Influencerzy z podziemia

Dżdżownice (głównie z rodziny Lumbricidae, do której należy większość gatunków europejskich) mają ogromne znaczenie dla funkcjonowania niektórych ekosystemów lądowych. Ich tunele kierują powietrze, wodę i składniki odżywcze do głębokich warstw gleby i ułatwiają penetrację korzeni. Ich praca poprawia strukturę gleby i zmniejsza spływ, zmniejszając w ten sposób tempo erozji. Zjadając glebę, ściółkę roślinną i inne materiały (w zależności od gatunku), dżdżownice rozkładają materię organiczną, pomagając organizmom rozkładającym, takim jak bakterie i grzyby, uwalniać składniki odżywcze do gleby. Spożywane przez nie pokarmy, od 2 do 20 ton materii organicznej w ciągu roku na hektar, kończą jako odchody (odchody robaków), które są bogate w azot, fosfor, potas, magnez i wapń, wszystkie minerały niezbędne do wzrostu roślin. Dzięki nieustępliwemu ryciu, mieszaniu gleby i nawożeniu, dżdżownice są ważne dla tworzenia gleby, a co za tym idzie, są niezbędne dla roślin i każdego organizmu, który jest od nich zależny. Możesz dowiedzieć się znacznie więcej o tych niestrudzonych kopaczach od The Earthworm Society of Britain.

Dżdżownica ziemna (Lumbricus terrestris) © Fir0002/Flagstaffotos, Wikimedia Commons:

Zalety dżdżownic nie umknęły Karolowi Darwinowi. Jego książka z 1881 r., The formation of vegetable mould, through the action of worms, opublikowana kilka miesięcy przed jego śmiercią, była objawieniem dla ogółu społeczeństwa na temat znaczenia tych tajemniczych i słabo poznanych zwierząt. Książka odniosła ogromny sukces, sprzedając się w 6000 egzemplarzy w pierwszym roku, więcej niż O powstawaniu gatunków, kiedy została opublikowana po raz pierwszy.

Darwin obliczył, że w ciągu 10 lat odchody z 0,4 ha (jeden akr) gleby utworzą warstwę wierzchniej gleby o grubości 5 cm (co nazwał „warstwą roślinną”). W ostatnim akapicie swojej książki Darwin uzasadniał nazywanie dżdżownic „pługami natury”: „Pług jest jednym z najstarszych i najcenniejszych (sic) wynalazków człowieka; ale na długo przed jego istnieniem ziemia była faktycznie regularnie orana i nadal jest orana przez dżdżownice. Można wątpić, czy istnieje wiele innych zwierząt, które odegrały tak ważną rolę w historii świata, jak te nisko zorganizowane stworzenia”.

Schemat powstawania próchnicy. Darwina, 1838. Proceedings of the Geological Society of London 2: 274-576:

Biorąc pod uwagę imponujące portfolio dżdżownic jako inżynierów przyrody, możemy pomyśleć, że są one niezbędne lub przydatne wszędzie. Ale tak nie jest.

Około 10 tysięcy lat temu północ Ameryki Północnej przytłoczyła rozległa pokrywa lodowa. Jeśli w regionie były dżdżownice, zlodowacenie zabiło je, ponieważ nie było ich, gdy lód się cofnął. Tak więc północ Ameryki Północnej była wolna od dżdżownic, dopóki europejscy osadnicy nie zaczęli sprowadzać roślin i gleby, co nieuchronnie wprowadziło robaki, takie jak „nocny pełzacz”, lokalna nazwa pospolitej dżdżownicy Lumbricus terrestris.

Amerykańscy rolnicy i ogrodnicy czerpali korzyści z „pługów natury” w takim samym stopniu jak Europejczycy, ale kwestią czasu było, zanim dżdżownice dotrą do rodzimych siedlisk, takich jak północnoamerykańskie lasy liściaste. A w tych środowiskach dżdżownice nie były w ogóle mile widziane.

Wierzchnia warstwa dna lasu – zwana warstwą ściółki – składa się z liści, kory i łodyg w różnych stadiach rozkładu. W rodzimych lasach Ameryki Północnej warstwa ściółki jest rozkładana powoli, głównie przez krocionogi i roztocza. Materiał organiczny gromadzi się w postaci warstw, które są niezbędnymi siedliskami dla wielu owadów, płazów, ptaków i kwiatów.

Głęboki kopiec ściółki u podstawy sosny © Hood, USDA Forest Service:

Kiedy wprowadzają się dżdżownice, warstwa ściółki jest pochłaniana bardzo szybko. Rozkład gwałtownie przyspiesza, dzięki czemu składniki odżywcze, które gromadziły się powoli, są szybko uwalniane; rośliny nie są w stanie wchłonąć ich wszystkich. Wraz z utratą ściółki i składników odżywczych, fauna i flora podszytu ulegają wyczerpaniu. Zmniejszająca się biomasa roślin podszytu ma dalsze konsekwencje; jelenie nie będą miały innego wyjścia, jak tylko skubać młode drzewa, a inwazyjne rośliny mogą wykorzystać zubożone warunki do rozprzestrzeniania się. Problemy te pogorszyły się po przybyciu azjatyckiego skaczącego robaka (Amynthas agrestis), dżdżownicy pochodzącej z Japonii i Korei.

Jednak negatywny wpływ dżdżownic nie ogranicza się do warstwy ściółki. W Kanadzie liczebność, biomasa i bogactwo gatunkowe fauny owadów nad ziemią są niższe na działkach leśnych z inwazyjnymi dżdżownicami niż na obszarach wolnych od dżdżownic. Liczebność owadów zmniejszyła się o 61% tam, gdzie biomasa dżdżownic była najwyższa (Jochum i in., 2022).

Wpływ stanu inwazji dżdżownic na bogactwo roślinożerców (morfogatunki), po lewej; biomasa (mg/m ²), środek; i obfitość (log ₁₀ osobników/m ²), po prawej, w Albercie, Kanada © Jochum i in., 2022:

Przyczyny tego nie są znane. Niedobór niektórych roślin lub zmienione warunki glebowe na obszarach dżdżownic mogą zmniejszyć liczebność i przeżywalność roślinożerców i bezkręgowców żyjących w glebie, co może mieć wpływ na łańcuch pokarmowy. Inwazyjne dżdżownice mogą zmniejszać stężenie niektórych metabolitów roślin stosowanych przeciwko owadom przeżuwającym liście, więc mogą to być zmiany w chemii roślin.

Czy dżdżownice miałyby wpływ na tę bzygę? Prawdopodobnie tak © Forest Wander, Wikimedia Commons:

Co bardziej niepokojące, istnieją mocne dowody na to, że aktywność dżdżownic zwiększa emisje gazów cieplarnianych. Dendrobaena octaedra, inna dżdżownica pochodząca z Europy, wydaje się rozprzestrzeniać w kanadyjskich lasach borealnych, które są ważnymi rezerwuarami węgla. Wszędzie tam, gdzie występuje ta dżdżownica, część zasobów węgla w dnie lasu jest tracona w postaci dwutlenku węgla. Tak więc wielu ekologów gleby słusznie wyraziło swoje obawy dotyczące „globalnego zarobaczenia” [po angielsku zabawna gra słów:  „global worming” kontra „global warming” MK].

Schematyczna ilustracja wpływu inwazyjnych dżdżownic na ekosystemy wolne od dżdżownic (lewy rysunek) © Ferlian i in., 2017:

Wybryki darwinowskich „pługów natury” w północnej Ameryce Północnej to ostrzegawcze opowieści o gatunkach wywiezionych tam, gdzie nie jest ich miejsce. Niewielu mogło się spodziewać, że dżdżownice, tak korzystne dla gatunków i siedlisk na Starym Kontynencie, są szkodliwe gdzie indziej. Bohaterami podobnych opowieści są trzmiel ziemny (Bombus terrestris) i pszczoła miodna (Apis mellifera) .

Nieprzewidywalność wyników jest problemem. Tylko część gatunków inwazyjnych jest szkodliwa, ale te, które są, mogą powodować katastrofy.

Kudzu (Pueraria spp.), „pnącze, które zjadło południe”, zostało celowo sprowadzone do Stanów Zjednoczonych w celu kontroli erozji, ale stało się środowiskowym koszmarem. Rozprzestrzenia się w szacunkowym tempie 610 km ² rocznie © Scott Ehardt, Wikimedia Commons:

Dodatek JAC : Tutaj pozuję (w 2008 r.) z „wormstone” Darwina w Down House, jego domu w hrabstwie Kent. Jak pisze Darwin Online, Darwin użył tego do „zmierzenia tempa zapadania się kamienia w wyniku działania dżdżownic”. Witryna dodaje: „Kamień znajdujący się obecnie w Down House został zrekonstruowany przez firmę Cambridge Instrument Company Horacego Darwina w 1929 r., kiedy Down House stał się muzeum otwartym dla publiczności”.

Why Evolution Is True, 7 czerwca 2023

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska

*Autor jest brytyjskim entomologiem.