A legmélyebben élő virágos növények – tengerifüvek 76 méteren
Hetvenhat méterrel a tenger
felszíne alatt már alkonyati a világ. A napfény nagy részét elnyelte vagy
szétszórta a víz, a hullámzás alig mozgatja a feneket, a búvár számára pedig ez
már komoly merülési mélység. A Nagy-korallzátony lagúnájának aljzatán mégis
valódi virágos növényt találtak: a Halophila
spinulosa nevű tengerifüvet. A jelenleg ismert, megbízhatóan dokumentált
adatok között ez a tengerifüvek – és egyben a tartósan teljesen víz alá merülve
élő virágos növények – mélységi rekordja (Carter et al. 2021; Martin et al.
2023).
A rekord pontos helye az
ausztráliai Nagy-korallzátony világörökségi területén van, megközelítőleg a
déli szélesség 17,1649 és a keleti hosszúság 146,552 fokán. A felvétel 2003-ból
származik. A 76 méteres adat nem egy elszigetelt mondat egy régi útleírásban,
hanem egy harmincöt év terepi eredményeit egységesítő adatbázis része. Ebben 81
387 georeferált mintavételi pont szerepel, és a vizsgálatok 123 méteres
mélységig terjedtek; tengerifüvet azonban 76 méternél mélyebben nem igazoltak
(Carter et al. 2021).
A „tengerifű” elnevezés
megtévesztő lehet. Ezek a növények nem tengeri moszatok, és nem is a
szárazföldi pázsitfüvek közeli rokonai. Zárvatermők: gyökerük, száruk,
leveleik, erősen leegyszerűsödött virágaik, virágporuk, termésük és magjuk van.
Őseik a szárazföldön éltek, majd leszármazási vonalaik legalább három
alkalommal, egymástól függetlenül alkalmazkodtak újra a tengeri élethez. A tengerifűmező
tehát ugyanolyan értelemben növényzet, mint egy rét, csupán minden
életfolyamata sós vízben zajlik (Short et al. 2007; Olsen et al. 2016).
Ez az újbóli tengerbe költözés
mélyreható átalakulással járt. A levegőből szén-dioxidot felvevő sztómák a teljesen
elmerült levélen fölöslegessé váltak, ezért a tengerifüvek gázcseréje és
tápanyagfelvétele nagyrészt a levél felszínén keresztül történik. A virágpor is
vízben jut el a bibére: több faj pollenje hosszú, fonalszerű, külső fala pedig
a szárazföldi virágporénál erősen redukált. A Zostera marina genomja egész géncsoportok elvesztését és más, a
sótűrést és a sejtfal működését segítő tulajdonságok megjelenését tárta fel
(Olsen et al. 2016).
A Halophila spinulosa a békatutajfélék családjába tartozik. Vékony,
vízszintesen kúszó gyöktörzse a laza üledékben halad, csomóin gyökerek és
felfelé növő hajtások képződnek. Keskeny, néhány milliméteres levélkéi párokba
rendeződve sorakoznak a hajtáson, ezért a növény inkább parányi víz alatti
páfrányra, mint fűcsomóra emlékeztet. Elterjedési területe a maláj szigetvilágtól Észak-Ausztráliáig húzódik.
A kis termet a mélyben előny. A
növénynek kevés nem fotoszintetizáló gyökér- és gyöktörzsszövetet kell
fenntartania, így alacsonyabb a légzési költsége. Ritka levélzete kevéssé
árnyékolja önmagát, vékony levelei pedig nagy felületen érintkeznek a vízzel.
Más mélyvízi Halophila fajokon
végzett mérések nagy levél–föld alatti szerv arányt, gyors levélcserét és gyors
üledékkolonizációt mutattak ki. Mindez kevés fényben is pozitív szénmérleget
tehet lehetővé (Josselyn et al. 1986).
A 76 méteres rekord legfontosabb
élettani korlátja nem a víznyomás, hanem a fény. Ilyen mélységben a környezeti
nyomás megközelítőleg 8,6-szerese a tengerszinti légnyomásnak, de a vízzel telt
növényi szövetek alig összenyomhatók. A fotoszintézishez szükséges fotonokat
viszont a fölöttük levő teljes vízoszlop szűri. A vörös fény gyorsan eltűnik, a
tiszta tengervíz kék és kékeszöld tartománya jut a legmélyebbre, így a növény
nemcsak kevesebb, hanem eltérő összetételű fényt kap.
A tengerifüvek alsó elterjedési
határa világszerte szorosan követi a víz fényelnyelését. Egy klasszikus
összehasonlítás szerint a mélységi határon élő állományok átlagosan a felszíni
besugárzás mintegy tizenegy százalékát kapják, de a fajok felépítése és
növekedési stratégiája jelentősen módosítja ezt az értéket. Ugyanaz a faj
zavaros part menti vízben néhány méteren, rendkívül tiszta óceáni vízben pedig
több tíz méteren érheti el a fényhatárát (Duarte 1991).
Nem elég tehát azt mondani, hogy
a víz sekély vagy mély: az optikai tulajdonságait is ismerni kell. A lebegő
agyag és iszap, a planktonalgák, az oldott színes szerves anyag, valamint a
tengerifű leveleire telepedő apró élőlények mind csökkenthetik a hasznos fényt.
Nyugat-Ausztrália újonnan feltérképezett mély tengerifűmezői különösen tiszta,
tápanyagszegény vízben élnek. Az ilyen vízoszlopban a fény lassabban gyengül,
ezért a növényzet mélységi határa messz lejjebb kerülhet, mint egy
folyótorkolat közelében (Martin et al. 2023).
A mélységi határ nem éles vonal.
A fenék dőlése, az üledék minősége, a helyi áramlás és akár egy zátony árnyéka
méterről méterre változtatja a feltételeket. A ritka növények észlelési
valószínűsége is csökken: egy negyed négyzetméteres kamerakép könnyen üres
feneket mutat két apró hajtás között. Ezért egyetlen negatív mintából nem
következik, hogy a közelben nincs tengerifű, és a legmélyebb megtalált pont nem
feltétlenül azonos a faj valódi élettani határával (Carter et al. 2021).
A rekord igazolását a mintavételi
módszer különösen kényessé teszi. Sekély vízben a kutató gyalog, búvárként vagy
csónakból leengedett mintavevővel is megvizsgálhatja a növényt. Mélyebben
vontatott kamera, fenékszán, markoló vagy kotróháló kerül előtérbe. A
Nagy-korallzátony adatbázisában a régebbi helyadatokat terepnaplókkal
ellenőrizték, az újabb pontokat GPS-szel rögzítették, a mélységeket pedig
közös, közepes tengerszintre vonatkoztatott domborzati adatból egységesítették (Carter
et al. 2021).
A kamerás felvétel azért erős
bizonyíték, mert megmutathatja, hogy a növény az aljzatban gyökerezik és
állományt alkot. A háló vagy kotró viszont egy sodródó, máshonnan leszakadt
darabot is felhozhat, ráadásul nem mindig biztos, hogy a szerkezet pontosan a
jelzett mélységben érte el a feneket. A faj biztos meghatározásához ugyanakkor
gyakran fizikai minta szükséges. A legerősebb rekord ezért helymeghatározott
kép, begyűjtött példány és megismételhető fenékadat együttesén alapul.
Innen érthető a tengerifüvek
híres 145 méteres „rekordjának” problémája. Ciprus közelében egyetlen kotrásból
Halophila stipulacea került elő ebből
a mélységből, és az adat sok összefoglalóban a világ legmélyebb
tengerifű-előfordulásaként szerepelt (Short et al. 2007). A lelet érdekes, de
nem bizonyítja ugyanazzal a biztonsággal, hogy a növény ott gyökerezett, élt és
fotoszintetizált. A 145 méter ezért történeti legmélyebb minta, nem pedig a
legmegbízhatóbb élőhelyrekord (Martin et al. 2023).
Hasonlóképpen óvatosan kezelendő
a Korall-tengerből közölt 90 méteres adat. A régi mélységközlések mögött
gyakran kevés helyinformáció, egyszeri kotrás vagy bizonytalan fajazonosítás
áll. Egy 2023-as felülvizsgálat ezért nem egyszerűen a legnagyobb számokat
gyűjtötte össze, hanem csak a kellően ellenőrizhető rekordokat hasonlította
össze. Ebben a szigorúbb rangsorban a Halophila
spinulosa 76 méteres előfordulása az első (Martin et al. 2023).
A rangsor következő helyei is a Halophila nemzetséghez tartoznak. A H. capricorni 68, a H. decipiens 67, a H. ovalis
65, a H. tricostata pedig 56 méterig
rendelkezik megbízható adattal. Valamennyi rekord a Nagy-korallzátony
térségéből származik. A 40 méternél mélyebben talált tengerifüvek között ebben
a hatalmas adatbázisban kizárólag Halophila
fajok szerepeltek, ami jól mutatja a nemzetség kis termetű, fényhatékony
felépítésének előnyét (Carter et al. 2021; Martin et al. 2023).
