyamatában. Technológiai szerepük az elfolyó víz baktériumtartalmának és egyéb lebegő-szervesanyag tartalmának csökkentése. A protozoák közül jelentős szerepet játszik a tisztításban a közönséges papucsállatka (Paramecium caudatum), a nyeles állatka (Epistylis plicatilis) és a harangállatka (Vorticella striata). Ezen kívül ismeretes még az Organica elnevezésű komplex szennyvíztiszítási eljárás is. Az „Élőgép technológia” egy olyan eljárás (8. ábra), amely 2-3000 faj révén kiválasztja és semlegesíti a vízben levő szennyező anyagokat. A tisztításban a baktériumok mellett zooplanktonok, algák, különböző növények, sőt kagylók, csigák és halak is részt vesznek.
8. ábra Az Organica élőgép folyamatábrája Miközben a szennyvíz keresztülömlik a különböző tartályokon, élőlények vonják ki belőle a hulladékot és táplálékként használják fel azt.
Az Élőgépen belül kialakuló változatos élőlényközösségek ellenálló rendszert képeznek, amely jól tűri a szennyvízterhelés ingadozását. (www.korte-organica.hu)
49
2.6.5.2 A talaj bioremediációja A remediáció kifejezés a terület megjavítását, meggyógyítását, rendbehozatalát jelenti. Ezt a szakkifejezést használjuk arra a tevékenységre, amikor a talajt szennyező vegyi anyagok koncentrációját olyan kis értékre csökkentik, melynek kockázata már elfogadható. A talajtisztítási eljárások során a mikroorganizmusokat irányítottan és koncentráltan helyezik a szennyezett talajba, és a biodegradációt tápanyag és oxigén bejuttatásával segítik. E mikrobafajok képesek a szennyezések lebontására, beleértve a talaj méregtelenítését is. A tisztítás egyaránt lehet in situ és ex situ. Ex situ eljárásnál a talajbeli szennyezés pontos analizálása után a szennyezésnek megfelelő mikroorganizmus-koktélt juttatnak a talajba. A lebontás végeztével az élőlények eltávolíthatók, a talaj pedig visszakerülhet a helyére. A biológiai lebontási eljárások főképpen olajszennyezések, aromás szénhidrogének és fenolok eltávolítására használatosak. (Moser & Pálmai, 1999) Fitoremediáció során a szerves vagy szervetlen szennyezések eltávolítása, átalakítása, megkötése növények segítségével történik. A szervetlen szennyezések egyik legmérgezőbb komponensei a nehézfémek. Talajok nehézfém-mentesítésére fémakkumuláló növényeket alkalmaznak. Ezek a növények rendszerint olyan önvédelmi mechanizmust alakítanak ki, amely megakadályozza, hogy anyagcseréjük a nehézfémek hatására sérülést szenvedjen. Ha a talajoldat fémtartalma megnő, fémtűrő és fémakkumuláló fajok terjednek el a szennyezett területen. Ez a megfigyelés vezette a kutatókat arra a gondolatra, hogy nehézfémmel szennyezett talajok tisztítását növényekkel végezzék. A talaj ilyenfajta fitoremediációja előzetes mérésekkel kezdődik, majd a nehézfémek azonosítása után a területre (talajra) az adott nehézfémet akkumuláló növényt ültetnek. A növény – fejlődése, növekedése során – felhalmozza szöveteiben a nehézfémet, így eltávolításával a terület mentesül a szennyezéstől. Ilyen esetben a növényt megsemmisítik, rendszerint elégetik. A területet természetesen a tisztítási folyamat ideje alatt lezárják, bekerítik a nehézfémszennyezés tovaterjedésének mérséklése érdekében. A nehézfém-akkumuláló növények adaptációs mechanizmusai a következők lehetnek: • a növény a nehézfémet a rhizoszférában csapja ki, így sem a gyökérben, sem pedig a szárban nem mérhető nagy fémkoncentráció (pl. Epilobium sp.), • a gyökérben raktározza, nem szállítja el a szárba (pl. Elytrigia repens, Poa annua, Scirpus holoschenus), • csak a szárban és a levelekben raktározza el (pl. Inula viscosa, Euphorbia dendroides, Arundo dorax), 50
• a vakuolumokban immobilizálja, • a sejtfalban immobilizálja, • mind a gyökérben, mind a szárban raktározza a fémeket az anyagcseréjéből kiiktatva (pl. Cistus salviifolius, Helichrysum italicus).
2.6.6
Hulladékkezelési eljárások
A hulladékkezelési eljárások célja a hulladék mennyiségének minél nagyobb mértékű csökkentése, illetve a hulladék újrahasznosítható anyagainak szeparálása. Ez utóbbi természetesen nem mindig lehetséges, de napjainkban nagyon sok kutatás zajlik a hulladék-eredetű hasznos anyagok kinyerésére. Szerves hulladékokból mikrobiológiai eljárással például alkoholok, aminosavak, fehérjék állíthatók elő.
2.6.6.1 Komposztálás A komposztálás olyan biológiai lebontás, amely során a szerves szennyezők (pl. PAH) mikroorganizmusok által veszélytelen alkotókra bomlanak (alakulnak át). Komposztálásra csak szerves hulladékok alkalmasak. A komposztálás történhet in situ és ex situ körülmények között. A legtöbb esetben a komposzthalomban természetesen jelenlévő mikroorganizmus-állomány elegendő, de ipari méretekben további mikroorganizmusokat is oltanak a komposzthalomba. A komposztálás folyamatában baktériumok és élesztőgombák vesznek részt. Végtermékként jó minőségű, szerves trágya keletkezik.
2.6.6.2 Biogáztermelés depóniában A biogáztermelés anaerob biológiai hulladékkezelési eljárás. A biogázképződés során fermentáció
zajlik
savképző
baktériumok
(Lactobacillus
sp.,
Clostridium
sp.,
Enterobacterium sp.) segítségével. Végtermékként zsírsavak és alkoholok képződnek. Metanogén prokarióták hatására főként metánt és szén-dioxidot tartalmazó gázelegy képződik. A depóniából vezetéken keresztül jut a gázelegy a felszínre, ahol azt elfáklyázzák, és vízmelegítésre, fűtésre használják fel.
51
3
AZ ÉLŐ TERMÉSZET ADOMÁNYAI ÉS A BIODIVERZITÁS
3.1 AZ ÉLŐLÉNYKÖZÖSSÉGEK DIVERZITÁSA ÉS ADOMÁNYAIK BIZTOSÍTÁSA KÖZÖTT FELTÉTELEZETT KAPCSOLATOK
Jelenleg a Földön szinte minden élőlényközösséget érintenek az ember okozta fajkihalások.
Felvetődik
a
kérdés,
miszerint
az
élőlényközösségek
fajvesztése
következtében mennyiben sérülnek az általuk biztosított adományok (pl. Naeem & munkatársai, 1994; Vitousek & Hooper, 1993)? Avagy van-e összefüggés a közösségek diverzitása és adományaik biztosítása között; és ha van, milyen? Négyféle összefüggést feltételeznek (9. ábra): 1. Felesleges fajok hipotézise: Azt feltételezi, hogy létezik egy bizonyos minimális diverzitás,
mely
szükséges
az
élőlényközösségek
megfelelő
funkcióinak
kivitelezéséhez. E minimális fajszám felett azonban a legtöbb faj felesleges az adott szolgáltatás szempontjából. A minimumérték felett fajok hozzáadása vagy elvétele nem okoz észrevehető hatást a szolgáltatás biztosításában. (Lawton & Brown, 1993) 2. Szegecshipotézis: Minden egyes faj hozzájárul a szolgáltatások kivitelezéséhez. Ez a hipotézis a fajokat szegecsekhez hasonlítja, melyek egy egész gépet tartanak össze. Az élőlényközösségek szolgáltatásainak minősége romlik, ahogy az egyes csavarok (fajok) kiesnek (Ehrlich & Ehrlich, 1981). 3. Idioszinkratikus válasz hipotézis: Nem a fajok száma a fontos egy közösségben, hanem
inkább
az
egyes
fajok
tulajdonságai.
Különféle
szolgáltatások
módosulhatnak a diverzitás változásával, de a változás mértéke és iránya előre nem meghatározható, mert az egyes fajok szerepe egyedi. (Lawton, 1994) 4. Nullhipotézis: Az élőlényközösségek szolgáltatásait nem érinti sem a fajok számának csökkenése, sem pedig növekedése az adott közösségen belül.
