O pożytkach z koszenia trawników

W latach 1989-2015 Polska dokonała gigantycznego skoku cywilizacyjnego. Jednym z jego rezultatów było powstanie nowoczesnej sieci transportowej, autostrad i dróg ekspresowych, której brak był niegdyś w Polsce przysłowiowy, a ich budowa przedmiotem niekończącej się fali dowcipów. Sieć dróg szybkiego ruchu, oprócz widocznych dla wszystkich zalet w postaci znacznego skrócenia czasu podróży pomiędzy różnymi miejscami w Polsce, ma też skutki mniej widoczne, bo nie tyczące bezpośrednio ludzi. Drogi te są zazwyczaj zabezpieczone siatką rozpiętą na słupkach. Na tych ostatnich uważny obserwator często gęsto może dostrzec, zwłaszcza w porze zmierzchu, siedzące …ptaszyska. Niżej podpisany nie posiada na tyle rozbudowanej wiedzy ornitologicznej, żeby je jednoznacznie przypisać gatunkowo, ale bez wątpienia są to ptaszyska drapieżne, „jastrzębiokształtne”. Siedzą na tych słupkach i ewidentnie na coś czekają. A na co może czekać drapieżne ptaszysko siedząc na słupku w odległości kilkudziesięciu metrów od autostrady pełnej pędzących w obie strony hałaśliwych i śmierdzących pojazdów?

Jednym z rzekomych sukcesów, jakimi chwaliła się niegdyś w Polsce komunistyczna władza, miała być masowa migracja ze wsi do miast. Życie w mieście postrzegano wtedy jako zaletę. Jednak od upadku komunizmu, obserwuje się w naszym kraju proces odwrotny. Współcześnie, kiedy dostęp do tzw. wygód, prądu, czy bieżącej wody, przestał oddzielać wieś od miasta, mieszkanie na wsi stało się popularne i bardziej pożądane niż mieszkanie w mieście. Ma jednak ta lokalizacja kilka nie dla wszystkich na pierwszy rzut oka widocznych wad. Obok problemów komunikacyjnych, jednym z głównych minusów mieszkania na wsi są …robale. Pod tym zbiorczym określeniem kryje się rozległe królestwo mikrofauny, głównie pajęczaków i owadów. Wychowany na ósmym piętrze stojącego w środku tramwajowych rozjazdów bloku mieszczuch, marząc o domku na wsi, wyobraża zwykle sobie, jak to będzie sobie siedział wieczorem na tarasie, spożywając wykwintną kolację, a ptaszęta niebieskie będą mu do talerza swoje trele srebrzyste i złociste rozsnuwały.

Tym większe bywa jego rozczarowanie, kiedy się okazuje, że fauną, która akompaniuje mu do posiłku, okazuje się bynajmniej nie awifauna. Bzyczenie much, gzów, meszek i komarów, wraz z ich fizyczną napastliwością, skutecznie amatorów posiłku na łonie przyrody zniechęca. Mieszkanie w bloku w centrum miasta nie okazuje się już wcale tak nieatrakcyjną alternatywą, jak to się mogłoby wydawać.

Jak zatem wieśniacy sobie z tym problemem radzą? Jeżeli są w miarę zamożni i zdeterminowani – chemią. Regularne opryski zdecydowanie zmniejszają brzęczącą i bzyczącą uciążliwość. Jest jednak chemia po pierwsze droga, po drugie zaś, co by nie mówić, niezbyt zdrowa. Nie tylko dla owadów, ale i dla pozostałej fauny, w tym ludzi. Można jednak oba te minusy zamienić na plusy, porzucając chemię a wykorzystując wiedzę ekologiczną.

Ekologia, wbrew temu co wypisują na ten temat humaniści, nie jest bynajmniej nauką o ochronie przyrody, tylko o zależnościach między żywymi organizmami a środowiskiem w którym bytują. Tym środowiskiem mogą też być i często bywają inne organizmy. Wykorzystajmy zatem ekologię do pozbycia się naszego robaczywego problemu.

Energia przepływa, materia krąży. Sformułowanie to nazywa się często pierwszym i najważniejszym prawem ekologii. Ów przepływ energii odbywa się wzdłuż łańcuchów troficznych. Każdy coś zżera (rośliny promieniowanie słoneczne) i każdy jest przez kogoś zżerany (szczytowe drapieżniki przez bakterie i grzyby). Również komary, meszki i muchy mają swoich wrogów, którzy na ich populacji żerują. To są naturalni sprzymierzeńcy miłośników wieśniactwa.

Zależność liczebności ofiar od liczebności drapieżników opisuje, kilkukrotnie już na tym blogu demonstrowany, model Lotki-Volterry, w którym N to liczebność ofiar, a V – liczebność drapieżników. Liczebność ofiar i drapieżników podaje się w procentach. Przy braku drapieżników liczebność ofiar wynosi 100%

dN/dt = r*N*(1-N)-a*N*V

dV/dt = a*b*N*V-V/L

a jest współczynnikiem określającym sprawność polowania, b sprawność przerabiania upolowanej biomasy na kolejne pokolenia drapieżników, a L to średnia długość tychże drapieżników życia. Przy zastrzeżeniu że a*b*L>1, bo inaczej populacja drapieżników nie jest w stanie się utrzymać, stabilnym rozwiązaniem równań LV jest wielkość populacji drapieżników:

Vs = (r/a)*(1-1/(a*b*L))

Oraz szczególnie nas interesująca w kontekście komfortu życia wiejskiego, wielkość populacji ofiar

Ns = 1/(a*b*L)

Interesuje nas oczywiście to, żeby ta ostatnia wartość była jak najniższa. Niestety, dużo do powiedzenia w tej materii jednak nie mamy. Współczynniki a i b zależą tylko od biologii i ewolucji, pewien wpływ możemy mieć tylko na długość życia naszych sprzymierzeńców. Są to głównie różne gatunki ptaków i naprawdę warto dołożyć starań, aby podnieść im dobrostan a tym samym wydłużyć L. Zakładajmy im budki, dokarmiajmy zimą, chrońmy przed kotami, a na pewno się to nam opłaci.

Jednak nie na tyle, aby móc się wiejskim wywczasem spokojnie rozkoszować. Nie damy rady wydłużyć średniego L polujących na owady drapieżników o więcej niż o kilka – kilkanaście procent, a to nam zmniejszy jedynie problem w takiej właśnie proporcji, co na pewno nas nie usatysfakcjonuje.

Na szczęście w tym miejscu sprawa się nie kończy. Aby jednak pójść dalej musimy nieco skomplikować nasz model. W obecnej bowiem postaci opisuje on populację drapieżników (V) i ofiar (N) całkowicie ignorując resztę środowiska w którym gatunki te bytują. A ekologia jest przecież nauką o oddziaływaniach organizmów nie tylko ze sobą nawzajem, ale i ze środowiskiem.

Jaką rolę w modelu odgrywa zatem środowisko zewnętrzne? Przede wszystkim, zwłaszcza dla organizmów o niewielkich rozmiarach, a o nie właśnie nam się rozchodzi, zapewnia …kryjówki. Część populacji, Z% całkowitej jej wielkości może się zawsze ukryć przed drapieżnikami i pozostać dla nich niedostępne. Zmodyfikowane o tą zależność równanie L-V wygląda następująco:

dN/dt = r*N*(1-N)-a*(N-Z)*V

dV/dt = a*b*(N-Z)*V-V/L

A stabilna liczebność populacji ofiar, przy założeniu że Z<1-1/(a*b*L), przy większej bowiem ilości kryjówek, drapieżnik wyginie, wynosi

Ns= Z+1/(a*b*L)

Nawet populacja bardzo narażona na ataki drapieżników, może więc znajdować się stosunkowo blisko swojej maksymalnej pojemności środowiska (w naszym modelu 100%), o ile tylko ma do dyspozycji dużą liczbę kryjówek Z. Zależność ta tłumaczy, dlaczego takie środowiska jak rafy koralowe są, w porównaniu z otwartym pelagialem, bogatymi i złożonymi ekosystemami i dlaczego czasami celowo zatapia się w morzach i jeziorach „sztuczne rafy” w postaci wraków statków, czy nawet …samochodów, aby bioróżnorodność i tym samym ekonomiczną produktywność tych ekosystemów zwiększyć.

Opisana wyżej komplikacja modelu daje też nową nadzieję wieśniakom. O ile nie mają oni wpływu na współczynniki a i b, a na L wpływ bardzo niewielki, o tyle nic nie zabrania im zabrać się za współczynnik Z. I naszych sześcio- i ośmionogich nieprzyjaciół pozbawić ich największego atutu – chroniącego ich przed drapieżnikami środowiska.

Dlatego należy przycinać gałęzie, karczować krzaczory, a przede wszystkim – kosić trawniki. Miłośnicy gazonów nie miłują ich tylko ze względu na walory estetyczne. Regularne przycinanie trawników pozwala drapieżnikom zrobić swoje i uwolnić nas od bzyczącej plagi. Przyjemne z pożytecznym. Niżej podpisany mógł obserwować to zjawisko na własne oczy. Zaraz po przeprowadzce był nękany przez praktycznie nieustającą, poza sezonem zimowym, plagę komarów. Dziś jednak, dzięki regularnym sianokosom, jakim oddaje się wraz z sąsiadami, straszliwych krwiopijców nie ma prawie wcale. Populacja komarów i innych dokuczliwych owadów spadła praktycznie do zera.

Sukces ten jest nawet znacznie większy, niżby to wynikało z prezentowanego modelu. Stało się tak, ponieważ na owady poluje więcej niż jeden gatunek drapieżnika. A różne ich gatunki mają różne współczynniki a i b. Dopóki kryjówek dla komarów było stosunkowo dużo, dopóty dla wielu kombinacji a i b wspomniany warunek stabilnego istnienia w ekosystemie drapieżników Z< 1 – 1/(a*b*L) nie był spełniony i drapieżniki te nie mogły na działce autora niniejszego eseju bytować. W miarę jednak zmniejszania Z, kolejne drapieżniki włączały się w polowanie i zmniejszały populację robali znacznie bardziej niż mógłby to zrobić jeden tylko ich gatunek.

Łączna liczba zatem populacji ofiar na wykoszonej łące spadła bardzo drastycznie. A jak jest z populacją drapieżców? Na poniższym wykresie pokażemy ich liczebność w zależności od ich skuteczności polowania a, zakładając że inne ich parametry (b, L) są takie same, i ilości kryjówek Z. P1 to drapieżnik bardzo sprawny (wysokie a), P2 średni, a P3 nieudolny (niskie a)

Traw 01

Wbrew zatem powierzchownemu, a fałszywemu mniemaniu, pozbawienie ofiar kryjówek i idące za tym drastyczne zmniejszenie ich liczebności wcale nie musi pociągnąć za sobą redukcji liczebności drapieżników. Przeciwnie, ich łączna liczba może nawet wzrosnąć. W morzu najwyższa koncentracja biomasy faktycznie ma miejsce na, naturalnych i sztucznych, rafach, ale największe, najbardziej imponujące drapieżniki, orki, rekiny, kaszaloty, czy architeutusy spotyka się na pełnym morzu.

Wróćmy zatem teraz do naszych siedzących na słupkach autostradowego ogrodzenia orłów i innych sokołów. Ich pożywieniem nie są, co prawda, owady, ale mechanizm skłaniający ich do czatowania w oparach spalin i wyciu silników jest dokładnie taki sam. Pasy trawników wzdłuż autostrady są również regularnie strzyżone tworząc wąskie, lecz bardzo długie strefy, w których pokarm ptaszysk w postaci drobnych gryzoni jest bardzo dobrze widoczny i nie może się skryć. Populacja gryzoni tym samym spada, ale populacja i różnorodność biologiczna drapieżników rośnie.

Co się będzie z tym układem działo dalej? W dotychczasowych rozważaniach zakładaliśmy że zmiana parametrów środowiska Z, ma konsekwencje wyłącznie ekologiczne. Że populacje biologiczne będą się do niej dostosowywać bez zmiany swoich „wrodzonych” parametrów a, b, L. W krótkim okresie czasu tak będzie. Jednak jeżeli ta zmiana Z będzie w miarę długotrwała, zadziałają także mechanizmy ewolucyjne. W długiej perspektywie parametry modelu L-V stałe już nie będą.

Ewolucyjny wyścig pomiędzy drapieżnikami a ofiarami, zwany też „wyścigiem zbrojeń” trwa permanentnie. W przeważającej większości przypadków wygrywają go i zawsze są „o krok do przodu” ofiary. Ten pozornie sprzeczny z intuicją rezultat wynika z dwóch wzajem wspierających się mechanizmów. Po pierwsze dobór naturalny wywiera na ofiary dużo silniejszą presję niż na drapieżniki. Królik, który wygra pojedynek biegowy z lisem odnosi dużo większy sukces ewolucyjny niż lis, który wygra pojedynek z królikiem. Po drugie populacja ofiar składa się zwykle z organizmów mniejszych i tym samym szybciej się rozmnażających niż populacja drapieżników. Zatem, nawet przy zbliżonej sile doboru, sam proces ewolucyjny zachodzi w niej szybciej. Incydentalnie zdarza się jednak, że proporcja ofiar i drapieżników jest odwrotna (duże ofiary, małe drapieżniki) i, jeżeli ta różnica w tempie ewolucji jest na tyle duża, że jest w stanie skompensować różnicę w sile doboru, wyścig zbrojeń mogą „wygrać” drapieżniki, „Wygrać” w cudzysłowie, bo ten „sukces” prowadzi rzecz jasna do wyginięcia populacji ofiar, a tym samym, jeżeli gatunek drapieżnika zdążył się w międzyczasie wyspecjalizować w polowaniu na niego, także i uzależnionego od danej ofiary drapieżnika.

W ten sposób prawdopodobnie wymarły liczne niegdyś gatunki szablastozębnych kotów, czy gigantyczne rekiny – megalodony. Osobnym przypadkiem jest człowiek – paleolityczny łowca. Jego ewolucja jako łowcy przynajmniej częściowo zachodziła w sferze kultury, zatem w porównaniu z ewolucją genetyczną była wręcz natychmiastowa. Nic dziwnego, że ludzie ci dokonali praktycznie całkowitej anihilacji tzw. megafauny, a to, że przy okazji sami nie wyginęli, zawdzięczali wyłącznie temu, że byli drapieżnikiem wyjątkowo oportunistycznym, pozyskującym pożywienie z wielu różnych źródeł, także ze zbieractwa.

W naszym jednak przypadku mamy do czynienia z sytuacją klasyczną. Ofiary, czyli owady, na pewno będą ewoluować znacznie szybciej, niż żywiące się nimi ptaki, czy nietoperze. Zwykle odpowiedzią ofiar na zwiększoną presję drapieżników, jest przyśpieszenie rozrodu, wzrost parametru r. Wiąże się to też ze zmniejszeniem rozmiarów ciała – zmniejszeniu b. O ile ta pierwsza tendencja, zgodnie z rozwiązaniem modelu LV, zwiększy jedynie populację drapieżników, o tyle ta druga zaowocuje zwiększeniem liczebności ofiar, a zmniejszeniem drapieżników. Wkurzające robale będą mniejsze, ale będzie ich więcej. Dodatkowo ofiary będą się starały uniknąć schwytania, dobór będzie faworyzował zmniejszanie a. W skrajnych okolicznościach, ofiary mogą wręcz „przeewoluować” drapieżniki i sprowadzając iloczyn a*b*L poniżej jedności, doprowadzić do wymarcia swoich prześladowców, a przynajmniej ich najbardziej nieudolnych (niskie a), największych (niskie b), najbardziej długowiecznych (L) gatunków. Oczywiście i drapieżniki z czasem ewolucyjnie na presję odpowiedzą zwiększając jakoś a i b, ale z omówionych wyżej powodów zrobią to z opóźnieniem. Ustali się jakaś nowa równowaga na poziomie bardziej dla wieśniaków przykrym niż uzyskali początkowo kosząc trawniki, ale i tak korzystniejszym, niż gdyby ich nie kosili w ogóle i utrzymali wysokie Z. Walka ewolucyjna trwa i nigdy się nie skończy.

Reklamy

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Google+

Komentujesz korzystając z konta Google+. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj /  Zmień )

Connecting to %s