Prof. Bogdziewicz otrzymał prestiżową nagrodę dla młodych naukowców. Bada, jak reprodukują się lasy

Aleksandra Gieracka, „Wprost”: Zajmuje się pan ekologią lasu. Co dokładnie pan bada?

Dr hab. Michał Bogdziewicz: W naszym centrum zajmujemy się ekologią reprodukcji lasów, czyli tym, w jaki sposób drzewa produkują nasiona, kiedy to robią i w jakiej liczbie, jakie to ma konsekwencje dla nowych pokoleń drzew oraz dla populacji zwierząt, które nasiona zjadają.

Jak prowadzi się takie badania?

Na wiele różnych sposobów. Podstawą jest mierzenie, ile nasion produkują drzewa. Jest to zaskakująco wymagające, zwłaszcza logistycznie i czasowo. Dlatego niewiele wiemy o reprodukcji drzew. Relatywnie łatwiej jest o długoterminowe pomiary innych, ważnych demograficzne zmiennych jak wzrost roślin, czy ich przeżywalność. Łatwiej monitoruje się przeżywalność drzew, bo one nie umierają codziennie, więc „wystarczy” wracać do lasu co kilka lat, czy co dekadę, i z oznaczonych drzew to oszacować. A w przypadku szacowania liczby nasion trzeba wracać w to samo miejsce co roku, w różnych okresach, trzeba mierzyć bardzo dużo osobników. Drzewa charakteryzują się ogromną zmiennością w produkcji nasion, zarówno między osobnikami, jak i pomiędzy latami. Są tak zwane lata chude, gdy czasami przez wiele lat drzewa nie produkują nic, a potem w jednym roku bardzo, bardzo wiele. Sprawia to, że dopiero dziesiątki lat monitoringu pozwalają powiedzieć nam coś znaczącego o tym, jak drzewa produkują nasiona.

Wiadomo, dlaczego tak się dzieje?

Są dwa rodzaje odpowiedzi na to pytanie, dwie strony medalu – fizjologicznie, czyli jak rośliny są w stanie wytworzyć taką zmienność, albo ewolucyjnie – dlaczego taka strategia życiowa wyewoluowała. Jeśli chodzi o tę drugą kwestię, to dobrze udokumentowanym efektem jest ucieczka przed konsumentami nasion. Drzewa stoją w miejscu, nie mogą schować się przed konsumentami nasion, więc lata nasienne to ich alternatywny sposób. Dzięki temu, że w latach chudych nasion nie ma, to zwierzęta, które specjalizują się w jedzeniu takich nasion, po prostu głodują i umierają albo przenoszą się w inne miejsca. Ich liczebność spada i potem w roku, w którym nasion jest bardzo dużo, ta nieliczna populacja konsumentów nie jest w stanie przejeść wszystkiego. Dzięki temu więcej nasion jest w stanie przeżyć i wykiełkować, produkując kolejne pokolenie.

Jakie gatunki drzew pan bada?

Z jednej strony pracujemy na około 700-800 gatunkach badanych przez naukowców z całego świata i próbujemy odpowiadać na generalne pytania na poziomie globalnym czy kontynentalnym. Robimy też bardziej lokalne badania na poziomie gatunkowym. W Polsce głównym obiektem naszych badań jest buk zwyczajny, dęby, oraz jarzębina.

Taka praca polega bardziej na badaniach terenowych, czy jednak większość czasu spędza się przed komputerem, dokonując obliczeń?

To praca sezonowa. Nasiona pojawiają się przez stosunkowo krótki okres, w naszej strefie klimatycznej jesienią. Są też eksperymenty, które wymagają uwagi głównie wiosną i jesienią. W pozostałej części roku dominuje praca przy komputerze.

Prowadzi pan swoje badania w kontekście zmian klimatu. Co udało się już ustalić?

Jeszcze dekadę temu mieliśmy głównie podejrzenia, w jaki sposób zmiany klimatu mogłyby wpływać na reprodukcję drzew. Stosunkowo wiele wiemy o tym, w jaki sposób postępujące susze i zwiększająca się temperatura zwiększają masowe zamierania lasów. Mało wiemy natomiast o tym, w jaki sposób lasy będą się odradzać po takich masowych zamieraniach. Jednym z głównych osiągnięć naszej grupy badawczej jest opisanie tego, co się właściwie dzieje. Cechą charakterystyczną lat nasiennych jest spektakularna, między roczna zmienność w produkcji nasion, która jest zsynchronizowana między drzewami. Na przykład u buka zwyczajnego w latach nasiennych drzewa produkują nasiona razem – a skala synchronizacji to nawet 1500 km. Ma to ogromne konsekwencje zarówno dla samych drzew oraz szerzej, dla całego ekosystemu.

Są lata, gdy setki tysięcy drzew albo milkną, albo produkują razem tony nasion. Ocieplenie klimatu sprawia, że to przestaje tak wyglądać. Zmienność międzyroczna się zapada, jest około 30 proc. niższa niż 40 lat temu. Synchronizacja między osobnikami też nie jest tak spektakularna, jak była.

Jakie to ma konsekwencje dla środowiska?

Nasycenie konsumentów przestaje działać – drzewom nie udaje się już tak skutecznie naprzemiennie głodzić i nasycać konsumentów nasion jak wcześniej. Podobnie sprawa ma się ze skutecznością zapylania kwiatów, która też jest wzmacniana przez lata nasienne, co osłabiło się wraz z ociepleniem. Oddziaływania te odwracają obraz sytuacji. Z jednej strony, dzięki cieplejszym temperaturom drzewa produkują więcej kwiatów i nasion. Zostają one jednak albo zjedzone przez zwierzęta, albo nie zostaną zapylone. Ostatecznie więc potencjał reprodukcyjny drzew spada, bo załamują się lata nasienne. Ustalenie, że reprodukcja się załamuje, jest pierwszym krokiem do tego, żeby temu przeciwdziałać.

Jaki jest następny krok?

Chcemy zrozumieć, jak bardzo generalne jest zjawisko załamywania się lat nasiennych, czy są gatunki, które są w tej kwestii bardziej lub mniej odporne na zmiany, jaka jest skala problemu i czy możemy przewidzieć, gdzie problem może być szczególnie duży – lub odwrotnie – czym charakteryzują się środowiska relatywnie odporne na zmiany.

Te ustalenia mogą być wskazówką dla leśników? Czy to może mieć przełożenie na przykład na to, jakie gatunki w przeszłości będą zasadzane?

Zdecydowanie tak. Albo, jakie gatunki będą potrzebowały pomocy w tym, żeby skutecznie wyprodukować kolejne pokolenie. Możemy patrzeć na las, który na pierwszy rzut oka wygląda świetnie, ale tam w tle może się dziać tragedia. Śmiertelność drzew na wczesnych etapach życia jest ogromna, potrzeba setek tysięcy nasion, by wyprodukować jedno drzewo, które dołączy do warstwy koron. Czy jeżeli w wyniku ocieplenia klimatu śmiertelność nasion zwiększyła się o połowę, to ta populacja jest jeszcze w stanie wyprodukować kolejne pokolenie? Zależy to od wielu czynników, w większości słabo poznanych.

Od dawna słyszymy, że zmiany klimatu negatywnie wpływają na lasy. Jak bardzo jest źle?

Europa jest kontynentem, który ogrzewa się i wysycha bardzo szybko. Jest to region świata, który szczególnie silnie odczuwa skutki ocieplenia klimatu i nasze lasy nie są wobec tego obojętne.

Ostatnio czytałem pracę opublikowaną w „Global Change Biology”, która pokazywała, że skala zaburzeń lasów, takich jak wiatrołomy, pożary, czy gradacje owadów w Europie dramatycznie przyspiesza. Przykładowo zaburzenia lasu spowodowane przez gradacje owadów podwoiły się w ciągu tylko ostatnich 20 lat.

Oczywiście w przeszłości zdarzały się susze na dużą skalę, ale zazwyczaj w następnych latach pogoda była łagodniejsza i drzewa miały czas, aby się zregenerować. Teraz susza staje się nową normą. W wielu regionach Europy susza trwa już właściwie nieprzerwanie od kilku lat. W tym roku pracowałem na stypendium we Francji, finansowanym przez Narodową Agencję Wymiany Akademickiej, i obserwowałem przez okno swojego domu, jak już pod koniec czerwca lasy w Alpach traciły liście. Mieliśmy jesień w środku lata. To było spowodowane tym, że było to najgorętsze i najbardziej suche lato od kilkudziesięciu lat, i to kolejne z rzędu. Nawet z tak dramatyczną suszą drzewa by sobie poradziły – jeśli jednak ekstremum się cały czas powtarza, to powoduje wielkoskalowe zamieranie, które teraz obserwujemy.

Od kilku lat co roku obserwujemy też katastrofalne pożary lasów.

To inny dramatyczny przykład. My tego w Polsce nie doświadczamy w dużej skali, więc może wydawać się to relatywnie odległym problem. Jednak gdy spojrzeć się dane z Ameryki Północnej czy Australii albo rozmawia z naukowcami stamtąd, to wyłania się niewesoły obraz. Lasy potrafią palić się jak zapałki. Wiele pożarów drzewa mogą przeżyć, bo wilgotne paliwo, jakim są drzewa, nie pali się łatwo – raczej nieczęsto palą się grubsze części czy pnie. Jednak susze powodują, że zdarza się tak, że nawet korzenie się wypalają. Intensywność i skala tego zjawiska martwi.

A jak pan ocenia systemową odpowiedź na te wyzwania? Jest wystarczająca czy potrzeba intensyfikacji działań?

Wydaje mi się, że jest rosnące zrozumienie problemu i motywacja wśród europejskich i polskich decydentów, by temu przeciwdziałać. Leśnicy widzą w swoich lasach, że problem istnieje. Widzą, że drzewa nie radzą sobie z suszą i szukają odpowiedzi, co zrobić, aby lasy, którymi zarządzamy, były odporniejsze na zmiany klimatu.

Potrzebujemy badań, które pozwolą wypracować takie strategie i sprawić, że lasy z nami zostaną w takiej formie, w jakiej chcemy, żeby mogły pełnić swoje funkcje ekosystemowe, takie jak wspieranie bioróżnorodności czy produkcja drewna.

Od nowego roku rozpoczyna działalność Centrum Biologii Lasu, którego pracami będzie pan kierował. Czym ten ośrodek będzie się zajmował?

To jest odpowiedź na wyzwania, o których opowiadam, ze szczególnym skoncentrowaniem się na reprodukcji, bo to jest ta część, która przez dekady była zaniedbywana, ze względu na logistyczne trudności związane ze zbieraniem danych. W ciągu ostatnich lat to się zmieniło. Dane zaczęły spływać szerszym strumieniem i mamy okazję odpowiedzieć na pytania, które nas nurtowały od dziesiątek lat. Chciałbym, żeby nasz zespół stał się globalnym ośrodkiem, który będzie na te pytania w najlepszej jakości odpowiadał.

Jest pan laureatem tegorocznej Nagrody Narodowego Centrum Nauki dla młodych naukowców w dziedzinie nauk o życiu. Również w tym roku otrzymał pan prestiżowy grant European Research Council (ERC) – Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych. Jakie znaczenie mają te osiągnięcia dla prowadzenia badań i rozwoju pana kariery naukowej?

Pozwala to na prowadzenie badań w skali, jaka jest wymagana przez opisywane wyzwania.

NCN jako organizacja jest kluczowa dla funkcjonowania polskiej nauki. Gdyby nie było NCN-u to wielu naukowców w Polsce nie miało by warunków do prowadzenia badań na światowym poziomie, możliwe, że musieliby je prowadzić w innych krajach.

Grant ERC pozwala mi na zbudowanie centrum i grupy badawczej. W ciągu następnych kilku lat zatrudnię ludzi, którzy razem ze mną będą pracować, co, mam nadzieję, znacząco przyśpieszy znajdowanie odpowiedzi na nurtujące nas pytania.

Finansowanie to kluczowa sprawa. Z jakimi jeszcze wyzwaniami muszą mierzyć się naukowcy?

Moim największym ograniczeniem zawsze jest czas, ale tutaj nie widzę prostych rozwiązań. Finansowanie naszej grupy jest aktualnie zabezpieczone, mamy ludzi zainteresowanych tematem, więc pozostaje nam po prostu pracować. Nie mogę narzekać.

Jest pan badaczem, a czy czuje się pan też ekologiem w takim popularnym rozumieniu osoby walczącej o środowisko?

Szczerze powiedziawszy to nie. Ochrona środowiska leży mi na sercu i ekologia jako nauka jest dla mnie ogromnie ważna. Mamy jedną planetę, którą musimy chronić, nie mamy planety B, bez względu na to, co nasi ukochani miliarderzy mówią. Jestem naukowcem, chce poznać, w jaki sposób funkcjonują ekosystemy na ziemi, ale aktywistą nie jestem.

Nauka to polska specjalność Wielkie postacie polskiej nauki Przeczytaj inne artykuły poświęcone polskiej nauce Projekt współfinansowany ze środków Ministerstwa Edukacji i Nauki w ramach programu „Społeczna Odpowiedzialność Nauki”