Növényi matuzsálemek - A leghosszabb életű növények
Melyik a Föld legidősebb élő növénye? A kérdésre meglepően sok
helyesnek látszó, egymástól mégis nagyságrendekkel eltérő válasz adható. Egy
kaliforniai fenyő több mint ötezer éves, egy tasmaniai cserje klónját legalább
43 600 évesnek tartják, egy földközi-tengeri tengerifű egyes klónjaira pedig
százezer évet meghaladó becslések is születtek. A számok nem azért különböznek,
mert valaki feltétlenül rosszul mért. Más-más dolgot neveznek növényi egyednek,
és más módszerrel állapítják meg a korát.
 |
| Simatűjű szálkásfenyő (Pinus longaeva) |
Az állatok többségénél könnyen kijelölhető az
egyed teste. A növények modulárisan épülnek fel: hajtásaik, ágaik és gyökereik
részben önálló egységekként növekednek, elhalhatnak, majd más részek
pótolhatják őket. Sok faj vegetatív úton is terjed. Egyetlen magból kiinduló
genetikai egyed, a genet, idővel sok, látszólag különálló hajtást vagy törzset
hozhat létre. Ezeket rameteknek nevezzük. A ramet lehet néhány évtizedes,
miközben a genet, amelyhez tartozik, évezredeken át fennmarad. A rekord
felállítása előtt ezért el kell dönteni, hogy egy ma is álló törzs, egy
összefüggő gyökérrendszer vagy egy genetikai vonal korát keressük (de Witte
& Stöcklin 2010).
A legegyértelműbb rekord a nem klonális, egyetlen
törzsként fennmaradt fáké. Itt a dendrokronológia, vagyis az évgyűrűk
vizsgálata adhat közvetlen kormérést. A kutatók rendszerint nem vágják ki a
fát, hanem egy vékony növedékfúróval hengeralakú mintát vesznek a törzsből. A
gyűrűsort más fák mintáival összeillesztve, úgynevezett keresztdatálással
ellenőrzik. Ez azért szükséges, mert kedvezőtlen évben egy gyűrű hiányozhat,
rendhagyó időjárás esetén pedig álgyűrű keletkezhet. A nagyon öreg fák közepe
gyakran elkorhadt vagy szabálytalanul nőtt, ezért a leghosszabb ismert sorozat
is lehet csupán igazolható minimumkor (Biondi et al. 2023; Piovesan &
Biondi 2021).
A közvetlenül datált, ma élő, nem klonális
növények rekordere a simatűjű szálkásfenyő (Pinus longaeva). Az Egyesült
Államok nyugati részének magas, száraz hegységeiben élő faj több példánya
meghaladta a négyezer évet, és legalább egy élő fát ötezer évnél idősebbre
datáltak. A legismertebb példány a bibliai matuzsálemi korra utaló Methuselah,
de a tudományos rekord szempontjából maga a faj és az évgyűrűsor fontosabb,
mint a híressé vált név. A legöregebb fák pontos helyét védelmük érdekében nem
hozzák nyilvánosságra (Biondi et al. 2023; Piovesan & Biondi 2021).
E fenyők nem dús, kényelmes erdőkben érik el
rendkívüli korukat. A hideg, a szél, a rövid tenyészidő és a tápanyagszegény,
száraz talaj nagyon lassú növekedést eredményez. A kedvezőtlen környezet
ugyanakkor ritkítja a versenytársakat, a kórokozókat és a nagy kiterjedésű
tüzeket. A sűrű, gyantás faanyag lassan korhad. A törzs egy része elpusztulhat,
miközben egy keskeny élő szövetsáv továbbra is összeköti a gyökeret néhány
életben maradt ággal. Ez a részleges elhalás csökkenti a fenntartandó koronát,
de nem jelenti az egész fa halálát. A hosszú élet tehát nem egyszerűen „jó
egészség”: inkább lassú növekedés, szerkezeti takarékosság és a végzetes
zavarások rendkívül hosszú elkerülésének együttese (Lanner & Connor 2001;
Piovesan & Biondi 2021).
Az idős simatűjű szálkásfenyők vizsgálatakor a
kutatók nem találtak egyértelmű összefüggést a fa kora, valamint a pollen
életképessége, a magok minősége és a vizsgált mutációs jelek között. Ebből nem
következik, hogy a fa sejtjei sohasem károsodnak, vagy hogy a fenyő
halhatatlan. Inkább azt mutatja, hogy az egész növény öregedése nem feltétlenül
hasonlít egy állat folyamatos, szervezetszintű hanyatlására. A növekedési
csúcsokban működő osztódószövetek új leveleket, hajtásokat és szaporító
képleteket hoznak létre, miközben a régi részek egyenként elveszhetnek (Lanner
& Connor 2001; Thomas 2013).
A klonális növényeknél az évgyűrűk már nem oldják
meg a rekord kérdését. Jó példa a svédországi Fulufjället hegység Old Tjikko
néven ismert közönséges lucfenyője (Picea abies). A felszínen látható
törzs nem kilencezer éves. A környezetében, a mai növény alatt talált
lucmaradványok közül a legöregebbek megközelítőleg 9550 évesek, és a kutatók
ezeket a helyben, bujtással és sarjadással megújuló klón korábbi részeiként
értelmezték. A látványos állítás tehát nem egy kilencezer éve változatlanul álló
törzsről szól, hanem egy helyben fennmaradó genet folytonosságáról (Öberg &
Kullman 2011).
A radiokarbonos kormeghatározás azt mutatja meg,
mikor élt a mintául szolgáló régi faanyag. Önmagában nem bizonyítja, hogy az a
mai hajtással genetikailag azonos volt. Az összefüggést a növény
növekedésmódja, a maradványok helyzete és a helyi vegetációtörténet alapján
következtetik ki. Ez erős, de más természetű bizonyíték, mint amikor egyetlen
törzs megszakítatlan évgyűrűsorát számolják meg. Old Tjikko ezért nem „idősebb
fa” ugyanabban az értelemben, mint a szálkásfenyő; egy idős klón másfajta
rekordját képviseli.
A klón és a látható törzsek különbségét az
amerikai rezgő nyár (Populus tremuloides) Pando nevű telepe még
szemléletesebbé teszi. Több mint negyven hektáron mintegy 47 000 törzs áll,
amelyekről molekuláris genetikai vizsgálatok igazolták, hogy ugyanahhoz a
genethez tartoznak. Az egyes törzsek elpusztulnak, a közös gyökérrendszer
azonban új sarjakat hozhat. Pando hatalmas kiterjedése bizonyítható, pontos életkora
viszont nem olvasható le az egyes törzsek gyűrűiből. A méretből és a
feltételezett terjedési sebességből származó korbecslések erősen modellfüggők,
ezért a telepet nem célszerű egyetlen, vitathatatlan évszámmal bemutatni
(DeWoody et al. 2008; de Witte & Stöcklin 2010).
Még különösebb a tasmaniai király-lomácia (Lomatia
tasmanica) esete. A faj egyetlen ismert állománya körülbelül 1,2 kilométer
hosszan, több száz szárból áll. A növény triploid, termést nem figyeltek meg
rajta, és vegetatív módon szaporodik. A vizsgált egyedeknél az alkalmazott
genetikai markerek nem mutattak változatosságot, ezért az egész állományt
egyetlen genetnek tekintették. Ugyanerről a fajról legalább 43 600 éves
fosszilis leveleket is találtak. A kutatók felvetették, hogy ez a mai klón
minimális korát jelezheti (Lynch et al. 1998).
A 43 600 év azonban itt sem közvetlenül
megszámolt életkor. A fosszília azt bizonyítja, hogy a faj akkor már jelen volt
a térségben; annak állítása, hogy a levél éppen a ma élő genethez tartozott, következtetés.
A király-lomácia mégis rendkívüli jelölt: sterilitása, egyetlen ismert
populációja, vegetatív fennmaradása és genetikai egyöntetűsége ugyanabba az
irányba mutat. A pontos megfogalmazás ezért fontosabb a hangzatos címnél: ősi
klónról van szó, amelynek több tízezer éves kora valószínű, de nem
évgyűrű-pontossággal igazolt.
A legnagyobb becsült korok egyikét nem erdőben,
hanem a tengerben találjuk. A mediterrán neptunfű (Posidonia oceanica)
virágos növény, nem tengeri alga. Föld alatti módosult hajtásaival, rizómáival
terjed, és kiterjedt víz alatti réteket alkot. Genetikai vizsgálatok azonos
multilokuszos genotípusokat mutattak ki egymástól akár 15 kilométerre fekvő
mintavételi helyeken. Ha ezt a távolságot kizárólag a rizóma évi körülbelül
négy centiméteres növekedésével magyarázzuk, a becsült minimális kor egyes
esetekben 80 000–200 000 év lehet (Arnaud-Haond et al. 2012).
Éppen a feltételes mód a lényeg. A kutatók maguk
is több magyarázatot mérlegeltek: a megszakítatlan klonális növekedés mellett
rizómatöredékek elsodródása és későbbi megtelepedése is létrehozhat távoli,
genetikailag azonos foltokat. A tengerszint a jégkorszakok alatt jelentősen
változott, ezért a mai élőhely kiterjedését sem lehet egyszerűen visszavetíteni
százezer évre. A neptunfű adatai azt bizonyítják, hogy rendkívül nagy és hosszú
életű klónok léteznek; a 200 000 év azonban egy modell szélső eredménye, nem
közvetlenül megmért születési dátum (Arnaud-Haond et al. 2012).