52
A szolgáltatások minősége
Felesleges fajok hipotézise Szegecs hipotézis Idioszinkratikus válasz hipotézise Null hipotézis
Fajdiverzitás 9. ábra. A fajdiverzitás és az élőlényközösségek szolgáltatásainak minősége között feltételezett kapcsolat (Naeem & munkatársai, 1995)
Általánosságban elmondható, hogy az egyes szolgáltatásokat nem azonos mértékben érinti a diverzitás foka (Naeem & munkatársai, 1995). Mind a négy modell igaz lehet bizonyos
élőlényközösségekben,
bizonyos
körülmények
között,
és
bizonyos
szolgáltatásokra nézve. Az esetek többségében több faj jobban teljesít, mint kevesebb, néhányuk fontosabb szereplő, mint mások. A felesleges fajok hipotézise jól illik a talaj lebontó közösségére. A talajbeli szervesanyag-lebontás folyamatában sokféle lebontó faj vesz részt, mindegyik különböző részfeladatot vállal a lebontásban. Ha minden egyes részfolyamatra akár csak egy faj van, már „működik” a rendszer, és végbemegy a makromolekulák lebontása. A minimumfajszám felett a hozzáadott fajok nem okoznak változást a lebontás minőségében. A szegecshipotézisre az általam ismert szakirodalomban nem található gyakorlati példa. Az idioszinkratikus válasz hipotézis olyan szolgáltatásokra áll, melyekben bizonyos, különleges képességű fajok a szolgáltatók. Ilyenek a nitrogénfixálás (csak korlátozott számú faj képes rá), a beporzás, vagy a növényi kártevők kontrollja. Az említett
53
szolgáltatások mindegyikénél csak a szolgáltatásban résztvevő kevés számú faj jelenléte az érdekes, az élőlényközösség diverzitása kevéssé fontos. Ha a közösség fajgazdagsága és a szolgáltatás minősége között nem találunk egyszerű összefüggést, erős a gyanú, hogy a közösség egy vagy kevés számú tagja aránytalanul nagy szereppel bír. Bizonyos fajok rendkívüli módon veszik ki a részüket az élőlényközösségek folyamataiból az energia- és anyagáramlás közvetlen megváltoztatásával, vagy az ezek mértékét befolyásoló folyamatok közvetett befolyásolásával (Chapin & munkatársai, 2000). Az ilyen, aránytalanul nagy súllyal szereplő fajokat nevezik kulcsfajoknak (Power & munkatársai, 1996). A kulcsfajok betölthetnek bármilyen ökológiai funkciót; lehetnek például predátorok, zsákmányok, termelők vagy mutualisták (Mills & munkatársai, 1993). A kulcsfajok hatása sokkal nagyobb, mint az abundanciájukból ítélve várható lenne (Power & munkatársai, 1996). A kulcsfajok nagymértékben befolyásolják az élőlényközösség fajdiverzitását (Paine, 1969), fajkompozícióját és a szolgáltatások elérhetőségét, minőségét. Feltehetően minden élőlényközösségben a fajoknak csak egy kis százaléka mondható kulcsfajnak (Power & munkatársai, 1996). Kulcsfajok eltávolítása az élőlényközösségből drasztikus következményekkel járhat, sokszor egész sor további élőlény lokális kihalását eredményezi (Lawton, 1991). Ez különösen azért veszélyes, mert tudásunk messze nem teljes a kulcsfajokkal kapcsolatban, vagyis nincs birtokunkban egy ún. „kulcsfaj-lista”, melyet csak föllapozunk, és ezáltal megvan rá a lehetőségünk, hogy megfelelő védelmet biztosítunk nekik. Nem minden fajról állapítható meg teljes biztonsággal, hogy kulcsfaj-e vagy sem. Ez függ az adott helytől és időtől is (pl. egy beporzó csak a beporzási periódusban minősül kulcsfajnak az adott élőlényközösségben). Az élőlények sokkal inkább egy kontinuum mentén helyezkednek el, semmint besorolhatók lennének kulcsfaj és nem-kulcsfaj kategóriákba. A nullhipotézis alátámasztására jó példa a fotoszintézis. E szolgáltatás esetében olykor a monokultúra is ugyanúgy, illetve jobban teljesít, mint egy diverz erdő. Itt nem a fajok száma korrelál a szolgáltatás minőségével, hanem a fotoszintézisre alkalmas biomassza mennyisége. Az említett hipotézisek a szolgáltatások minőségéhez csupán a fajok számát rendelik, holott
az
élőlényközösségek
legtöbb
szolgáltatása
a
fajok
interakcióiból,
együttműködésükből származik. Ritka az az eset, amikor az egyes fajok hozzájárulása pusztán összeadódik (Chapin & munkatársai, 2000). A közösséget alkotó fajok kölcsönhatása – mint a nitrogénfixálók és növények kapcsolatai, a versengés, parazitizmus, vagy a mikorrhiza-kapcsolatok – közvetlenül vagy közvetve megváltoztathatják az 54
energia- és anyagáramokat. A mutualisztikus nitrogénfixáló-növény kapcsolat például a nitrogén elsődleges forrása szárazföldi közösségekben. A gombák és növényi gyökerek között létrejövő mikorrhiza-kapcsolatok segítik a növény tápanyag-felvételét, növelve a primer produkciót. Az elsődleges kölcsönhatások (mint a versengés, mutualizmus, trofikus kölcsönhatások) sok esetben vezetnek másodlagos kapcsolatok kialakulásához, bővítve a kapcsolatban állók körét, aminek eredményeképpen megváltozhatnak az élőlényközösség bizonyos folyamatai, szolgáltatásai (Chapin & munkatársai, 2000). A talaj mikrobiális közössége például módosíthatja a növényfajok közötti versengést.
3.2 A FAJOK KIHALÁSÁNAK, AVAGY A DIVERZITÁS CSÖKKENÉSÉNEK KÖVETKEZMÉNYEI
A biodiverzitás nagyobb mértéke nem minden esetben jelent bizonyítottan előnyt. Az viszont igaz, hogy sok szolgáltatás jobb minőségű, illetve szélesebb körű nagyobb diverzitás mellett. A fajok ember általi kipusztítása veszélyes közelségbe hozhatja azt a minimum-diverzitást,
mellyel
az
élőlényközösségek
még
biztosítani
tudják
szolgáltatásaikat. Ez annál inkább kockázatos, mert nem tudjuk, mely közösségeknél, illetve mely szolgáltatások esetében mekkora az a fajszám, ami alatt a közösség már képtelen erre (Schulze & Mooney, 1993). A biológiai sokféleség csökkenése közvetlenül korlátozhatja az élelemforrások elérhetőségét, a gyógyszer-alapanyagok, az ipari alapanyagok és bármely más felhasználható anyagok számát. A fajszám csökkenése továbbá befolyásolhatja további, esetlegesen kulcsfontosságú fajok egyedszámát, ami megváltoztathatja a közösség összetételét és szolgáltatásainak minőségét. (Chapin & munkatársai, 2000) A faj- és genetikai diverzitás csökkenő mértéke jelentős mértékben hat az élőlényközösségek környezeti változásokra adott válaszaira is. A környezeti tényezők mai gyors változása nagy alkalmazkodóképességet kíván. Minél több faj alkot egy élőlényközösséget, annál nagyobb esélye van az alkalmazkodásra. Sok faj jelenlétével az elveszett fajok helyét a hasonló funkciót betöltő fajok átvehetik, megőrizvén az élőlényközösség
adományait
(Chapin
&
munkatársai,
2000).
Ugyanez
igaz
populációszinten is, ami azt jelenti, hogy ha egy fajnak sok populációja van, egy gyors változás hatására bekövetkező új környezetben nagyobb biztonsággal lesz olyan populáció, 55
mely képes megélni és helytállni az új feltételek mellett is, illetve képes lesz betölteni egy esetlegesen kipusztult populáció szerepét (Ehrlich & Daily, 1993).
3.3 ALTERNATÍVÁK A FAJDIVERZITÁS FOGALMÁRA
Az élővilág adományainak folytonos biztosítása kapcsán eddig leginkább a fajdiverzitásról esett szó, érintőlegesen említve a populáció- és genetikai diverzitást. Az előzőekből azonban kitűnik, hogy a fajdiverzitás sok esetben nem mutat egyértelmű korrelációt a szolgáltatások minőségével. A kihalt fajok száma sokszor nem ad elegendő információt az élőlényközösség által nyújtott szolgáltatások változásáról (Luck & munkatársai, 2003). Függetlenül attól, hogy az élőlények változatosságának előnyeit közvetlenül (pl. élelem) vagy közvetve (pl. beporzás) aknázzuk ki, ezek az adományok általában az őket létrehozó populációktól függenek. Tehát egy populációszintű változás mélyrehatóan befolyásolhatja az élőlényközösséget, ugyanakkor a fajdiverzitás változása olykor nincs rá hatással. Terjedőben van a funkcionális diverzitás (Tilman, 2001 cit. Díaz & Cabido, 2001) fogalma,
amely
a
fajdiverzitásnál
jobban
alkalmazható
az
élőlényközösségek
adományainak és az élőlényközösségek összetételének összefüggésében. A funkcionális diverzitás az adott élőlényközösség fajaihoz rendelhető funkcionális tulajdonságok összessége. A fajok funkcionális tulajdonságai olyan jellemzők, melyek lényegesek a környezet változására adott reakciókban, illetve az élőlényközösségek szolgáltatásaiban. Ilyen például a szimbiotikus nitrogénfixálásra való képesség. Az olyan fajok, melyek hasonló funkcionális tulajdonságokkal rendelkeznek (vagyis egy bizonyos szolgáltatást biztosítanak) egy funkcionális típusba sorolhatók. Ilyenek lehetnek például a beporzó fajok. Az élőlényközösségek szolgáltatásainak mértéke és minősége tehát jól kifejezhető az adott közösség funkcionális típusainak számával. Egy funkcionális típus összes egyedének kipusztulása sokkal nagyobb hatással lehet az élőlényközösség által biztosított szolgáltatásokra (lokálisan meg is szűnhet az általuk biztosított szolgáltatás, például egy tó öntisztulása esetében), mintha ugyanennyi számú, de különböző funkcionális típusba tartozó faj tűnne el az adott élőlényközösségből. Ugyanez érvényes bizonyos faj vagy fajok hozzáadása esetén. Ha az új faj egy új funkcionális típus tagja, akkor jelenléte gyökeresen megváltoztathatja, illetve kiszélesítheti az adott élőlényközösség szolgáltatás-repertoárját. 56
(Díaz & Cabido, 2001) Minél több faj tartozik egy élőlényközösségben egy bizonyos funkcionális típusba, annál kisebb eséllyel sérül az általuk véghezvitt szolgáltatás egy esetleges fajvesztés során. Továbbá annál nagyobb a valószínűsége, hogy egy drasztikus környezeti változást a funkcionális típus bizonyos számú faja túlél, és fenntartja az adott szolgáltatást. A funkcionális típusnál még specifikusabb fogalmat vezettek be Luck & munkatársai (2003). Ez az ún. szolgáltatást nyújtó egység (service-providing unit, SPU). A funkcionális típus
esetében
a
különböző
funkciók
nem
feltétlenül
azonosak
magukkal
a
szolgáltatásokkal*, míg a szolgáltatást nyújtó egység fajai jól körvonalazható szolgáltatásokat biztosítanak (vagy biztosíthatnak a jövőben) bizonyos tér- és időskálán. Egy egység egy vagy több populációból is állhat. Nagyon valószínű, hogy egy bizonyos szolgáltatáshoz sok faj járul hozzá, a hozzájárulás mértéke viszont fajok és szolgáltatások szerint változó. A szerzők a „szolgáltatást nyújtó egység” fogalmát alkalmasnak tartják arra, hogy a különböző fajok populációit hozzárendeljük a megfelelő szolgáltatáshoz, továbbá
arra,
hogy
a
fajkihalások
szolgáltatásokra
való
hatását
könnyebben
megjósolhassuk. (Luck & munkatársai, 2003)
*
A talaj lebontói több funkciót is véghezvihetnek: detoxikálás, fémek komplexbe vitele, vízoldékonnyá
tétel. Mint szolgáltatást nyújtó egység, ők a lebontók.
57
4
SZAKMÓDSZERTANI FEJEZET
4.1 BEVEZETÉS: A SZAKDOLGOZAT TÉMÁI
Szakdolgozatomban az élő természet által nyújtott, az emberiség javát szolgáló adományokat – a materiális javakat és a szolgáltatásokat – ismertetem egy saját kidolgozású csoportosítás szerint. A materiális javak csoportjába tartoznak maguk az élőlények, bizonyos részeik, illetve szervezetük bizonyos anyagai. Ilyenek – a teljesség igénye nélkül – az élelem (vadon élő és termesztett/tenyésztett élőlények), a gyógyhatású anyagok (pl. gyógynövények), vagy az ipari alapanyagok (pl. fa, olaj, kaucsuk). A szolgáltatások fogalmát a megszokottnál tágabb értelemben használom, ideértve minden olyan, az élővilág által nyújtott közvetlen vagy közvetett szolgáltatást, amely bizonyítottan hasznos az emberiségnek. Az élőlényközösségek, illetve bizonyos fajaik szolgáltatásai
olyan
folyamatok,
illetve
állapotok,
amelyek
közül
egyesek
nélkülözhetetlenek az emberi élethez, mások gazdagítják azt. Ezek biztosítják továbbá az élőlényközösségek, illetve tagjaik által termelt materiális javak folyamatos elérhetőségét. A szolgáltatások három csoportba sorolhatók. Az első csoportba tartozók létfenntartó funkciót töltenek be, az ember fiziológiai szükségleteit elégítik ki, vagyis lehetővé teszik és fenntartják az életünkhöz nélkülözhetetlen körülményeket. Ilyenek például az oxidáló légkör kialakítása, a relatív éghajlati stabilitás fenntartása, a talajvédelem vagy a növények beporzása. A második csoportba tartoznak mindazon szolgáltatások, amelyek az ember nemfiziológiai szükségleteit hivatottak szolgálni, tehát a lelki, esztétikai, kulturális és egyéb igényeit. A szolgáltatások harmadik csoportjába olyan élőlények általi tevékenységek tartoznak, melyeket az ember különböző ipari, illetve technológiai folyamatokban irányítottan használ. Élőlényeket alkalmaznak például az élelmiszeriparban, a textiliparban, valamint a talaj- és víztisztítás során. Dolgozatom fő célja rávilágítani az élővilág adományainak, illetve az élőlények sokféleségének nélkülözhetetlenségére és pótolhatatlanságára. A modernkori tömeges fajkihalás következményeként az élő természettől kapott javak és szolgáltatások veszélybe kerültek. A csökkenő biodiverzitás veszélyezteti e szolgáltatások oly mértékű
58
fennmaradását, mely az emberi civilizáció fennmaradásához szükséges és elengedhetetlen volna.
4.2 A SZAKDOLGOZAT TÉMÁINAK FELDOLGOZÁSI LEHETŐSÉGEI A KÖZÉPISKOLAI OKTATÁSBAN
Az ember a természet része, csak akkor van esélye a boldogulásra, ha együttműködik környezetével, és nem uralkodni akar felette, ami a természet törvényeinek megértését, az élet minden formájának elismerését feltételezi. Fel kell fedeztetni, hogy biológiai sokféleség nélkül nincs emberi létezés sem. (Czippán & munkatársai, 2001)
A pedagógia, illetve az oktatás egyik fontos küldetése a gyerekek értékítélő készségének fejlesztése, csiszolása. Bármely életkorban (általános iskola, középiskola), szinte bármely tantárgy keretei között lehet tanítani a gyerekeket a biológiai sokféleség értékelésére, alátámasztva azt tudományos ismeretekkel, tapasztalatokkal. Minthogy szakdolgozatom témája rendkívül szerteágazó és rengeteg környezeti problémát vet fel, alkalmazható a természettudományos tárgyak mindegyikének tanítása során, illetve a környezeti nevelésben is. A környezeti nevelés során felértékelődik a tantárgyak közötti integráció, a különböző tantárgyak ismeretkészletét összekapcsoló, harmonizáló pedagógiai törekvés. A környezeti nevelés minden pedagógus, illetve valamennyi iskolatípus és tantárgy feladata. …A kerettantervek részletesen tartalmazzák a tantárgyak e témakörhöz illeszkedő tananyagait, fejlesztési követelményeit. (Czippán & munkatársai, 2001)
A következő alfejezetben szakdolgozatom egyes, a biológia tantárgyba integrálható részeinek felhasználási lehetőségeit ismertetem.
59
4.3 „AZ ÉLŐVILÁG ADOMÁNYAI ÉS VESZÉLYEZTETETTSÉGÜK A FAJKIHALÁSOK MIATT” TÉMA INTEGRÁLÁSA A BIOLÓGIA TANTÁRGYBA A KERETTANTERV ADTA LEHETŐSÉGEK ALAPJÁN
A kerettanterv meghatározása szerint: Az általános iskolai biológiatanítás célja, hogy a tanulók tájékozottak legyenek a földi élővilág sokféleségéről, valamint az emberek és biológiai környezetük közötti kapcsolatrendszerről”, illetve „ezek tudatosításával növelje az élővilágban meglévő változatosság fennmaradásának és az emberek egészséges életének esélyeit. (Az alapfokú nevelés-oktatás kerettantervei, 2000)
A (középiskolában) biológiát tanító pedagógusnak olyan természetszemléletet és biológiai műveltséget kell kialakítani, melyben az élőlények és az életközösségek változatossága, a biológiai sokféleség jelentősége alapvető. (A középfokú nevelés-oktatás kerettantervei, 2000)
Látható tehát, hogy mind az általános, mind a középiskolai kerettantervben szerepel az élővilág sokféleségét értékként kezelő szemlélet átadása. A kerettanterv továbbá buzdítja a pedagógusokat arra, hogy a tanulók cselekedeteikben is segítsék az élővilág sokféleségének fennmaradását, természetesen a megfelelő háttértudás birtokában. Az 5. táblázatban ajánlások találhatók arra, hogy a fent jelölt tartalom hogyan építhető be a gimnáziumi tantárgyak kerettantervébe. A normál betűkkel írtak a kerettantervben is megtalálhatóak, a vastag betűs részek a kiegészítő javaslataim (Schróth, 2004 felhasználásával). A táblázatokban csak azon témakörök vannak feltüntetve, melyeknél használható a szakdolgozat valamely része.
60
5.
táblázat.
A
szakdolgozat
témájának
kerettantervi
illeszkedése
(Schróth,
2004
felhasználásával)
10. évfolyam Témakörök
Tartalmak
A vírusok, a prokarioták és az eukarióta egysejtűek
Az eukarióta egysejtűek jelentősége. A baktériumok szerepe a szennyvíztisztításban A baktériumok szerepe a talajban és a talaj tisztításában.
Az állatok teste és életműködései
Az állatok, mint heterotróf élőlények, szerepük a bioszférában. Az önfenntartó életműködések összefüggése. A környezetszennyezés (víz, levegő, talaj) hatása az állatok életmódjára, viselkedésére – pl.: kihalás, az egyedszám csökkenése
A növények teste és életműködései
A növények szerepe a bioszférában – oxigéntermelés, a szén-dioxid megkötése. Gázcsere és párologtatás- a párologtatás éghajlatmódosító szerepe A természetes vizek öntisztulásában szerepet játszó növények. Az indikátornövények. Gyógynövények.
A gombák teste és életműködései
A gombák életmódja. Gombák ipari felhasználása (élesztő). A legfontosabb ehető és mérgező gombák felismerése. A gombák táplálkozási jelentősége. A zuzmók, mint a levegő szennyezettségének indikátorai.
11. évfolyam Témakörök
Tartalmak
A sejtek felépítése és anyagcseréje A sejtek felépítése
A felhalmozódó mérgek a sejtekben - bioakkumuláció.
A sejtek anyagcsere folyamatai
A fotoszintézis, az erjedés és a biológiai oxidáció folyamatának lényege. A fotoszintézis, mint energia-befogó, nélkülözhetetlen funkció
Az ember önfenntartó életműködései és ezek szabályozása A táplálkozás
A táplálkozással kapcsolatos egészségügyi ismeretek. Sokféleség – mezőgazdasági monokultúrák problémái.
Az ember szaporodása és egyedfejlődése Általános egészségtan Egészségügyi ismeretek
Környezet-egészségtan, környezethigiéné. A lelki egészség. 61
12. évfolyam Témakörök
Tartalmak
Az öröklődés A genetikai ismeretek gyakorlati vonatkozásai
Génerózió a növénytermesztésben és az állattenyésztésben (beltenyésztés). Génbankok – laboratóriumi, állattelepek, növények. A sokféleség megőrzése.
A populációk és az életközösségek Az élettelen környezeti tényezők és ezek változásai
A legfontosabb élettelen környezeti tényezők jellemzői, a víz, a levegő és a talaj védelme. A talaj élővilágának nélkülözhetetlen szolgáltatásai.
Ökológiai rendszerek
A különböző létfontosságú anyagok körforgása a természetben. A biodiverzitás fontossága az ökológiai rendszerek fenntartásában.
Természetes és mesterséges életközösségek
A természetes életközösségek, mint önszabályozó rendszerek. Az élővilág sokféleségének fontossága.
Az élővilág evolúciója és a jelenkori bioszféra Az evolúció folyamata
A földi környezet lényeges változásainak összefüggése az élővilág evolúciójával. Az élőlények környezetformáló tevékenysége.
A bioszféra jelene és jövője
A genetikai változatosság jelentősége.
4.4 A „GYÓGYNÖVÉNYEK” TÉMAKÖR BIOLÓGIA TANTÁRGYBA ILLESZTÉSE AZ OKTATÁS KÜLÖNBÖZŐ SZÍNTEREIN
Az előző alfejezet táblázatainak tartalmi részeiben látható, hogy szakdolgozatom széleskörűen alkalmazható a gimnáziumi biológiaoktatásban. Csupán egy példát kiemelve mutatom be, hogyan képzelem a téma feldolgozását tanórai, illetve tanórán kívüli keretek (szakkör, erdei iskola) között. A gyógynövények ember általi használata kitűnő példa az élő természet adományaira. Már az emberi történelem korai szakaszában felismerték a különböző növények jótékony hatásait, s azóta is szakadatlan használjuk gyógynövények főzeteit, kivonatait. Fontos a tanulókban tudatosítani, hogy mindez a „természet ajándéka”, melyet értékelni kell. Fel kell hívni a figyelmüket a túlgyűjtés kockázatára, továbbá a veszélyeztetett fajokra is.
62
Figyelmeztetni kell a gyerekeket a gyűjtés helyének óvatos megválasztására, hiszen pl. utak mentén erősen szennyezettek lehetnek a gyógynövények is.
4.4.1
A „Gyógynövények” téma feldolgozása tanórai keretek között
Az alábbi óraterv a „Gyógynövények és hatásaik” címet viseli. Ez az óra beékelhető az alapóraszámba, vagy szakköri óra keretében is alkalmazható. Az alapóraszámba integrálás esetében jól illeszkedik a növényrendszertani részbe (7. évfolyam), illetve „A növények életműködései” című fejezetbe (10. évfolyam). Az óra bizonyos tartalmi részei felhasználhatók az ember életműködéseit tárgyaló órákon is: például az asztmás megbetegedések gyógyításában használatos gyógynövények az emberi légzés témakörében említhetők meg. Az óra fő céljai: •
Az élő természet adta javak értékként láttatása, konkrétabban a könnyen
hozzáférhető gyógynövények hatásainak és használatuknak megismertetése. •
A már ismerősen csengő nevű gyógynövények mélyebb ismerete.
•
Olyan gyógyhatású növényekről szól az óra, melyek a háztartásokban vagy a
lakóhely közelében is megtalálhatók, így a tanuló, akár otthon is, könnyen megtapasztalhatja az órán hallottakat. Az alábbi óraterv 7. osztályosoknak készült, kisebb módosításokkal 10. osztályban is felhasználható.
63
Módszer Szemléltetés
Idő
A óra menete
0-10. perc
Az óra címe: Gyógynövények és hatásaik I. Bevezetés 1. A gyógynövény fogalma • Gyógynövények: Olyan gyógyhatású növények, melyek biológiailag aktív hatóanyagokat tartalmaznak. • Sokszor ezek a növények fűszerezésre vagy illóolajként is használatosak. • Általában nem az egész növényt, csak bizonyos részét (a hatóanyagban gazdagot) használják fel. 2. A gyógynövények története: őskor, Ebers-féle papirusztekercsek, hieroglifák, ázsiai gyógyászat, klasszikus görög-római orvosok, magyar vonatkozások.
Frontális beszélgetés
II. Csoportmunka és előkészítése 1. 3-5 fős csapatok összeállítása (Módszer: padsoronként két csoport) 2. A feladat ismertetése és az anyag kiosztása Minden csapat kap egy bizonyos gyógynövényről szóló leírást, mely alapján a csapat képviselője bemutatja a növényt az osztálynak.
Tanári magyarázat
10-15. perc
Cél A „gyógynövény” fogalom tisztázása
Tanári előadás Tanulói jegyzetelés
Csoportalkotás A feladat megértése
A feladat ismertetése Anyagok kiadása Csoportmunka előkészítése
15-22. perc
Csoportmunka Az egyes növények 3. Csoportmunka megismerése Az egyes leírások áttanulmányozása. (lásd 1. számú melléklet) A kiadott anyag A leírás feldolgozása, a kiselőadás értelmező olvasása, megtervezése. feldolgozása. A kiselőadás keretei viszonylag szabadak, a tanulók szabhatják meg az előadás formai A kiselőadást tartó kereteit, természetesen előzetes tanári tanuló/tanulók koordinálással. Például: felkészülése • A gyógynövény képét is megkapják, valamely csapattag készíthet róla nagyobb rajzot, hogy bemutassa azt a kiselőadás keretében. • Meseként előadják a gyógynövény jótékony hatásait.
22-45. perc
4. Az elolvasott anyag bemutatása a többieknek. A tanulók táblázatot készítenek a kiselőadásokban elhangzottakról. (lásd. 2. számú melléklet) 64
Kiselőadás Tanulói jegyzetelés
Előadói készségek fejlesztése
4.4.2
A „Gyógynövények” téma feldolgozása szakköri keretek között
Az alábbi szakköri foglalkozást 7-9. osztályos gyerekeknek ajánlom. A foglalkozás célja a gyógynövények, valamint otthoni alkalmazásuk és hatásaik megismertetése a gyerekekkel. Fontos, hogy a kezükbe foghassák, megszagolhassák a különböző szárított és friss gyógynövényeket, valamint gyakorlatban tapasztalják meg hatásaikat. A mai magyar oktatásban nagyon kevés teret kap a megtapasztalás (talán időhiány miatt), ezért szakkörön ezt a területet kellene erősíteni. Idő
A foglalkozás menete
0-20. perc
Gyógynövények és hétköznapjaink 1. Bevezetés • Gyógynövények: Olyan gyógyhatású növények, melyek biológiailag aktív hatóanyagokat tartalmaznak. • Sokszor ezek a növények fűszerezésre vagy illóolajként is használatosak. • Általában nem az egész növényt, csak bizonyos részét (a hatóanyagban gazdagot) használják fel. A gyógynövények története: őskor, Ebers-féle papirusztekercsek, hieroglifák, ázsiai gyógyászat, klasszikus görög-római orvosok, magyar vonatkozások.
Módszer
Cél
A „gyógynövény” Frontális beszélgetés fogalom tisztázása Tanári előadás
20-50. perc
Csoportos gyakorlati 2. Szakköri tevékenységek a gyerekek aktív Tanári közreműködésével magyarázat munka kivitelezése • Teakészítés gyűjtött és hozott növényekből. Teakészítés Ha van rá lehetőség, előző nap a gyerekekkel együtt lehet begyűjteni a növényeket. (Ajánlott: csalántea, kamillatea, illetve recept alapján általános ellenállóképesség fokozó tea) • Receptkönyvek és gyógynövényes könyvek nézegetése • Ismerkedés a frissen szedett, és a szárított gyógynövényekkel. • Teakóstolás
50-90. perc
3. Gyógynövények felismerésének gyakorlása Játék játék formájában. Memóriajáték Különböző hazai fajok képe illetve neve és főbb hatása találhatók meg a kártyákon. Mindig a pár egyik fele a szöveg, másik a rajz. Az összetartozó párokat kell megkeresni a játék során. (3. számú melléklet)
65
Gyógynövények felismerésének gyakorlása, elmélyítése felismerésének gyakorlása, elmélyítése
4.4.3
Gyógynövények az erdei iskolában
Bármely erdei iskolai programba – helytől és időponttól függetlenül – beilleszthető gyógynövényekkel kapcsolatos foglalkozás. Javaslatom az adott területen gyógynövénytérképének elkészítése. A terep előzetes felmérése után a pedagógus listázza az adott terület gyógynövényfajait. E listát felhasználva a gyerekekkel együtt elkészíthetők a később használandó gyógynövény- jelzőtáblák. A tábla lényegében egy hurkapálcára erősített kartonlap. A lapok megírásához, megrajzolásához gyógynövényekről szóló könyvekkel nyújtunk segítséget a gyerekeknek. A táblákon látható a növény képe, neve és gyógyító hatásának mibenléte (4. számú melléklet). Természetesen egyféle táblából sok másolatot kell készíteni. A feladat kivitelezéséhez szükséges egy részletes terepi térkép is, lehetőleg az ösvények bejelölésével (esetleg előző nap egy földrajzi jellegű foglalkozáson elkészíthető). Maga a feladat pedig az, hogy a megadott útvonalon végighaladva jelöljék a gyerekek a gyógynövény-egyedeket a megfelelő tábla növény mellé szúrásával. Ez kivitelezhető csoportmunkával, mely esetben mindegyik táblából (több darabnak) kell lennie minden csapatnál. Emellett megoldható a feladat egyéni munkával is, ekkor csak egyféle táblát (több darabot) kap egy tanuló. A terep bejárása és a gyógynövények helyének megjelölése után a térképre bejelölhetőek a megtalált egyedek. Az összes egyed helyének térképre való jelölésével megkapjuk az adott terület gyógynövénytérképét.
4.5 A MÓDSZERTANI FEJEZET ÖSSZEFOGLALÁSA
A Természetvédelmi törvény kimondja, hogy …természeti értékeink védelme, a természetvédő szemlélet kialakítása elsődleges állami feladat. Kiemelt szerepet kell biztosítani a természet értékeinek megóvásában a civil szférának, az állampolgároknak, hiszen a nemzeti kincsnek minősülő természeti értékeink megőrzése az állampolgárok és önszerveződő csoportjaik aktív részvétele nélkül nem lehetséges. (1996. évi LIII. törvény)
Az élővilág jelenlétét, jelentőségét, tevékenységét és nem utolsósorban hasznosságát az iskolai oktatás során sok helyen, különböző formában hangsúlyozzák. Helyet kap a 66
természettudományos tárgyakban, illetve a környezeti nevelésben is. Az élő természet által nyújtott adományok ismertetése sokszínűen integrálható az általános- és középiskolai biológiaoktatásba. Sokszor merül fel az élővilág sokféleségének fontossága és értékelése a biológia tantárgy keretén belül. Századunkban kiemelt feladat az élővilág adta adományok megóvása, fenntartása, tehát rendkívül fontos kialakítani e törekvést minden gyermekben. Ez leginkább az oktatás feladata. A szakórák keretén belül kell átadni a tanulóknak az élővilágra és annak adományaira vonatkozó ismereteket. Az oktatói-nevelői munka szélesebb horizontján, a tanórán kívüli tevékenységek során juthat a tanuló kézzelfogható tapasztalatokhoz és élményekhez, melyek nélkülözhetetlenek a környezettudatos magatartás kialakításához, vagyis az élő természet értékeléséhez és tiszteletben tartásához.
67
5
KONKLÚZIÓ
Az ember a bioszféra része, így függ annak alkotóelemeitől és azok kapcsolataitól. Sokszor ezekből a kapcsolatokból származnak olyan nélkülözhetetlen ökológiai szolgáltatások, melyek biztosítják az emberi életet és civilizációnk fennmaradását. A Földön élő fajok tíz, vagy akár csak egy százalékának eltávolítása olyan, mintha egy rendkívül összetett szerkezet darabjait pusztítanánk véletlenszerűen, miközben vakon reméljük, hogy nem sérül egyetlen számunkra fontos állapot vagy folyamat sem. Az egész olyan, mintha egy hatalmas ökológiai rulettet játszanánk, melynek katasztrofális következményei lehetnek, főként a jövő generációira nézve (Kellert, 1997). Az elvesztett fajok, illetve ezek szolgáltatásainak pótlása nagyon költséges, hosszú távon nehezen képzelhető el (Ehrlich & Mooney, 1983). A szolgáltatások rendszerének komplexitása miatt nem jósolható meg előre, hogy egy-egy faj kihalása milyen következményekkel jár, illetve mely szolgáltatásokat érinti. A szolgáltatások veszélyeztetésével aláássuk gazdaságunkat,
beszűkítjük
lehetőségeinket,
csökkentjük
jómódunk
esélyeit,
és
kockáztatjuk civilizációnk létét. Tömeges fajkihalásban már többször volt része a Földnek és eddig mindig sikerült felépülnie, kigyógyulnia belőle. Sőt, a tömeges kihalások még serkentik is az evolúciós újításokat, hiszen teret adnak a próbálkozásoknak. Akkor miért aggódunk? Gondoljunk csak bele e folyamatok időléptékébe! Egy-egy tömeges kihalás után a Föld újranépesüléséhez évmilliók kellettek (Gould, 1990). Az evolúció nem „törődik” azzal, hogy hány és mely fajokat kell nélkülöznie előrehaladása folyamán. Ha úgy esik, a Homo sapiens is minden további nélkül "áldozattá" válhat. Mi valójában nem Földünk távoli jövőjét féltjük. A Homo sapiens faj mintegy 200 ezer éves történetet mondhat magáénak. Nagyon valószínű, hogy az általunk gerjesztett kihalási folyamat végére nem lesz egy ember sem, aki ezt dokumentálhatná. Soha nem tudhatjuk, hogy melyik dominódarab a Homo sapiens jelzésű, és mely faj után következik. Sorsunk erősen függ a biodiverzitás mértékétől, míg a bioszféra fennmaradása szempontjából a mi létünk messze nem játszik ekkora szerepet. Magunkat előbb sodorjuk veszélybe a fajok tömeges kipusztításával, mint magát a földi életet. Civilizációnk fennmaradása miatt erősen érdekünkben áll fenntartani a Föld biodiverzitását. Csak bizonyos mértékű sokféleség biztosíthatja azokat az adományokat, amelyeken jelenlegi jólétünk és gyermekeink jövője múlik. 68
MELLÉKLETEK
1. számú melléklet Az óratervben leírt csoportmunkához készített anyag. (Jelen dolgozatban csak négy gyógynövény leírását jelenítem meg terjedelmük miatt. Egy nagyobb létszámú osztályban természetesen több leírásra van szükség.) (A leírások Rápóti & Romváry, 1999 felhasználásával)
CSALÁN (Urtica dioica) A csalánfélék családjába tartozó, hazánk egész területén előforduló, sokszor erdők aljnövényzeteként is nagy tömegekben élő növény. Minden szerve szőrökkel borított, ha testhez ér, égető, viszkető fájdalmat okoz. A csalánnak a leveleit és a gyökérzetét kell gyűjteni. A levélgyűjtést célszerűen úgy végzik, hogy a szárat az alján két ujj közé fogják, és felfelé irányulóan lehúzzák róluk a leveleket. A gyűjtők kesztyűs kézzel dolgoznak. A levél B- és C-vitamint is tartalmaz. Teáját reuma, köszvény, cukorbaj, vízkór, csalánkiütés, hólyaghurut, magas vérnyomás, bőrkiütések ellen, valamint vizelethajtónak, köhögés csillapítására stb. isszák. Külsőleg aranyeres bántalmak ellen ülőfürdőként, bőrkiütésekre borogatóként, hajhullás és korpaképződés, valamint hajzsírosodás ellen mosóvízként, torokgyulladás ellen gargalizáláshoz használják. Hajvizet is készítenek belőle. A fiatal csalánlevélből főzeléket készítenek, valamint fiatal állatokkal – malacokkal, baromfiakkal stb. – is etetik, mivel vitaminokat és a szervezet számára szükséges sókat is tartalmaz. Reumás bántalmak gyógyítására a fájdalmas végtagokat friss csalánhajtásokkal megcsapkodják. Gyökérzetét gyűjtés után beszárítják. Teáját főleg bélhurut ellen isszák, külsőleg pedig hajmosásra használják, hullás és korpásodás ellen. Reuma elleni fürdőket is készítenek vele.
69
ÉDESKÖMÉNY ( Foeniculum vulgare) Az ernyősvirágúak családjába tartozó, a Földközi-tenger mellékéről származó, hazánkban is termesztett, illatos, évelő növény. Már az ókori Kínában és Egyiptomban is termesztették. Az édeskömény termését használják gyógyászati célra, mely zöldesbarna színű, kellemes, jellemző illatú, kissé csípős, édeskés ízű. Az édeskömény hatása nyálkaoldó, szélhajtó, emésztést serkentő, étvágyjavító, görcsoldó, ízjavító, vizelethajtó, tejszaporító. Használják magában vagy hasonló célú teakeverékben. Csecsemők szélhajtó teája. Torokgyulladás ellen öblögető, szemgyulladásnál borogató. Gyakran alkalmazott likőr- és élelmiszeripari fűszer. Kenyérbe is sütik, péksüteményekre, teasüteményekre is hintik. Illó olaját az illatszeripar használja. Fog- és szájápolószerek, fogkrémek, fogporok elmaradhatatlan ízesítője. A növény fiatal levélzetéből az olaszok salátát és főzeléket is készítenek.
KAMILLA (Matricaria chamomilla) A fészkesvirágzatúak családjába tartozó, az ország minden táján megtalálható, nagy tömegekben azonban Alföldünk szikes legelőin termő növény. Termesztjük is. A kamillavirág egyik legfontosabb, legkeresettebb gyógynövényünk. Gyűjtés után a virágot nem szabad rétegesen kiteríteni, hanem szinte virágot virág mellé kell vékonyan elhinteni. A kamilla forrázással készült teája nyugtató, görcsoldó, szélhajtó, gyomorerősítő, emésztést serkentő, izzasztó, fertőtlenítő, gyomor- és bélbajokat megszüntető hatású. Külsőleg szemborogató, toroköblítő, foghúserősítő. Nem csupán gyógyteaként használják, hanem sokaknak mindennapi italuk is, mert íze kellemes és jó közérzetet nyújt.
70
VADGESZTENYE (Aesculus hippocastanum) A vadgesztenyefélék családjába tartozó, parkokban, fasorokban ültetett díszfa. Levelét és termését használják gyógyászati célra. Hatása összehúzó, erősítő, gyomorés bélgörcsoldó, trombózist megelőző. Levelét házi szerként bélhurut, belső vérzések ellen használják. Külsőleg pattanásos arcbőr kezelésére mosdóvíz gyanánt használják. A mag B-, C-, K-vitamint is tartalmaz. Készítményei az érrendszert erősítik, trombózist, lábszárfekélyt, visszérgyulladást gyógyítják, a véralvadást lassítják. Enyhítik a fájdalmas havi vérzést, megszüntetik a sérülések utáni, valamint az agy- és tüdővizenyőt is. A vadgesztenyefa kérgéből készített származékot napozó, fényvédő kenőcsök és krémek, napolajak készítésére használják. A készítmények az ártalmas ultraibolya sugarakat elnyelik. Előállítható a magból étkezésre is alkalmas zsírosolaj, alkohol, cserzőanyag és ragasztóanyag is.
2. számú melléklet Ajánlott táblázatforma a kiselőadások jegyzeteléséhez
A gyógynövény neve Pl. vadgesztenye
Mely része gyógyhatású
Mit gyógyít, mire használják
levél
trombózis, visszérgyulladás enyhíti a havi vérzést
mag
fényvédő kenőcsök (UV elnyelő)
71
3. számú melléklet A memóriajáték néhány kártyája (Rápóti & Romváry, 1999 felhasználásával)
BÚZAVIRÁG
KÖKÉNY
gyulladáscsökkentő
hashajtó
SALÁTABOGLÁRKA
GYERMEKLÁNCFŰ
magas vérnyomás ellen
étvágygerjesztő
SZARKALÁB
MADÁRBERKENYE
hashajtó, értágító C-vitamin pótló vizelethajtó
SZEDER
BODZA
hasmenés ellen
köhögéscsillapító
ORBÁNCFŰ
PAPSAJT
magas vérnyomás ellen
torokgyulladás ellen
KAMILLA
ÚTIFŰ
fertőtlenítő
köhögéscsillapító
72
4. számú melléklet Minták a gyógynövénytáblák készítéséhez (Hely: bükkös a Bakonyban, Idő: május) (Rápóti & Romváry, 1999 felhasználásával)
MADÁRBERKENYE (Sorbus aucuparia) A berkenyevirágból enyhe hashajtó- és vizelethajtó hatású tea készíthető. A friss gyümölcsöt C-viatamin pótlására használják.
ORVOSI KANKALIN (Primula veris) A
gyökér
köhögés
elleni
teakeverék
készítéséhez használható. A virágjából készített kivonat nyálkaoldó hatású.
73
KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS
Köszönettel tartozom Baranyay Péternek, Schróth Ágnesnek, Urbán Gabriellának és Vértesaljai Máriának segítségükért és tanácsaikért.
74
IRODALOMJEGYZÉK
1.
Appenzeller, T. (1994): Biosphere 2 makes a new bid for scientific credibility Science 263, 1368-1369.
2.
Az alapfokú nevelés-oktatás kerettantervei (2000). Dinasztia Kiadó-ház Kft., Budapest.
3.
A középfokú nevelés-oktatás kerettantervei (2000). Dinasztia Kiadó-ház Kft., Budapest.
4.
Baskin, Y. (1997): The work of nature: How the diversity of life sustains us Island Press, Washington D. C.
5.
Beattie, A. J. (1992): Discovering new biological resources – chance or reason? BioScience 42, 290-292.
6.
Bonan, G. B., Pollard, D. & Thompson, S.L. (1992): Effects of boreal forest vegetation on global climate Nature 359, 716-718.
7.
Bormann, F. H., Likens, G. E., Fisher, D. W. & Pierce, R. S. (1997): Nutrient loss accelerated by clear-cutting of a forest ecosystem In: Goudie, A. (ed.)(1997): The human impact reader, Blackwell Publishers, Oxford. 158-162.
8.
Burd, M. (1994): Bateman’s principle and plant reproduction: The role of pollen limitation in fruit and seed set Botanical Review 60, 81-109.
9.
Chapin III, F. S., Zavaleta, E. S., Eviner, V. T., Naylor, R. L., Vitousek, P. M., Reynolds, H. L., Hooper, D. U., Lavorel, S., Sala, O. E., Hobbie, S. E., Mack, M. C. & Díaz, S. (2000): Consequences of changing biodiversity Nature 405, 234242.
10.
Charlson, R. J., Lovelock, J. E., Andreae, M. O. & Warren, S. G. (1987): Oceanic phytoplankton, atmospheric sulphur, cloud albedo and climate Nature 326, 655661.
11.
Cohen, J. E. & Tilman, D. (1996): Biosphere 2 and biodiversity: The lessons so far Science 274, 1150-1151.
12.
Cohn, J. P. (2002): Biosphere 2: Turning an experiment into a research station BioScience Vol. 52 No. 3, 218-223.
13.
Cristancho, S. & Vining, J. (2004): Culturally-defined keystone species Human Ecology Review (in press).
75
14.
Czippán, K., Dán, K., Felvinczi, K., Gazdag, R. & Lehocki, J. (szerk.)(2001): Kerettantervi segédlet a környezeti neveléshez, a könyvtárhasználathoz és az egészségneveléshez. Oktatási Minisztérium, Budapest.
15.
Daily, G. C. (ed.)(1997a): Nature’s Services Island Press, Washington D. C.
16.
Daily, G. C. (1997b): Introduction: What are ecosystem services? In: Daily, G. C. (ed.)(1997): Nature’s Services Island Press, Washington D. C. 1-10.
17.
Daily, G. C., Matson, P. M., & Vitousek P. M. (1997): Ecosystem services supplied by soil In: Daily G. C.(ed)(1997): Nature’s Services Island Press, Washington D. C. 113-133.
18.
de Groot, R. S., Wilson, M. A. & Boumans, R. M. J. (2002): A typology for the classification, description and valuation of ecosystem functions, goods and services Ecological Economics 41, 393-408.
19.
Diamond, J. M. (1989): The present, past and future of human-caused extinctions Phil. Trans. R. Soc. London B 325, 469-477.
20.
Díaz, S. & Cabido, M. (2001): Vive la différence: plant functional diversity matters to ecosystem processes TRENDS in Ecology & Evolution Vol.16 No.11, 646-655.
21.
Dunkel, Z. (1996): Az élő felszín szerepe a légkör és az éghajlat alakításában Természet Világa I. Különszáma, 52-55.
22.
Ehrlich, P. R. & Daily, G. C. (1993): Population extinction and saving biodiversity Ambio Vol. 22 No. 2-3, 64-68.
23.
Ehrlich, P. & Ehrlich, A. (1981): Extinction: The causes and consequences of the disappearance of species Random House, New York. Magyarul: Ehrlich, P. & Ehrlich, A. (1995): A fajok kihalása Göncöl Kiadó, Budapest.
24.
Ehrlich, P. R. & Mooney, H. A. (1983): Extinction, substitution, and ecosystem services BioScience Vol. 33 No. 4, 248-253.
25.
Ehrlich, P. R. & Wilson, E. O. (1991): Biodiversity studies: Science and policy Science 253, 758-762.
26.
Ewel J. J., Mazzarino M. J. & Berish C. W. (1991): Tropical soil fertility changes under monocultures and successional communities of different structure Ecological Applications Vol. 1, No. 3, 289-302.
27.
Frank, G., Chand D., Mayol-Bracero, O. L., González, S., Soto, L., Andreae, M. O. & Artaxo, P. (2003): Cloud condensation nuclei in the Amazon Basin Geophysical Research Abstracts 5, 13377.
28.
Goudie, A. (ed.)(1997): The human impact reader Blackwell Publishers, Oxford. 76
29.
Hayden, B. P. (1998): Ecosystem feedbacks on climate at the landscape scale Phil. Trans. R. Soc. Lond. B 353, 5-18.
30.
Dr
31.
Dr
Horváthné
Dr
Mosonyi, M. (1998): Az élelmiszerismeret és technológia I. Hajnal
Imre Egészségtudományi Egyetem Egészségügyi Főiskolai Kar, Budapest. Horváthné
Dr
Mosonyi, M. & Varga, Zs. (1998): Az élelmiszerismeret és
technológia II. Hajnal Imre Egészségtudományi Egyetem Egészségügyi Főiskolai Kar, Budapest. 32.
Juhász-Nagy, P. (1984): Beszélgetések az ökológiáról Mezőgazdasági Kiadó, Budapest
33.
Kellert, S. R. (1993): The biological basis for human values for nature In: Kellert, S. R. és Wilson, E. O. (eds.)(1993): The biophylia hypothesis Island Press, Washington. 42-69.
34.
Kellert, S. R. (1997): The value of life: Biological diversity and human society Island Press, Washington.
35.
Kevan, P. G. (1999): Pollinators as bioindicators of the state of the environment: species, activity and diversity Agriculture, Ecosystems and Environment 74, 373393.
36.
Kéri, A. (2004): A biológiai vízminősítés és szerepe a környezeti nevelésben In: Schróth, Á. (szerk.)(2004): Környezeti nevelés a középiskolában Trefort Kiadó, Budapest. 160-178.
37.
Kovács, M. G. (2002): Mikorrhiza vizsgálatok alföldi területeken Ph. D. értekezés, SZTE Növénytani Tanszék, Szeged.
38.
Kremen, C., Williams, N. M. & Thorp, R. W. (2002): Crop pollination from native bees at risk from agricultural intensification Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 99, 16812-16816.
39.
Kunin, W. E. & Lawton, J. H. (1996): Does biodiversity matter? Evaluating the case for conserving species In: Gaston K. J. (ed.)(1996): Biodiversity Blackwell Science, Oxford. 283-308.
40.
Lawton, J. H. (1991): Are species useful? Oikos 62, 3-4.
41.
Lawton, J. H. (1994): What do species do in ecosystems? Oikos 71, 367-374.
42.
Lawton, J. H. & Brown, V. K. (1993): Redundancy in ecosystems In: Schulze, E. D. & Mooney, H. A. (eds.) (1993): Biodiversity and ecosystem function Springer Verlag, New York. 255-270.
43.
Lenton, T. M. (1998): Gaia and natural selection Nature 394, 439-446. 77
44.
Lerdau, M. & Slobodkin, L. (2002): Trace gas emissions and species-dependent ecosystem services TRENDS in Ecology and Evolution Vol. 17 No. 7, 309-312.
45.
Luck, G. W., Daily, G. C. & Ehrlich, P. R. (2003): Population diversity and ecosystem services TRENDS in Ecology and Evolution Vol. 18 No. 7, 331-336.
46.
Margóczi, K. (1998): Természetvédelmi biológia JATEPress, Pécs
47.
Márkus, F. (1995): A biológiai sokféleség jelentősége a mezőgazdaságban Természet Világa II. különszám, 29-31.
48.
May, R. (1990): How many species? Phil. Trans. R. Soc. London B 330, 293-304
49.
Mészáros E. (1999): New results on he chemical composition of aerosol particles in the atmosphere. Are cloud condensation nuclei produced by the biosphere? Quarterly Journal of the Hungarian Meteorological Service 103/2, 85-91.
50.
Meyer, O. (1993): Functional groups of microorganisms In: Schulze E. D & Mooney H. (eds.)(1993):Biodiversity and ecosystem functions, Spiener-Verlag, Berlin. 68-71.
51.
Mills, L. S., Soulé, M. E. & Doak, D. F. (1993): The keystone-species concept in ecology and conservation BioScince Vol. 43 No. 4, 219-224.
52.
Moffat, A. S. (1993): Clearcutting’s soil effects Science 261, 1116.
53.
Myers, N. (1996): Environmental services of biodiversity Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93, 2764-2769.
54.
Nabham, G. P & Buchmann, S. L (1997): Services provided by pollinators In: Daily G. C. (ed.)(1997): Nature’s Services Island Press, Washington 177-195.
55.
Naeem, S., Thompson, L. J., Lawler, S. P., Lawton, J. H. & Woodfin, R. M. (1994): Declining biodiversity can alter the performance of ecosystems Nature 368, 734737.
56.
Naeem, S., Thompson, L. J., Lawler, S. P., Lawton, J. H. & Woodfin, R. M. (1995): Empirical evidence that declining species diversity may alter the performance of terrestrial ecosystems Phil. Trans. Royal Society London 347, 249-262.
57.
Naylor, R. L. & Ehrlich, P. R. (1997): Natural pest control services and agriculture In: Daily G. C. (ed)(1997): Nature’s Services Island Press, Washington D. C. 151177.
58.
Paine, R. T: (1969): A note on trophic complexity and community stability American Naturalist 103, 91-93.
59.
Peterson C. H. & Lubchenko J. (1977): Marine ecosystem services In: G. C. Daily (1997): Ecosystem Services Island Press, Washington 78
60.
Pimm S. L., Gareth J. R., Gittleman J. L. & Brooks T. M. (1995): The future of biodiversity Science 269, 347-350.
61.
Polgár, A. L. (1999): Antagonista élő szervezetek – hasznos élő szervezetek In: Polgár,
A.
L.
(szerk.)(1999):
A
biológiai
növényvédelem
és
helyzete
Magyarországon MTA Növényvédelmi Kutatóintézete, Budapest 67-100. 62.
Power, M. E., Tilman, D., Estes, J. A., Menge, B. A., Bond, W. J., Mills, L. S., Daily, G. C., Castilla, J. C., Lubchenco, J & Paine, R. T. (1996): Challenges in he quest for keystones BioScienceVol. 46 No. 8, 609-620.
63.
Rápóti, J. & Romváry, V. (1999): Gyógyító növények (Tizenharmadik kiadás). Medicina Könyvkiadó Rt., Budapest.
64.
Renner, S. (1995): Floral rewardlessness in the angiosperms Association for Tropical Biology Program and Abstracts 14
65.
Roberts, G. C., Andreae, M. O., Zhou, J. & Artaxo, P. (2001): Cloud condensation nuclei in the Amazon Basin: „Marine” conditions over the continent? Geophysical Research Letters 28/14, 2807-2810.
66.
Roubik, D. W. (1995): Pollination of cultivated plants in the tropics. Food and Agriculture Organization, Rome.
67.
Salati E. & Nobre C. A. (1991): Possible climatic impacts of tropical deforestation Climatic Change 19, 177-196.
68.
Sági, F. (1994): Energiahasznosítás a mezőgazdaságban Országos Mezőgazdasági központ és Dokumentációs központ, Budapest.
69.
Sárvári, É. (1998): Nitrogén- és kénautotrófia In: Láng, F. (szerk.)(1998): Növényélettan – A növényi anyagcsere ELTE Eötvös Kiadó, Budapest.
70.
Schaefer V. J.(1970): Condensation nuclei: Production of very large numbers in country air Science 170, 851-852.
71.
Schnell R. C. & Vali G. (1972): Atmospheric ice nuclei from decomposing vegetation Nature 236, 163-165.
72.
Schróth,
Á.
(2004):
Környezeti
tartalmak
a
7
–
12.
évfolyamok
természettudományos tantárgyainak kerettantervi anyagában In: Schróth, Á. (szerk.)(2004): Környezeti nevelés a középiskolában Trefort Kiadó, Budapest. 73.
Schulze E. D. & Mooney H. (ed.)(1993): Biodiversity and ecosystem functions Spiener-Verlag, Berlin.
79
74.
Schulze E. D. & Mooney H. (1993): Ecosystem function of biodiversity: A summary In: Schulze E. D. & Mooney H. (eds.)(1993): Biodiversity and ecosystem functions Spiener-Verlag, Berlin, 497-510.
75.
Schwarczinger, I. & Polgár, A. L. (1999): Gyomnövények elleni biológiai védekezés In: Polgár, A. L. (szerk.)(1999): A biológiai növényvédelem és helyzete Magyarországon MTA Növényvédelmi Kutatóintézete, Budapest 152-181.
76.
Schwartzman, D. W. & Volk, T. (1989): Biotic enhancement of weathering and the habitability of Earth Nature 340, 457-460.
77.
Shukla, J. & Mintz, Y. (1982): Influence of land-surface evapotranspiration on the Earth’s climate Science 215, 1498-1501.
78.
Shukla, J., Nobre, C. & Sellers, P. (1990): Amazon deforestation and climate change Science 247, 1322-1325.
79.
Somogyi, Z. (2001): Erdő nélkül? L’Harmattan, Budapest.
80.
Szabó, I. M. (1989): A bioszféra mikrobiológiája III. Akadémiai Kiadó, Budapest.
81.
Tilman, D. (2001): Functional diversity In: Levin, S. A. (ed.)(2001): Encyclopedia of biodiversity (Vol. 3), Academic Press, 109-120.
82.
Turóczi, Gy. (1999): Biológiai védekezés növényi kórokozókkal szemben In: Polgár, A. L. (szerk.)(1999): A biológiai növényvédelem és helyzete Magyarországon MTA Növényvédelmi Kutatóintézete, Budapest. 100-152.
83.
Vida G. (1995): Diverzitási stratégia és koevolúció a bioszférában Természet Világa I. különszám, 51-55.
84.
Vida G. (2001): Helyünk a bioszférában Typotex Kiadó, Budapest.
85.
Vietmeyer, N. D. (1986): Lesser-known plants of potencial use in agriculture and forestry Science 232, 1379-1384.
86.
Vitousek, P. M. & Hooper, D. U. (1993): Biological diversity and terrestrial ecosystem biogeochemistry In: Schulze E. D. & Mooney H. (eds.)(1993): Biodiversity and ecosystem functions, Spiener-Verlag, Berlin, 3-14.
87.
Walford, R. L. (2002): Biosphere 2 as voyage of discovery: The serendipity from inside BioScience Vol. 52 No. 3, 259-263.
88.
Walter H. & Breckle, S. (1985): Ecological systems of the geobiosphere Springer, Berlin.
89.
Watambe, M. E. (1994): Pollination worries rise as honey bees decline Science 265, 1170.
80
90.
Westman, W. E. (1977): How much are nature’s services worth? Science 197, 960964.
91.
Wilson, E.O. (1984): Biophilia: The human bond with other species Harvard University Press, Cambridge.
81
