Az emberi tevékenység világszerte drámai módon alakítja át a természetes élőhelyeket és életközösségeket. Mivel az ilyen változások lényegesen gyorsabban mennek végbe, mint a természetes folyamatok, az élőlények egyre gyakrabban találkozhatnak olyan körülményekkel, amelyeket evolúciójuk során nem tapasztaltak. Ilyen helyzetekben az állatok csak a korábban kialakult viselkedési és egyéb alkalmazkodási mechanizmusaikra támaszkodhatnak. Ám ezek nem biztos, hogy képesek választ adni arra a kérdésre: hogy miként birkózzanak meg sikeresen a környezetükben eddig nem tapasztalt változásokkal?
Az élőlények gyakran támaszkodnak a környezetükben megtalálható fizikai, kémiai vagy szociális jelekre – azaz más egyedek által közvetített információkra – ahhoz, hogy olyan, az életmenetüket érintő „döntéseket” hozzanak, mint például hol táplálkozzanak, mikor vándoroljanak, mikor és kivel párosodjanak, hány utódot neveljenek stb.
Amikor a környezetük valamilyen külső hatás következtében megváltozik, az negatív módon befolyásolhatja az egyedek túlélését és szaporodását. Ha a változások nem túl drasztikusak és jellemző a változást elszenvedő populációra a genetikai változatosságon vagy plasztikus viselkedési válaszon alapuló alkalmazkodási képesség, akkor az érintett populáció elkerülheti a tartós létszámhanyatlást és a kihalást.
Az élőlények azonban csapdába is eshetnek az evolúciós történetük során kialakult viselkedési mintáik révén, ha olyan körülményeknek vannak kitéve, amelyek alapvetően különböznek a tulajdonságaikat eredetileg kialakító környezeti hatásoktól. Evolúciós csapdáról akkor beszélünk, amikor a környezet hirtelen, antropogén eredetű megváltozása arra készteti az élőlényeket, hogy olyan döntéseket hozzanak, amelyek bár normál körülmények között előnyösek lennének, a megváltozott környezetben azonban már előnytelenek. Ezeket a „rossz” döntéseket pedig sokszor úgy is meghozzák az egyedek, hogy rendelkezésükre állnak jobb alternatívák.
A díszbogár esete a sörösüveggel
Az evolúciós csapdák kialakulása több szempontból is problémát jelenthet az érintett populációk számára. Egyrészt közvetlenül csökkenthetik az egyedek túlélési esélyeit, mint például a grizzly medve (Ursus arctos horribilis) vagy a préribölény (Bison bison bison) esetében, ahol az állatok előnyben részesítik azokat az élelemforrásban gazdag élőhelyfoltokat, amelyek nagyobb, ember okozta halálozással – legális, de nem szabályozott vadászat, közlekedési eszközzel történő ütközés stb. révén – járnak együtt.
Más esetekben az evolúciós csapda közvetetten (is) okozhatja a populációk méretének csökkenését. Például az ausztrál díszbogár (Julodimorpha bakewelli) hímjei párválasztáskor a nőstények méretét, színét és szárnyfedő textúráját használják jelzésként ahhoz, hogy megfelelő partnert találjanak. Azonban a zömök, rövid nyakú sörösüvegek, amelyeket az emberek a díszbogár élőhelyén eldobnak, annyira megtévesztően hasonlók a nőstényekhez a hímek számára, hogy inkább az üveggel próbálnak párosodni. Ezzel nemcsak a saját túlélésüket veszélyeztetik a ragadozóknak és a kiszáradásnak való nagyobb kitettség által, hanem az utódok nemzésének a lehetősége is elvész számukra és végső soron a kevesebb utód létrehozása nemzedékről nemzedékre a populáció hosszú távú fennmaradását veszélyezteti. Hasonló evolúciós csapdát figyeltek meg néhány amerikai békafajnál is (Osteopilus septentrionalis és Anaxyrus terrestris), ahol a hímek a párzásra fogékony nőstényekre jellemző jelzéseket követve az utakon tömegesen elgázolt, elpusztult nőstényekkel próbálnak meg párzani.
Számos vízimadárfajt és vízirovart megtévesztenek a polarizált fényt visszaverő napelemek, aszfaltozott utak és egyéb mesterséges felületek (épületek üvegelemei, járművek karosszériája, mezőgazdaságban használatos takarófóliák stb.) is. Ezek tömeges megjelenése előtt a poláros fény környezeti jelként való használata előnyös volt, mivel megbízhatóan jelezte az állatok számára a természetes vízfelületek jelenlétét. Napjainkban azonban jelentős mértékű pusztulást okozhat ez az evolúciós csapda azáltal, hogy a valódi vízfelszínek helyett ezeken az ember alkotta felületeken próbálnak meg az állatok leszállni, illetve petéket rakni. A poláros fényszennyezés (vízi)rovarokra gyakorolt hatásaival kapcsolatban hazánkban például az ELTE TTK-n, illetve az ELKH Ökológiai Kutatóközpontjához tartozó Vízi Ökológiai Intézetben folytatnak felfedező és alkalmazott kutatásokat, melyekről az Élet és Tudomány többször is beszámolt.
Jelenlegi ismereteink szerint az említettekhez hasonló evolúciós csapdák körülbelül 100 állatfajt érintenek, melyek hat fő rendszertani csoportba sorolhatók: rovarok, halak, kétéltűek, hüllők, madarak és emlősök. Valószínű azonban, hogy e csapdák előfordulási gyakorisága jóval nagyobb, mint ahogy azt pillanatnyilag feltételezzük. Ennek oka az, hogy számos kevéssé kutatott ökoszisztéma – és ezeken belül megannyi kevéssé ismert faj – létezik, amelyek élőhelyeit az utóbbi évtizedekben az emberi tevékenység jelentősen módosította. Természetvédelmi szempontból ezek a csapdák komoly problémát jelentenek, mivel egy-egy faj populációjának gyors csökkenését, mi több, hosszú ideig tartó kitettség esetén a kihalását okozhatják.
Ugyanakkor az evolúciós csapdák jelensége ki is használható, például a gyakorlati növényvédelemben egyes kártevő rovarfajok visszaszorítására. Erre kiváló példa az, amikor egy rovarfaj hímeket csalogató illatanyagának szintetikus másolatát olyan rovarölő szerrel kombinálják, amely elpusztítja az odacsalogatott hímeket és ezzel egyúttal csökkentik a kártevő populáció szaporodási potenciálját is. Magyarországon az ELKH Agrártudományi Kutatóközpont Növényvédelmi Intézetében működő Alkalmazott Kémiai Ökológiai Osztályon állítanak elő és tesznek a gazdálkodók számára is elérhetővé csalogatáson alapuló, detektálásra és rajzáskövetésre alkalmas rovarcsapdákat (CSALOMON® Csapdacsalád).
(FOTÓ: RICARDO SIMON; FORRÁS: THEGLOBEANDMAIL)
Rossz élőhely választása
Ökológiai csapdáknak nevezzük azokat az evolúciós csapdákat, amelyeknél az egyedek olyan élőhelyeket választanak maguknak vagy utódjaiknak, amelyekben valamilyen emberi tevékenység nyomán rövid idő alatt bekövetkező változást követően a sikerességük kisebb, mint más elérhető élőhelyfoltokban. Az előnytelen élőhelyválasztás azért fordulhat elő, mert az új körülmények szétválasztják az élőhely minősége és az ott elérhető sikeresség közötti közvetlen kapcsolatot. Ezek a csapdák is számos állatcsoportnál megfigyelhetők, bár leginkább európai és észak-amerikai madárfajok esetében dokumentáltak.
(FOTÓ: DARRYL GWYNNE; FORRÁS: AUSTRALIANGEOGRAPHIC)
Az emberi tevékenység – elsősorban a természetes élőhelyek széttöredeződése, fragmentációja – következtében megnövekedett előfordulású erdőszegélyek például ökológiai csapdát jelentenek a költő madarak számára. Ennek oka, hogy a szülők alapvetően előnyben részesítik a változatos vegetációjú szegélyeket, azonban az emberi beavatkozások következtében kialakuló szegélyekben a nagyobb zavarás, illetve magasabb predációs ráta és fészekparazitizmus miatt a fészekaljak túlélése alacsonyabb, mint a szegélyektől beljebb elhelyezkedő erdőfoltok részein.
Egy másik jól ismert példa a hazánkban is kiemelt jelentőségű füves élőhelyek élővilágához kötődik. A gyepte-rületeken fészkelő madarak számára az intenzíven kezelt legelők hasonlóan vonzó strukturális jellemzőkkel rendelkeznek, mint a természetes élőhelyeik. Ugyanakkor az intenzív technológiák alkalmazása magában foglalja a gépi kaszálást is, amely ha megelőzi a fiókák kirepülését ezeken a területeken, az nagymértékű pusztítást okoz a nevelkedő utódok között.
Egy-egy ökológia csapda helyi kihaláshoz is vezethet, mint az történt az Észak-Amerikában őshonos tarkalepkefaj, az Euphydryas editha egy elszigetelt populációjában, amelynek élőhelyén a szarvasmarhákkal való legeltetés miatt lándzsás útifüvet (Plantago lanceolata) telepítettek be, amely néhány évtized alatt e faj hernyóinak kizárólagos tápnövényévé vált. Amikor azonban a legeltetéssel felhagytak a területen és az eredeti vegetáció helyreállt, a lepkék képtelenek voltak a korábbi tápnövényükön szaporodni, így populációjuk a természetes vegetáció által fokozatosan kiszorított útifűvel együtt eltűnt.
(FOTÓ: FARAGÓ ÁDÁM; FORRÁS: MME.HU)
Miért fontos ez számunkra?
Az emberek évszázadok óta alakítják közvetlen környezetüket, azonban az utóbbi évtizedekben egyértelművé vált, hogy a korábbi évszázadokban kimeríthetetlennek gondolt természetes források végesek. Az emberi jólétet számos olyan ökoszisztéma-szolgáltatás, azaz a természet által nyújtott haszon tartja fenn, amit magától értetődőnek tekintünk, azonban elvesztésük súlyos következményekkel járna. Az emberiség nem létezhet az ökoszisztémák javai és szolgáltatásai nélkül, így közvetlenül a szolgáltatásban részt vevő fajok állománycsökkenése, illetve közvetve az ökoszisztémának a biológiai sokféleség csökkenésével együtt járó funkcióvesztése az emberek számára is valós, közép vagy hosszú távú veszélyeket rejt. Például sok madárfaj járul hozzá mind a természetes élőhelyek, mind a mezőgazdasági területek életközösségeinek megfelelő működéséhez a beporzás, a magvak terjesztése vagy a kártevő rovarok fogyasztása révén.
(FOTÓ: MICHAEL C. SINGER; UNIVERSITY OF PLYMOUTH)
A méhek és poszméhek – sok más rovar-, madár- és emlősfaj mellett – rendkívül fontos szerepet töltenek be több mint 180 000 növényfajnak, ezen belül pedig több mint 1200 termesztett növénynek a beporzásában. Emiatt az evolúciós csapdák kialakulása ezeknél a fajoknál a mezőgazdasági termelésben kézzelfogható, súlyos károkat okozna. Bizonyított például, hogy számos méhfajra jellemző a szociális tanulás, azaz a fajtársak egymástól is szereznek információt a táplálékfoltok értékéről, és jelenlétükkel képesek más táplálékgyűjtő egyedeket is odavonzani koráb-ban ismeretlen virágtípusokra. Természetes körülmények között ez a viselkedés előnyös, mivel általa könnyebben kiaknázhatók új táplálékfoltok és nagyobb eséllyel elkerülhetők a veszélyt jelentő ragadozók. Ugyanakkor egyes rovarölő szereknél megfigyelték, hogy a háziméhek és poszméhek egyedei növekvő előnyben részesítették a hatóanyaggal kezelt táplálékfoltokat, azaz alternatív, vegyszeres kezeléstől mentes táplálék egyidejű jelenlétének ellenére is a kezelt táplálékot választották. Amennyiben a vegyszeres kezelést kapott táplálékfoltok iránti preferencia mértéke és egymás táplálékszerző viselkedésének másolása olyan szintet ér el, hogy a kolóniák vegyszernek való kitettsége jelentősen megnő, akkor a szer közvetlen pusztulást okozó és szubletális hatásai (például tájékozódási zavarok, kevesebb és rosszabb kondíciójú utódok, új kolóniák alapítására csökkent képesség) révén evolúciós csapda jöhet létre ezeknél a beporzásban nélkülözhetetlen szerepet betöltő rovarfajoknál is.
Talán nem meglepő, de az evolúciós csapda jelenléte nálunk, embereknél is megfigyelhető. Preferenciáink bizonyos típusú ételek iránt múltbeli környezetünk szelekciós maradványai azokból az időkből, amikor ezek korlátozottan voltak elérhetők és a rendelkezésre álló kis mennyiségben történő fogyasztásuk jelentett előnyt. Noha a mai iparosodott társadalmakban ezeket az élelmiszercsoportokat nagy mennyiségben hozzák létre és mindenki számára hozzáférhetővé váltak, azonban mi még sokszor továbbra is előnyben részesítjük az ilyen ételeket az egészségesebb alternatívákkal szemben. Mozgásszegényebb életmódunkkal együtt ezek a vágyak pedig sokszor az elhízással összefüggő olyan egészségügyi problémákhoz vezetnek, mint amilyenek a cukorbetegség, keringési rendszeri és légzési zavarok, illetve a rákos megbetegedések bizonyos formái.
Kitekintés
A természetes módon előforduló környezeti „zavaroktól” és a hozzájuk kapcsolódó természetes szelekciótól az evolúciós csapda alapvetően nem különbözik. Az emberi tevékenység által előidézett változások azonban rendszerint sokkal gyorsabban következnek be, mint a természetes zavarások, és a változás mértéke, illetve jellege miatt a valóban előnyös válaszok kialakulása nem lehetséges. Vannak olyan esetek, amikor célzott beavatkozással sikerül egy-egy evolúciós csapdát hatástalanítani azáltal, hogy növeljük a csapdán belül az egyedek sikerességét vagy csökkentjük a csapda vonzerejét például természetbarát kaszálási mód előírásával, a sörösüveg újra tervezésével vagy tükrö-ződésmentes bevonatok széleskörű alkalmazásával.
Az ökoszisztéma-szolgáltatások jelentőségének felismerése azonban rá kell, hogy ébresszen minket: jövőbeli gazdasági-társadalmi fejlődésünk nagyban függ a természettel való együttélési képességünktől, azaz attól, hogy mennyire ismerjük azokat az ökoszisztémákat, amelyeknek a részesei vagyunk, mennyire értjük, hogy tevékenységünk milyen mértékben befolyásolja azok szerkezetét és működését, illetve milyen beavatkozásokkal tudjuk biztosítani működőképes fennmaradásukat.
Tóth Zoltán
ELKH Agrártudományi Kutatóközpont Növényvédelmi Intézet
A cikk az Innovációs és Technológiai Minisztérium ÚNKP-21-5-DE-478 kódszámú Új Nemzeti Kiválóság Programjának a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Alapból finanszírozott szakmai támogatásával készült.