A növényi kor meghatározásának bizonyítékai tehát
nem egyforma erősek. Az összefüggő, keresztdatált évgyűrűsor közvetlenül évről
évre követi egy törzs növekedését. A radiokarbon-vizsgálat egy szövetdarab
korát méri, a genetikai azonosság a klón kiterjedését igazolhatja, a terjedési
sebesség pedig modellszámításhoz ad alapot. A fosszília a faj múltbeli
jelenlétét rögzíti, de csak kivételes körülmények között kapcsolható egy ma élő
genethez. Minél távolabb kerülünk a megszámolható évgyűrűktől, annál nagyobb
szerepet kapnak a feltételezések és a bizonytalansági tartományok (de Witte
& Stöcklin 2010).
Vajon mindez azt jelenti, hogy bizonyos növények
halhatatlanok? Biológiai értelemben nem. A sejtekben mutációk és károsodások
halmozódhatnak fel, a szállítószövetek működése romolhat, és a növényt
elpusztíthatja aszály, tűz, kórokozó, növényevő vagy emberi beavatkozás. A
moduláris felépítés mégis lehetővé teszi, hogy a növény leválassza az elhalt
részt, nyugalmi állapotba kerüljön, új növekedési pontokat aktiváljon, vagy
klonálisan új rametekkel folytassa életét. Ezért egyes évelő növényeknél nincs
könnyen kijelölhető, belső „lejárati idő”, a tényleges élettartamot pedig
gyakran külső esemény szabja meg (Peñuelas & Munné-Bosch 2010; Piovesan
& Biondi 2021; Thomas 2013).
A leghosszabb életű növény rekordjára így
legalább három választ érdemes megőrizni. A közvetlenül datált, nem klonális
élő növények között a simatűjű szálkásfenyő az első, ötezer évet meghaladó
igazolt korral. A szárazföldi klónok között a király-lomácia több tízezer éves
genetje az egyik legkülönlegesebb jelölt. A neptunfűnél százezer évet meghaladó
modellbecslések is születtek, de ezek jóval bizonytalanabbak. A rekord valódi
tanulsága ezért nem pusztán az elképesztő szám. A növények arra kényszerítenek
bennünket, hogy újragondoljuk, hol kezdődik és hol végződik egy élőlény, és mit
jelent ugyanannak az egyednek maradni az időben.
Irodalom
Arnaud-Haond S., Duarte C. M., Diaz-Almela E., Marbà N., Sintes T.
& Serrão E. A. (2012): Implications of extreme life span in clonal
organisms: millenary clones in meadows of the threatened seagrass Posidonia
oceanica. PLoS ONE 7: e30454. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0030454
Biondi F., Meko D. M. & Piovesan G. (2023): Maximum tree lifespans
derived from public-domain dendrochronological data. iScience 26: 106138. https://doi.org/10.1016/j.isci.2023.106138
de Witte L. C. & Stöcklin J. (2010): Longevity of clonal plants:
why it matters and how to measure it. Annals of Botany 106: 859–870.
https://doi.org/10.1093/aob/mcq191
DeWoody J., Rowe C. A., Hipkins V. D. & Mock K. E. (2008): “Pando”
lives: molecular genetic evidence of a giant aspen clone in central Utah.
Western North American Naturalist 68: 493–497.
https://doi.org/10.3398/1527-0904-68.4.493
Lanner R. M. & Connor K. F. (2001): Does bristlecone pine senesce?
Experimental Gerontology 36: 675–685.
https://doi.org/10.1016/S0531-5565(00)00234-5
Lynch A. J. J., Barnes R. W., Cambecèdes J. & Vaillancourt R. E.
(1998): Genetic evidence that Lomatia tasmanica (Proteaceae) is an
ancient clone. Australian Journal of Botany 46: 25–33.
https://doi.org/10.1071/BT96120
Öberg L. & Kullman L. (2011): Ancient subalpine clonal spruces (Picea
abies): sources of postglacial vegetation history in the Swedish Scandes.
Arctic 64: 183–196.
Peñuelas J. & Munné-Bosch S. (2010): Potentially immortal? New
Phytologist 187: 564–567. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.2010.03360.x
Piovesan G. & Biondi F. (2021): On tree longevity. New Phytologist
231: 1318–1337. https://doi.org/10.1111/nph.17148
Thomas H. (2013): Senescence, ageing and death of the whole plant. New
Phytologist 197: 696–711. https://doi.org/10.1111/nph.12047
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése