|
|
|
Ökológiai módszerek a mikológiában |
|
|
|
|
Írta: Varga Torda
|
|
2010. február 18. |
| 1. Bevezetés |
| A gombák komolyabb és összetettebb ökológiai kutatásai csupán néhány évtizedes múltra tekintenek vissza. Ez a tudományterület fejlődésének kezdeti szakaszában van, annak ellenére, hogy a gombák szerepe egy-egy életközösségben cseppet sem elhanyagolható bármely más élőlényhez képest, sőt, amint látni fogjuk, a táplálkozási láncban betöltött szerepükön túl más fontos funkciót is ellátnak. |
| |
Ahhoz hogy megismerjük a gombák szerepét az élővilágban, hogy lássuk mely csoportok milyen funkciót látnak el egy-egy életközösségben, elsőként terepi munkákat kell folytatnunk. Ezt követően a terepi munkához szorosan kapcsolt labor munkák elengedhetetlenek, mivel a gombák határozása nagyon nehéz, az esetek 99%-ban mikroszkóp nélkül nem is lehetséges. Ha sikerült egy óriási adathalmazt kreálnunk ezeket fel kell dolgoznunk valahogy és értékelnünk kell az eredményeket. Rendkívül érdekes ilyen szempontból a ma már lassan szuverén tudományként elismert hálózatok tudomány alkalmazása.
E rövid szöveg célja egy kisebb áttekintés, nem pedig részletes, a módszertanokat mélyen érintő tudományos publikáció, ezért a teljesség igénye nélkül böngésszen a kedves olvasó. |
|
2. A gombák szerepe a bioszférában
|
Főleg heterotróf lebontó szervezetek a gombák, azaz autotróf, producens élőlények, valamint primer és szekunder konzumensek szerves anyagait, anyagcseretermékeit bontják le. Ezen tevékenységük révén nagyon nagy szerepük van az anyagok (s ezáltal az energia) körforgásában, főleg amiatt, hogy a földön legnagyobb mennyiségben előforduló szerves anyag a cellulóz, és ezt néhány baktériummal együtt csak a gombák képesek lebontani. Az anyagkörforgásban betöltött szerepük fontosságának bemutatására még azt a példát is felhozhatjuk, hogy ha a gombák eltűnnének egyik napról a másikra, a szén-dioxid, ami a fotoszintézis nélkülözhetetlen eleme, néhány évtized alatt elfogyna a légkörből. Az előző szerepük mellett fontosak szimbiózis kapcsolataik az élővilág összes képviselőivel: prokariótákkal, algákkal, állatokkal, növényekkel. (Jakucs 2003)
A gombák megtalálhatóak bárhol a bioszférában. A talajban a növényi gyökér és állati maradványok/tetemek bontásán kívül, a növények gyökérvégein mikorrhiza formájában mindenhol előfordulnak, és ez nem túlzás, mivel az edényes növények 80-90%-a mikorrhiza képző faj. A talajokban előfordulnak ragadozó gombák is, így a Zoopagomycetes osztály képviselői is. A talaj fölött a növényi hulladék lebontása jelentős, főleg ha belegondolunk, hogy egy gyertyános kocsányos erdő 30-40 év alatt eltűnne saját levelei között, ha nem lenne a gombák avarbontó hatása. Nagyon érdekesek a rovarpatogén, valamint a xilofág gombák változatos csoportjainak élete is. Még számos területen megtalálhatóak ezek az élőlények, így műanyagok, üvegek felületén (mint bontó szervezetek), vagy anaerob körülmények között boroshordókban a gyümölcsöt erjesztve, illetve növényevő állatok emésztőrendszerében cellulózt bontva. Nem gondolnánk, hogy a hosszú ideig tárolt puskaporon is találtak már gombákat. |
|
3. Terepi módszerek a mikológiában
|
A 20. századi ökológiai kutatások döntő részben a növényvilágra és az állatvilágra koncentrálódtak. A gombáknak az előzőekben vázlatosan bemutatott jelentősége maga után vonja részletes tanulmányozásuk, valamint az élőlények egyetlen csoportját sem elhanyagoló ökológiai felmérések, vizsgálatok szükségességét. De a gombák vizsgálata sok nehézséggel jár, és céljaink megfogalmazása után a terepi mintavételezés számos módon folyhat.
A terepi mintavételezések rendkívül időigényesek. A mintavételek idejét nagyon nehéz megválasztani, mivel a gombák nem mindig képeznek makroszkópos termőtestet, és ezek létezése rövid idejű, ezért egy adott időpontban a fajok csak egy része van jelen. A termőtestek megjelenését erősen befolyásolja az időjárás, így egy csekély előrejelzést kaphatunk az évszakból és a heti/havi időjárásból kiindulva, viszont a makro- illetve mikroklimatikus viszonyok ezt a várható termőtest-megjelenést jelentősen megváltoztatják, befolyásolják. A micélium, ami a gomba élete során állandóan jelen van, a talajban, más szubsztrátumban, vagy élőlények belsejében rejtve él, így ezeket a terepen, közvetlenül nem tudjuk vizsgálni. A vizsgálatot tovább bonyolítja a fajok meghatározásának nehézsége, valamint az egységes taxonómia használatának hiánya. Habár egyre gyorsabb a mikológia tudomány fejlődése, még mindig kevés szakember kutat e csodálatos tudományterületen.
Miután belenyugodtunk, hogy nem lesz könnyűdolgunk, eldöntjük, hogy milyen gombacsoporttal foglalkozunk: élő növényeken, gyümölcsökön, talajon vagy faanyagon élő, illetve lichenizált, földalatti, állatokhoz kapcsolt vagy vízi gombákkal. A felmérések során készíthetünk fajlistát, ami megmutatja, hogy milyen gombák élnek egy adott területen, vagy vizsgálhatjuk bizonyos gombák szerepét egy életközösségben, koncentrálhatunk egy-egy ökológiailag fontos csoportra, vagy kimutathatjuk, mely fajok milyen élőhelyhez, szubsztrátumhoz kötődnek. A mintaterület helye függ vizsgálódásunk tárgyától, céljától, így random módon vagy reprezentativitás alapján jelölhetjük ki mintaterületeinket. Nagyságuk függ a környezettől: tőzegmohalápokon 1x1 m; erdőbe 500m2 Bohus&Babos nyomán, erdőben 1000m2 Lisiewska, Skirgiello, Lawrinowitz nyomán. De akárhol is és akármilyen nagyméretű területet vizsgálunk homogénnek és szegélyhatásmentesnek kell lennie. A vizsgálatok annál értékesebbek, minél hosszabb az időtartalmuk, főleg hogy a termőtest megjelenése periodikus, tehát több évig (akár évtizedekig) folyhat egy-egy kutatás. A felmérések száma minél gyakoribb annál jobb. Így általában hetente, 2 hetente, havonta vagy évszakonként kerül sor rájuk. Az adatgyűjtéshez hozzátartozik a termőtest gyűjtése és preparálása (hogy később más is meg tudja majd vizsgálni), leírása, fotózása, valamint meghatározása. Fontos a jegyzőkönyv vezetése, mivel itt számos olyan adatot rögzíthetünk és kell is rögzítenünk, amit esetleg később már nem tehetünk meg. Egy jegyzőkönyvben általában a következők szerepelnek: termőhely, időpont, mintaterület száma/jelzése, fajnév vagy ideiglenes spekulatív név, termőtestek száma/becslése, szubsztrátum minősége, fotós feljegyzések, egyéb megjegyzések. A termőtest mennyiségének kifejezésére különböző abundancia-sákálák (egy mintaterülethez tartozó sporokarpiumok /termőtest/ aktuális száma) alakultak ki, mivel különböző szerzők különböző skálákat használtak, használnak.(Siller 2009) |
|
4. Labor munkák
|
Furcsán hangzik, hogy ökológiai felmérésekhez labor munka is szükséges, viszont már cseppet sem tűnik annak, ha tudjuk, hogy a nagygombák határozása (és persze az alacsonyabb rendű gombák határozása is) főleg mikroszkopikus bélyegen, és sokszor valamilyen kémiai reagensen is alapszik. Nekünk pedig, hogy fajokkal dolgozhassunk, muszáj a lehető legnagyobb pontossággal határoznunk. A következőkben a csészegombákon (Peziza) keresztül fogom bemutatni ezeket a határozási módszereket, bélyegeket.
A tárgylemezre egy csepp vízbe a himéniumból kinyert darabkát/kaparékot teszünk. Ha már szárított anyaggal dolgozunk, kissé benedvesíthetjük a himénium azt a felületét, ahonnan majd a mintát nyerjük. Általában 200x-os nagyítással megkeressük, amit mérni vagy nézni akarunk, majd, ha szükséges (ált. spóráknál), 400x-os nagyítással vizsgálódunk tovább.
Mikroszkópikus bélyeg lehet a spórák mérete, alakja, a spórában található olajcseppek száma, mérete, valamint a spórafal díszítettsége más néven ornamentikája (hálózatos, tüskés, trunkátus stb.). Az ornamentika jobban látható, ha laktofenol-gyapottkékkel ( 0,5g gyapotkék + 25g fenol + 20ml tejsav + glicerin + 25 ml desztillált víz) megfestjük. Az aszkuszok mérete, valamint a bennük lévő spórák elhelyezkedése és reakciója Melzer reagensre is határozó bélyeg lehet, viszont a két utóbbi ennél a taxonnál nem számít annak, mivel minden faj aszkusza pozitív Melzer-reakciót mutat, valamint a spórák egysoros elhelyezkedésűek. Fontos bélyeg még a parafízisek alakja, mérete, valamint az egyes gomba „szövet" rétegei megléte illetve színezete.(Bratek és Zöld-Balogh 2001)
Ha egy taxonon belül sok mintánk van, érdemes a jellemző bélyegek preparátumát (vagyis a tárgylemezt a himénium kis részével) eltenni, vagy a bélyegeket fényképekkel dokumentálni. Ezeket majd egyszerre végig nézzük, hogy kirajzolódjon előttünk, mely minták (vagyis egyedek) tartoznak egy fajhoz, és melyek különülnek el, főleg ha egy kevésbé kutatott csoporttal van dolgunk. |
|
5. Az adatok kiértékelése
|
Miután az adatainkat kinyertük, érdemes őket egy vagy több táblázatba bevinni, hogy könnyebben dolgozhassunk velük. Az egyszerűbb kiértékelések excel-lel is könnyen végrehajthatók, viszont a bonyolultabb statisztikai számításokra már különböző programokat, program csomagokat lehet használni.
Hogy hogyan dolgozzuk fel az adatainkat, összefügg azzal, hogy milyen céljaink voltak a vizsgálatunkkal. Így mikocönológiai értékeléseken keresztül (abundancia, dominancia, karakterfajok, szimilaritás stb.), interdiszciplináris összevetéseken át (talajtulajdonságok, erdészeti kezelések, növénytársulások, diverzitás-számítások stb.), a gombák bioindikációs tulajdonságainak kiértékelését is megtehetjük. A bioindikáció egy nagyon érdekes terület, mivel anélkül, hogy méréseket tennénk például a talaj kémhatásának meghatározására, elég csak a társulás összetételét, vagy csak egyes élőlények jelenlétét vizsgálni. Így egy-egy faj ökológiai igényének a tudatában már következtethetni tudunk olyan dolgokra, mint például a terület bolygatottsága, vagyis a természetessége, természetközelisége, az erdőállomány kora, holtfák különböző korhadási stádiuma, és a pH-n kívül még más talaj paraméterekre is: tápanyag-ellátottság, N-gazdagság, nedvesség.(Siller 2009)
Ha egy faj vagy csoport funkcióját szeretnénk feltárni az életközösségben, vizsgálhatjuk a trofikus kapcsolatait más élőlényekkel, de sokkal pontosabb megközelítést kapunk, ha az egész életközösség trofikus kapcsolatát feltárjuk, valamint ha a trofikus kapcsolatokon kívül minden nemű faji kölcsönhatást is figyelembe veszünk. Az így szerzett adatokból egy komplex ökológiai hálózatot építhetünk fel, majd ezt kiértékelve számos olyan következtetésre juthatunk, amit egyszerűbb módszerek nem mutattak volna me |
|
6. Ökológiai hálózatok
|
A következőkben is többnyire az adatok kiértékeléséről szólok, de az adatok kiértékelésének ilyen irányú megközelítése még nem elterjedt, főleg hogy a miko-ökológiai módszerek alkalmazásánál is fiatalabb terület.
Egy ökológiai hálózat szempontjából több dolog is érdekes lehet, de a legfontosabb, hogy az egyes elemei milyen viszonyban vannak egymással, és újonnan egyre fontosabbnak látszik, hogy az egyes kölcsönhatások hogyan befolyásolnak más kölcsönhatásokat. (Jordán, 2001) Ezeket felmérve az adatok kiértékelésére egy komplex hálózatot hozhatunk létre (a benne szereplő egyes csúcsok (fajok, egyedek stb.) meg vannak különböztetve, és az élek, vagyis a kapcsolatok súlyozva vannak). Több típusú fajkölcsönhatást ismerünk. Ilyen legismertebb kölcsönhatás a predáció, ami közé az oroszlán-antilop kapcsolat mellett a szarvasmarha és fű kapcsolatát is szokták sorolni. A parazitizmusról egyre jobban kiderül, hogy jelentős befolyással bír gazdaszervezete életmódjára, viselkedésére. A kompetíción belül két formát említhetünk meg, az egyik az exploitatív kompetíció, amikor is két faj mindkettőjük számára hozzáférhető tápanyagforrásból él, de akár nem is tudnak egymásról és versenghetnek érte, a másik a referencia kompetíció, amikor is a tápanyagért fizikailag is harcolniuk kell a két versengő fajnak. A mutualizmus az egyik legfontosabb kapcsolat lehet a természetben, és többek között fontos evolúciós tényező is, mivel például eukarióta élőlény e kapcsolat kialakításának képessége nélkül nem jöhetett volna létre. Már utaltam rá, hogy a mutualizmus nagyon fontos a gombák részéről is. A kölcsönhatások kölcsönhatásaira akkor gondolunk, amikor két faj kapcsolatát egy harmadik is befolyásolja. Ilyen lehet a trofikus kaszkád, amikor is egy, a táplálék hálózatban lejjebb szereplő fajra károsan hat a predátor, de ez pozitívan befolyásolja az alatta kettővel lévő fajt és így tovább. Vagy érdekes még a kulcsfajpredáció, ami annyit takar, hogy egy predátornak sok prédája van és egy hálózatot jelentősen befolyásol a prédák fogyasztásával.
Az, hogy egy hálózatot hogyan építünk fel, és mit veszünk figyelembe, nagyrészt múlik az adatok mennyiségétől és minőségétől. A legtöbb eddig felépített komplex ökológiai hálózat, tudomásom szerint, egy egyszerűsített hálózat, ahol is a hasonló elhelyezkedésű és funkciójú fajokat általában összevonták egy csoportba. Szerintem sokszor olyan fajt is beletehetnek egy-egy összevont csoportba, amelynek valamely indirekt kapcsolatát e kapcsolatok megfigyelésének nehézsége miatt nem mérték, mérhették fel, és így meglehet, hogy a valóságtól nagyban eltérő képet mutat a modellünk. Ha egyes gombák szerepét szeretnénk vizsgálni egy ökológiai hálózatban, nagyon érdekes eredményeket kapnánk.
Amint arra az előbbiekben már többször utaltam, a gombáknak nagy szerepük van egy életközösségben mikorrhiza képzésük, így mutualisztikus kapcsolataik miatt. De e szimbiotikus képességen túl a következő csodálatos tulajdonságuk is van. Azt már megfigyelték, hogy egy egyed nem csak egy növénnyel alkot mikorrhizás kapcsolatot, hanem egyszerre több növényhez is kapcsolódik. Ez a fafajok, valamint fa egyedek közötti anyagcserét teszi lehetővé a gombahálózaton keresztül. Megfigyelték, hogy jó fényellátottságú fák szén átadásával segítették a sötétben állókat. (Wiemken és Boller, 2002). Ezeket a kapcsolatokat felfoghatjuk úgy, mint gyenge kapcsolatok egy hálózatban, amik egy élőhely működését, életét stabilizálják, és így egy fajok fölötti szintet hoznak létre, egy szuperélőlényt. (Csermely, 2005) Most már láthatjuk, hogy a mikorrhizás gombák nagyon fontos szerepet töltenek be egy életközösségben, és sajnos még csak találgatni tudunk, hogy a hálózat, a rendszer, amit létrehoznak egy társulásban, pontosan hogyan is működik és stabilizációs képességük még milyen formákban nyilvánulhat meg.
Egy életközösségben lévő hálózatot kiértékelhetünk úgy is, hogy segítségünkre legyen a természetvédelemben. Így alkalmazhatunk élőhelyhálózatokat is, ami az egyes élőhely foltokból és a köztük lévő ökológiai folyosókból áll. Ez manapság nagyon fontos nézőpont lenne a folyamatosan fragmentálódó és csökkenő természeti közösségek védelme miatt. Itt súlyozásként az egyes élőhelyek közötti átjárhatóságot vennénk figyelembe, amit feltérképezve képet kapnánk az elszigetelt élőhelyekről, és új ökológiai folyosó létrehozásával, vagy már meglévő javításával az ilyen területek élőlényeinek túlélési esélyét jelentősen növelni lehetne. (Jordán, 2006) A képet pontosítaná, ha az egyes élőhelyek trofikus hálózatát mint alhálózatot is modelleznénk hálózatunkban.
Az élőhelyek megvédésének másik nagy témaköre az adventív és invazív fajok megjelenése. Gombák szempontjából ezt nem nagyon kutatták még, de azért vannak példák ilyen fajta megfigyelésekre. Egy olasz szarvasgomba ültetvényen a Tuber melanosporum, azaz a Fekete szarvasgomba helyén megjelent egy Tuber indicum azaz a Kínai szarvasgomba faj. A Kínai szarvasgomba import gombaként volt ismert, és feltehetően a rokon faj kevésbé alkalmazkodó tulajdonsága miatt kezdhetett el terjedni az ültetvényeken. Hogy teljes mértékben ki tudja-e szorítani a Fekete szarvasgombát, valamint hogy nagy távolságokon keresztül tud-e terjedni, még nem tudjuk. (Murat et al., 2008) Esetleg ha tisztában lennénk azzal, hogy milyen ökológiai folyosón keresztül képesek terjedni, a fent vázolt élőhelyhálózattal modellezni tudnánk ezt a folyamatot, és így rájöhetnénk, hogyan vethetnénk gátat a Tuber indicum terjedésének, s ez által az értékes Tuber melanosporum eltűnésének. |
|
7. Befejezés
|
| Ebben a kis dolgozatban csekély betekintést nyújthattam a miko-ökológiai kutatás komplikált és nehéz vizsgálataiba. A gombák életmódjából adódó nehézségeken túl számos terepi, módszertani, problémával kell szembenéznünk, és ezek megoldásához nagy kreativitás, háttérismeret és gyakorlat szükséges. Egyre többet tudunk a gombák ökológiai szerepéről, rejtett életéről, és ezáltal egyre több és érdekesebb nézet kerül előtérbe a bonyolult, de egyben rendkívül izgalmas kérdések megválaszolására. |
|
8. Szakirodalom:
|
|
Bratek Z., Zöld-Balogh Á.(2001): A Peziza nemzetség európai fajainak határozó kulcsa. Mikológiai Közlemények Vol. 40. No. 3.p.:11-46
Csermely P.(2005): A rejtett hálózatok ereje Vince Kiadó 277. o.
Jakucs E., Vajna L.(2003): Mikológia Agroinform Kiadó 239-305. o.
Jordán F.(2006): Kritikus térszerkezeti elemek élőhelyhálózatokban. Magyar Tudomány 2006/6 688. o.
Jordán F.(2001): Rejtett fajkölcsönhatások. Természet világa: természettudományi közlöny, 2001. (132. évf.) 12. sz. 567. o.
Murat C., Zampieri E., Vizzini A., Bonfante P. (2008): Is the Perigord black truffle threatened by an invasive species? We dreaded it and it has happened! New Phytologist 178: 699-702
Wiemken V., Boller T. (2002): Ectomycorrhiza: gene expression, metabolism and the
wood-wide web. Current Opinion in Plant Biology 2002, 5, p.: 4.
Előadás
Dr. Siller Irén (2009): Terepmódszerek a mikológiában. Eötvös József Collegium
|
Szóljon hozzá a fórumban. (0 hozzászólás) |
|
Természettudomány