A legmélyebb egyedi előfordulás
azonban nem feltétlenül jelenti a legmélyebb tartós, nagy kiterjedésű növényi
élőhelyet. Nyugat-Ausztráliában 63 méteren igazolták a Thalassodendron pachyrhizum összefüggő mezőit. Ez nagyobb, évelő,
háromdimenziós élőhelyet építő tengerifű, nem apró, gyorsan változó kolonizáló
faj. Jelenleg ez a legmélyebb megbízható rekord egy tartós állományalkotó,
évelő tengerifűre. A felvételeken 101 halfajt azonosítottak e mély mezőkben
(Martin et al. 2023).
A kétféle rekord más ökológiai
stratégiát képvisel. Sok mélyvízi Halophila
kevés tartalékot raktároz, ezért tartós elsötétedéskor gyorsan eltűnhet,
viszont magbankjából kedvező időszakban hamar visszatér. A Nagy-korallzátony
Hay Point nevű térségében nyolc éven át vizsgált mélyvízi állományok többnyire
csak júliustól decemberig voltak láthatók. A tengerfenék az év más részében
üresnek tűnhetett, miközben az üledékben nyugalomban levő magok őrizték a
következő nemzedéket (York et al. 2015).
A tengerifű tehát nem feltétlenül
ugyanazzal a hajtással éli túl a rossz időszakot. Egy mélyvízi „rét” működhet
egynyári növényállományként: gyors csírázás, rövid növekedés, víz alatti
virágzás és termésérés után a hajtások elpusztulnak. Ez a stratégia kevésbé
ellenálló a hirtelen fényhiánnyal szemben, de jó helyreállító képességet ad. A
lassabb, nagyobb testű évelő mező ezzel szemben tartósabb élőhelyet épít, ám elvesztése
után rendszerint lassabban alakul újra (York et al. 2015; Martin et al. 2023).
A Hay Point-i megfigyelések
természetes kísérletként mutatták meg a víz átlátszóságának jelentőségét. Egy
2006-os nagy kotrás hónapokon át zavaros csóvát tartott fenn, és abban az évben
a megfigyelt mélyvízi tengerifüvek nem telepedtek meg. A következő évben, a
terhelés megszűnése után ismét megjelentek, majd helyreállt a szokásos évszakos
ciklus. Az állomány tehát kicsi ellenállást, de jelentős visszatelepülési
képességet mutatott (York et al. 2015).
A mély víz bizonyos veszélyektől
részben védhet. A felszíni hőhullámok, a hullámverés és egyes viharok hatása
tompulhat, az offshore mezők pedig távolabb lehetnek a közvetlen taposástól és
horgonyzástól. Más terhelések viszont éppen a fényhatár közelében a
legsúlyosabbak. Ha a növény már eleve csak a fennmaradáshoz szükséges
fénymennyiséget kapja, egy kis zavarosodás, algásodás vagy levélbevonat is
negatívvá teheti a szénmérlegét (Duarte 1991; Martin et al. 2023).
A part menti tápanyagterhelés két
irányból is árnyékol. Több fitoplankton szaporodhat el a vízben, a tengerifű
levelein pedig gyorsabban nőhetnek mikroszkopikus algák és más bevonatalkotók.
Az építkezések, kotrások és talajerózió lebegő üledéke tovább csökkenti az átlátszóságot,
az ülepedő szemcsék pedig betemethetik a hajtásokat. Mivel a tengerifű mélységi
határa a fényáteresztés mérőszáma is, a határ sekélyebbre húzódása a vízminőség
romlásának korai jelzése lehet (Duarte 1991; Orth et al. 2006).
A tengerifűmezők jelentősége
jóval nagyobb szerény megjelenésüknél. Gyöktörzseik és gyökereik összefogják az
üledéket, leveleik lassítják az áramlást és lebegő részecskéket fognak fel.
Szerves anyagot termelnek, tápanyagokat forgatnak vissza, halaknak és
gerincteleneknek adnak búvó- és táplálkozóhelyet, sekély trópusi területeken
pedig zöld teknősök és dugongok fontos táplálékai. Elvesztésük ezért a
partvédelemre, a halállományokra és a szénforgalomra is kihat (Orth et al.
2006).
A mély mezők kiterjedéséről még
mindig hiányos a kép. A műholdas távérzékelés sekély, tiszta vízben jól
működhet, de több tíz méteres vízoszlopon át a fenékről visszaverődő jel
gyenge. A búváros felmérés költséges és időben korlátozott. Vontatott és
leengedett kamerák, autonóm víz alatti járművek, nagy pontosságú
helymeghatározás és ismételt videófelvételek együtt tárhatják fel a korábban
láthatatlan élőhelyeket. Nyugat-Ausztrália 63 méteres mezőit is ilyen, egymást
kiegészítő képi módszerekkel ismerték fel (Martin et al. 2023).
Minden új felmérés esély egy
mélyebb rekordra, de a nagyobb szám önmagában nem elegendő. Rögzíteni kell a
mintavétel pontos helyét, időpontját, a tengerszinthez viszonyított mélységet,
a módszert és azt, hogy gyökeres növény, leszakadt hajtás vagy csupán
bizonytalan képi alak látható-e. A példányt szakértőnek kell meghatároznia,
mert a kis Halophila fajok alakja
környezettől függően változhat, és több taxon terepen könnyen összetéveszthető
(Carter et al. 2021).
A 76 méteres adat ezért inkább
tudományos mérce, mint végleges biológiai fal. Azt bizonyítja, hogy megfelelően
tiszta vízben egy virágos növény ezen a mélységen is képes a tengerfenékhez
kötött életre. Nem bizonyítja, hogy 76 méter alatt ez lehetetlen, és azt sem,
hogy minden korábbi, mélyebb lelet téves. A 145 méteres kotrási minta és a 90
méteres történeti közlés fontos nyomok, de erősebb, helyszíni bizonyíték nélkül
nem előzhetik meg a dokumentált rekordot (Martin et al. 2023).
A jelenleg legpontosabb összegzés
tehát a következő: a megbízhatóan igazolt mélységi rekordot a Halophila spinulosa tartja 76 méterrel,
a Nagy-korallzátony területéről. A tartós, nagyobb testű, élőhelyalkotó évelő
tengerifüvek rekordere a Thalassodendron
pachyrhizum 63 méteren, Nyugat-Ausztráliában. A történeti 145 méteres adat
egy kotrással felhozott mintára vonatkozik. E három szám együtt mutatja meg,
miért nem pusztán mérőszalag kérdése a növényi rekord: előbb pontosan meg kell
határozni, mit mérünk, és milyen bizonyítékot fogadunk el.
Felhasznált irodalom
Carter A. B., McKenna S. A., Rasheed M. A., Collier C., McKenzie
L., Pitcher R. & Coles R. (2021): Synthesizing 35 years of seagrass spatial
data from the Great Barrier Reef World Heritage Area, Queensland, Australia.
Limnology and Oceanography Letters 6: 216–226. https://doi.org/10.1002/lol2.10193
Duarte C. M. (1991): Seagrass depth limits. Aquatic Botany 40:
363–377. https://doi.org/10.1016/0304-3770(91)90081-F
Josselyn M., Fonseca M., Niesen T. & Larson R. (1986):
Biomass, production and decomposition of a deep water seagrass, Halophila decipiens Ostenf. Aquatic
Botany 25: 47–61. https://doi.org/10.1016/0304-3770(86)90039-2
Martin B. C., Giraldo-Ospina A., Bell S., Cambridge M., Fraser M.
W., Gibbons B., Harvey E. S., Kendrick G. A., Langlois T., Spencer C. &
Hovey R. K. (2023): Deep meadows: Deep-water seagrass habitats revealed.
Ecology 104: e4150. https://doi.org/10.1002/ecy.4150
Olsen J. L., Rouzé P., Verhelst B., Lin Y.-C., Bayer T., Collen
J., Dattolo E., De Paoli E., Dittami S., Maumus F., Michel G., Kersting A.,
Lauritano C., Lohaus R., Töpel M., Tonon T., Vanneste K., Amirebrahimi M.,
Brakel J., Boström C., Chovatia M., Grimwood J., Jenkins J. W., Jueterbock A.,
Mraz A., Stam W. T., Tice H., Bornberg-Bauer E., Green P. J., Pearson G. A.,
Procaccini G., Duarte C. M., Schmutz J., Reusch T. B. H. & Van de Peer Y.
(2016): The genome of the seagrass Zostera
marina reveals angiosperm adaptation to the sea. Nature 530: 331–335.
https://doi.org/10.1038/nature16548
Orth R. J., Carruthers T. J. B., Dennison W. C., Duarte C. M.,
Fourqurean J. W., Heck K. L. Jr., Hughes A. R., Kendrick G. A., Kenworthy W.
J., Olyarnik S., Short F. T., Waycott M. & Williams S. L. (2006): A global
crisis for seagrass ecosystems. BioScience 56: 987–996.
https://doi.org/10.1641/0006-3568(2006)56[987:AGCFSE]2.0.CO;2
Short F., Carruthers T., Dennison W. & Waycott M. (2007): Global seagrass distribution and diversity: A bioregional model. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology 350: 3–20. https://doi.org/10.1016/j.jembe.2007.06.012
York P. H., Carter A. B., Chartrand K., Sankey T., Wells L. &
Rasheed M. A. (2015): Dynamics of a deep-water seagrass population on the Great
Barrier Reef: Annual occurrence and response to a major dredging program.
Scientific Reports 5: 13167. https://doi.org/10.1038/srep13167
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése