Rozmotávat spletitost tvrzení o páčidlech, hvězdicích a ekologii naruby je třeba už v 50. letech minulého století. Tehdy totiž mezi vědci ekology začalo pozvolna dozrávat přesvědčení, že to se vztahy mezi prostředím a organismy v něm může být i krapet jinak, než se dosud předpokládalo.
Ekologie se zabývá popisem, analýzou a studiem vztahů mezi organismy a jejich prostředím. Zní to trochu suchopárně, nicméně jako obor se dá provozovat na různé způsoby. Například Robert Paine ji dělal páčidlem. A přestože od jeho experimentů s mořskými hvězdicemi uplynulo bezmála šedesát let, učíme se o něm pořád.
Ekologie si totiž celé dekády ujížděla na konceptu potravních sítí, pyramid a řetězců. Zjednodušeně řečeno: schematickém popisu, kdo koho v tom kterém systému žere. V takové potravní pyramidě jsou tam někde dole u základny zastoupení primární producenti, nad nimi pak ční býložravci a celé to uzavírají predátoři usazení na pomyslném vrcholu. Všude, ve vodním i suchozemském prostředí, na poušti, v korálovém útese či v pralese, totiž narazíte na primární producenty. Kterých je v daném systému co do biomasy opravdu hodně. Mohou to být třeba řasy nebo rostliny získávající energii z fotosyntézy. Je pak spásají nebo na nich jinak hodují ty druhy býložravé. Těch je sice hodně, ale o dost méně než predátorů, jimž zase za potravu slouží ony.
Taková idealizovaná potravní pyramida může mít X pater, může v ní figurovat Y organismů - ale v podstatě se dá nakreslit všude. Kromě toho bylo pro uvažování bádajících ekologů po desetiletí podstatné, že stabilita takové pyramidální struktury vycházela ze základny. Mělo se za to, že procesy v ní jsou řízeny bottom-up, odspoda. Jen pro příklad: když do ekosystému patřičně necitlivě sáhnete a uberete z těch primárních producentů, bude pak chybět potrava býložravcům. A těch pak bude méně pro predátory. Celé se to sesype, protože jste vytáhli nepatrný kamínek ze základů.
V těch padesátých a šedesátých letech se tohle schematické vnímání měnilo, pozornost odborníků se začala přesouvat k vrcholku pyramidy. K pojetí, že celá ta stabilita je dost možná vlastně řízená spíš top-down. Protože jsou to predátoři, kteří regulují početnost býložravců. Nebýt predátorů, býložravci by se přemnožili a zbaštili by všechny primární producenty. Pyramida je tedy řízena svrchu a pro stabilitu ekosystému jsou podstatní predátoři. Tygři, kosatky a vlci.
Čtěte také: Proč je příroda důležitá?
Zastáncem toho top-down konceptu byl i zoolog a ekolog Washingtonské univerzity Robert Treat Paine III. Jehož metody byly, z hlediska tehdejších i současných konvencí, řekněme poněkud netradiční. Zastával totiž krédo: „Chceš vědět, co to opravdu dělá? Tak to pořádně nakopni a dívej se.“ A právě on svým neotřelým přístupem přispěl k nastolení onoho nového obráceného konceptu.
Vyrazil do zátoky Makah ve washingtonské Clallam County, kde od kamenného podkladu zaplavovaných tůněk začal trhat hvězdice okrové (Pisaster ochraceus). Držely pevně, takže jinak než bez páčidla to nešlo. Co s nimi bylo dál? Těžko říct, zahazoval je totiž rovnou do moře. Té surovosti se nedopouštěl bezúčelně. Hvězdice sice nevypadá ani jako tygr, vlk nebo kosatka, ale v tom příbojem zaplavovaném ekosystému zátoky Makah byla jasným predátorem. Živila se totiž slávkami kalifornskými (Mytilus californianus), které tu v trsech porůstaly kameny. Když to zkrátíme, bez hvězdic se slávky přemnožily.
Sám Paine byl ale překvapený, jak moc se bez svých hvězdicovitých predátorů přemnožily. Ještě před akcí s páčidlem žilo v zátoce Makah patnáct různých druhů živočichů. Po třech letech bez hvězdic jich tu zůstalo osm, a po deseti letech tu už žily jen slávky. Naprosto dominovaly, doslova převálcovaly celou tu příbojovou zónu tůní. Byly jich, vyjádřeno ve váze biomasy, tuny. A to přitom odtud zmizely jen desítky hvězdic okrových. Ekologický koncept top-down řízení to dost názorně ilustrovalo.
Robert Paine o tomhle experimentu s páčidlem sepsal studii, která vyšla v roce 1966 v American Naturalist, a v níž popisoval, jak jeden jediný druh může mít až neúměrný vliv na celé ekologické společenstvo. Byl si totiž vědom toho, v jakém nepoměru byly jednotky predátora, hvězdice, k tisícům jednotek býložravce, slávky. Ta hvězdice byla pro ekosystém zátoky Makah z nějakého důvodu podstatnější a důležitější, než ledasjaký jiný predátor v nějakém jiném ekosystému. Když totiž z jiného hypotetického ekosystému odstraníte jiného vrcholového predátora (ne nutně páčidlem), ne vždycky se takhle sesype. Například, seberte kanadské řece medvědy lapající lososy, a stane se co? Nestane se nic. Seberte kanadské řece lososy, a taky se to nesesype. V případě hypotetické kanadské řeky je tedy teoreticky možné odejmout z ekosystému jednoho nebo oba vrcholové predátory, a nestane se nic až tak zásadního. Hvězdice okrová je tedy, z nějakého důvodu, důležitější. Paine to chtěl zdůraznit nějakým přiléhavým názvem, a přišel proto s termínem "keystone species". Ten si do češtiny překládáme jako "klíčové druhy". Paine měl ale tenkrát opravdu na mysli jen ten jeden druh, hvězdici.
V roce 1974 popsal další slovutný ekolog James Estes z Kalifornské univerzity v Santa Cruz velmi podobný příběh. Stejnou roli jako hvězdice v zátoce Makah v něm hrály při kalifornském pobřeží vydry mořské. To ony, jako vrcholový predátor, strukturovaly rozmanitost života v podmořských chaluhových lesích.
Čtěte také: Chcete vyhrát výlet do přírody? Zde jsou pravidla!
Estes, snad proto že žádné zvíře netýral páčidlem, svou studii a vydrách a ježovkách opublikoval v prestižním žurnálu Science. Kde rozhodně nezapadla. Přála jí doba. Ve Spojených státech amerických se tehdy totiž schvaloval nový Zákon o ohrožených druzích živočichů a rostlin. A všem těm váženým kongresmanům se moc líbila ta poněkud zkratkovitá představa, že ekosystémy (řízené shora) stojí a padají s konkrétními klíčovými druhy. Druhy, které ten který ekosystém mají tak nějak pod palcem a udržují ho stabilní, v rovnováze.
Takhle totiž celá ochrana přírody vypadala velmi jednoduše. Stačí, aby ekologové odhalili v jednom každém ekosystému ten příhodný klíčový druh - hvězdice z pobřežních tůněk u zátoky Makah, vydry od kalifornském pobřeží - a ochranou těch klíčových druhů se zajistí ochrana celé biodiverzity v místě. Jak dnes asi správně odtušíte, že tak jednoduché to úplně není. Nicméně od sedmdesátých let se (nejen) američtí ekologové právě o tohle pokoušeli. Cíleně hledali ty klíčové druhy, na něž by se vztahovala přísná ochrana. Protože na nich to přeci celé stojí, ne?
Z toho keystone species se tak stalo cosi jako zaklínadlo, nová metafora pro ochranu přírody. Slon africký? Pro savany jasně klíčový druh. Ploskozubci ozobávající řasy na Velkém korálovém útesu? Určitě. Prasátka pekari v amazonských pralesích, bobři v Kanadě? Bez nich by to nešlo. Vlci, tygři, žraloci, jaguáři? Zajisté, ostatně jako všichni vrcholoví predátoři. Psouni z prérií, dusající bizoni, datlové klovající do stromů.
Postupně bylo identifikováno více než 230 takových klíčových druhů a soupiska se rychle rozrůstala dál. Některé druhy se do ní zapsaly jako krajinní inženýři, zvířata plošně ovlivňující široké okolí. Jiné poskytovaly nějakou nezastupitelnou ekosystémovou funkci nebo mutualisticky „pomáhaly“ ostatním druhům. Ale čím delší ta soupiska byla, tím méně smyslu dávala. Ono poetické "keystone species" se začalo vzdalovat tomu, co měl prve na mysli Robert Paine.
Přitom Paine sám a předlouhá řada jeho následovníků a studentů se dál zabývala bližší definicí klíčových druhů. Bez páčidla, zato ale s pořádnou porcí vytrvalosti. Počítali například, kolik jedna ta hvězdice okrová zlikviduje v tůňkách slávek. Za den, měsíc a za celá léta. Anebo na kolika ježovkách si pochutná vydra mořská. Zkrátka, jak velkou váhu ten jeden konkrétní klíčový organismus v daném ekosystému má, kolik těch jednotlivých interakcí mezi ním a ostatními druhy vlastně je. Matematicky, počtem těch doložených interakcí, pak byli schopni vyjádřit jeho osobitou „klíčovost“ (keystone-ness). Ne tedy všude a u všech.
Čtěte také: Recyklace v Česku
Klíčový druh je totiž charakterizován tím, že jeho dopad na společenstvo nebo ekosystém je mnohem větší, než by se dalo očekávat na základě jeho početnosti. Taková stáda bizonů (spíše tedy historicky, než dnes) pochopitelně měly ohromný dopad na stepní/prérijní ekosystémy amerického středozápadu. Ale kolik jich taky v tom nekonečně dlouhém migrujícím stádu na tahu je? Efekt jednoho jediného bizona - jím zprostředkovaný sešlap a zdusání půdy, množství spasené vegetace - už tak ohromující není.
Jsou podstatní, to ano. Ale klíčoví? Tedy případ od případu, a to i v lokálním i širším geografickém měřítku. To je další pozoruhodný aspekt, na který Paine a jeho pokračovatelé od počátku upozorňují. Hvězdice okrová je nepochybně klíčovým druhem příbřežních tůněk zátoky Makah. Ale jakmile se z těch tůněk posunete dál do vody, tam, kde je proud a silné vlnobití? Rázem je vliv hvězdic na populaci slávek kalifornských mnohem menší. Tam už klíčovým druhem není. Klíčová je jen v těch partiích pobřeží, které jsou před vlnobitím chráněné.
A co třeba při pobřeží Aljašky, kam už areál rozšíření hvězdice okrové nesahá? Co tam drží slávky na uzdě? „Prostě nějaká jiná mořská hvězdice,“ odpovídal smířlivě Robert Paine. Chránit hvězdice okrové dává smysl v zátoce Makah. Ale dát jim univerzální nálepku klíčového druhu, který je naprosto zásadní všude po celém světě? To prosím určitě ne.
Jenže badatelé a ochránci přírody, kteří přistoupili na tu zjednodušující logiku, mu moc nenaslouchali. Nejen ke své škodě, ale i ke škodě přírody. Rozmohla se totiž představa, že tím klíčovým druhem je zpravidla nějaký „zásadní“ velký savec či vrcholový predátor. Jenže tak to, viděno poctivou biologickou matematikou sčítající interakce, není. Většina prokazatelně klíčových druhů žije v mořích. Řada z nich nemá statut vrcholového predátora. Nemálo z nich patří mezi bezobratlé. Klíčovým druhem je například obyčejný bělásek řepový (Pieris rapae).
Často ty klíčové druhy nestojí ani na vrcholu potravního řetězce, a jsou sami požíráni. Třeba cejni a vranky v řekách. Nebo krevety severní v mořích, psoun černoocasý.
Od časů, kdy Robert Paine páčidlem odloupával hvězdice od kamenů v tůňkách zátoky Makah už nějaký pátek uplynul, a ekologické vědy už pokročily o dost dál. Namísto ochrany jednotlivých druhů se dnes prosazuje model ekosystémové ochrany. Celých stanovišť, jako jistější záruky ochrany biodiverzity. Pomýlená představa, která vznikla na základě špatně pochopené studie o hvězdicích okrových, ale pořád přetrvává. A odstranit ji z myšlení ochránců přírody a politiků zatím nejde ani páčidlem.
Ne všechny klíčové druhy jsou opravdu klíčové. Klíčové druhy definuje jejich klíčovost, a ta závisí na kontextu. Klíčové druhy definuje jejich klíčovost, a ta závisí na kontextu!
Není člověka, jehož by se netýkal prostor, ve kterém žije, souhrn všech vnějších vlivů, které ho obklopují a umožňují mu podmínky k životu - životní prostředí. Tento křehký mechanismus je ale narušen lidskou činností. Největším celosvětovým ekologickým problémem je bezesporu strašák jménem globální oteplování. Z důvodu zvyšujícího se procenta skleníkových plynů v zemské atmosféře se naše planeta otepluje. Mezi skleníkové plyny, které způsobují oteplování, patří oxid uhličitý, oxidy dusíku, halogeny, methan a freony. Právě freony a halogeny (chloridy, fluoridy, bromidy a jodidy) jsou příčinou dalšího problému. Reagují, rozkládají ozón a tím dávají vznik ozónové díře. Ta se tvoří nad Antarktidou a neustále se zvětšuje. Ozón je ochrana Země před škodlivým UV (ultrafialovým) zářením.
Problém oxidu uhličitého by nebyl tak markantní, kdyby se hromadně nekácely deštné pralesy. Ne nadarmo se jim přezdívá "plíce Země". Velké množství stromů tvořících deštné pralesy přes den fotosyntézou zpracují mnoho oxidu uhličitého. Výchozím plynem je kyslík.
Dalším znečišťovatelem je doprava. V dnešním světě je obrovská spotřeba ropy v osobní i nákladní přepravě. Spalovací motory spotřebovávají množství nafty a benzínu a odpadními produkty znečišťují životní prostředí. To samé se děje i v energetickém průmyslu.
Globální oteplování nám může paradoxně přinést novou dobu ledovou. Teplé mořské proudy výrazně oteplují pobřeží i vnitrozemí (např. bez Golfského proudu by u nás vládlo stejně studené klima, jaké si užívají obyvatelé Labradoru). Obrovskou oceánskou řeku Golfského proudu uvádějí do pohybu velmi citlivé fyzikální mechanismy. Lehká teplá voda ohřátá v Mexické zálivu proudí na sever, kde chladne, těžkne a klesá dolů. Ve velké hloubce se pak tlačí zpět k jihu na místo uvolněné teplou vodou.
Globální oteplování je obrovský, ale ani zdaleka jediný problém. Naši modrou planetu i nás tíží i jiné. S rostoucí natalitou v málo vyspělých až nevyspělých oblastech a stále se snižující mortalitou v rozvinutých státech roste populace lidí. Dnes nás na Zemi žije přes 6 miliard. Potřebujeme vypěstovat více plodin, chovat větší množství hospodářských zvířat a celkově rozvíjet zemědělství a průmysl, abychom uspokojili potřeby všech lidí. To s sebou však nese zvýšené množství odpadních produktů, které znečišťují životní prostředí. Za pár století, možná i dříve, bychom se mohli utopit ve vlastních odpadcích. Proto je potřeba odpad třídit a recyklovat. Ale jenom to samozřejmě nestačí.
Je potřeba zajít ještě dál. Například v obci Kožušany-Tážaly na jihu Olomouce se od 90. let minulého století značně pokročilo v ochraně okolní přírody. Největší akcí zatím bylo zavedení plynu do obce, čímž se vyřešila obtížná situace ve znečištění ovzduší obce od spalování nekvalitního uhlí. Dále proběhlo vyčištění znečištěných rybníků, nová výsadba okrasné zeleně, likvidace skládky tuhých komunálních odpadů, byl zaveden sběr domovních odpadů... V nejbližší době začne oprava kanalizace, která je už v havarijním stavu.
I když je situace v našem státě i po celé Zemi až na pár výjimek špatná, neviďme budoucnost přehnaně černě. Stále máme čas na vyřešení těchto základních globálních problémů světa. Prozatím naše planeta a vše, co na ní žije, v přímém ohrožení existence není. Nebo ano?
Poctivě od chvíle, kdy přišla pobídka k eseji Jak reagovat na koronavirus z hlediska víry, přemýšlím o čem budu psát. Vždyť je to tak mimořádná situace, která zasáhla všechny aspekty života. Svět se zastavil a uslyšel ticho. Stalo se to, co dříve bylo nepředstavitelné. Přesto ze všech oblastí, které jsem si pro svou esej mohla vybrat, volím ekologii. Snad proto, že jsem chvíli před tím, než se svět seznámil s pojmem koronavirus, četla papežovu encykliku Laudato si zaměřenou na životní prostředí a možná jen proto, že je mi toto téma blízké.
Bůh svěřil člověku naší zemi, aby jí vládl. Dlouho byl tento dar špatně pochopen a vláda byla špatně interpretována. Člověk se měl chovat jako dobrý správce, který tak krásný dar jako je zem bude obhospodařovat a chránit, ne jako mocnářský vladař, který bude využívat její zdroje a nic jí nevracet. To člověk přivedl zem na pokraj zkázy. Pod všudypřítomným tlakem na rozvoj všech služeb, moderní technologie a ekonomický zisk, zmizela pokora k přírodě a jejím darům.
Žijeme ale v nejistotě, jestli si naši čelní představitelé již všimli, že pitná voda není všude samozřejmost, že modrou oblohu v některých částech světa znají pouze z fotografií a jestli i my jako lidé jsme odhodláni zatáhnout za pomyslnou brzdu a vrátit zemi lásku a péči, kterou si zaslouží. Nejen církevní hlasy na nutnost této debaty upozorňují a upozorňovaly. Papež Pavel IV. varoval před neuváženým vykořisťováním přírody. Jan Pavel II. vyzval ke globální ekologické konverzi a upozorňoval, že pokud nevnímáme ochranu přírody jako prioritu, uvědomme si, že samotný lidský život je dar a i ten je v důsledku ničení přírody ohrožen. Benedikt XVI. naléhal na světové ekonomiky, aby přehodnotily modely rozvoje, které nezaručují respektování životního prostředí a papež František apeluje na rodiny, aby své děti vychovávaly k udržitelnému způsobu života, protože jsou mezi nimi budoucí zástupci všech států a oni budou mít moc a sílu v tomto ohledu něco změnit.
Silné prosby nezněly pouze z křesťanské obce. Hlas mladé dívky slyšely za poslední roky všechny státy světa. Švédské aktivistce Grétě Thunbergrové se podařilo spojit studenty ze všech zemí, aby vyšli do ulic a demonstrovali za životní prostředí a jeho budoucnost. Všichni společně volali a upozorňovali na znečistění vod, oteplování planety v souvislosti se skleníkový plyny, vymírání vzácných živočišných druhů, znečišťování planety nejen plasty, odlesňování a mnoho dalších nevratných změn, kterými naše planeta díky činnosti nás lidí prochází.
„Neměla bych tu být, měla bych být ve škole, na druhé straně oceánu,” řekla mladá švédská aktivistka Greta Thunbergová. „Jak jste mohli? Vašimi prázdnými slovy jste mi ukradli mé sny a mé dětství,” dodala třesoucím se hlasem. Mladí lidé ale podle ní již začínají „rozumět zradě” politiků.
To je jen krátká část z jejího možná nejznámějšího projevu v OSN, který vyvolal vlnu zděšení nad způsoby emotivní slečny. Čeští političtí zástupci nezaháleli a jako svůj komentář přidali: „Mladí lidé mají jistě právo na radikální postoje a revoltu. Pozornost, která je věnovaná Gretě Thunberg, je ale přehnaná a nezdravá. Jsem na straně rozumu, svobody a odpovědnosti, ne na straně ideologie a omezování svobody,” uvedl pro Novinky lídr ODS Petr Fiala.
Ostatní pokračovaly slovy o šílenství této dívky, zeleném lobby a internet se plnil parodiemi na její účet. Místo zamyšlením nad jejími slovy, nám média ukázala její snídani a polemizovala, jestli není zabalená v přílišném množství plastu.
Neobhajuji v této eseji Gretu a není to mým tématem, ale přes všechnu snahu jí a studentů z celého světa, kteří vynaložili tolik energie, aby je velcí mocnáři poslouchali, byli spíše pro smích a jejich snahy byly zesměšňovány. Výsledky jejich snahy byly pro ekologii velmi malé. Rovnaly se slibům, že v roce 2050 už ale určitě bude svět bez skleníkových plynů a dalším prázdným frázím. Věřím, že v tu dobu nikoho v aerolinkách reálně ani nenapadlo, že by omezili lety, které tak znečišťují ovzduší, nebo snad že by automobilky omezily své provozy.
Muselo tedy přijít něco většího. Něco, co si nikdo neuměl představit. Naše planeta se téměř zastavila a hlasy, které volaly po změně byly vyslyšeny. Vždy musí něco skončit, aby mohl přijít nový začátek. Můžeme jen doufat, že se mocnáři ve svých karanténách také nadechli zdravějšího vzduchu, že možná viděli záběry z průzračných benátských vod, podobné zázraky jsou hlášeny z celého světa. Až budou vědci za nějaký čas vyhodnocovat čísla vyprodukovaného CO2 budou jistě nadšeni. To co se klimatologům nedařilo za roky své snahy, pandemii se podařilo během několika měsíců.
Je ale asi bláhové doufat, že by je toto obměkčilo, že si dají na váhu počty milionu lidských životů, které každý rok zemřou předčasně v důsledku ekologického znečištění s jejich bankovními účty. Ale proč by to měli slyšet teď, když to stejné neslyšeli dříve? Tak druhý a možná silnější argument by mohl být ekonomický. Apelujme na naše státníky, kteří slibovali ekologické změny, ať si rozmyslí, jestli je třeba zachraňovat všechny zkrachovalé podniky. Jsou mezi nimi aerolinky, petrochemický průmysl a další silní znečišťovatelé. Ukažme světu, co jsme se naučili, že umíme komunikovat na dálku, protože naše technika to umožňuje, že nemusíme lítat na běžná jednání přes půl světa a jsme připraveni na digitalizaci.
My v České republice bychom se mohli zasadit o to, že téma ekologie bude vůbec bráno vážně a jako téma hodné k jednání. Stejně jako jsme se zařadili mezi státy, které svůj boj s epidemií zvládly úspěšně, chtějme být po boku států jako je Rakousko nebo Dánsko, které mají za cíl chovat se udržitelně.
Věřím, že tak jako povinná karanténa mnohým z nás ukázala novou životní cestu, tak že i ekologická myšlení a politika by nás odměnila něčím nepopsatelně krásným, něčím, co zažijete, když vstoupíte do zdravého lesa a zhluboka se nadechnete.
Jako ekologie je často nazývaná ochrana přírody. Toto označení je však zcela chybné. Ochrana přírody je pouze jedním z oborů aplikované ekologie. Ekologie je věda zabývající se studiem interakcí mezi živými systémy a mezi živými systémy a prostředím. Jedním z prvních vědců, který definoval pojem ekologie, byl Ernst Haeckel, již v roce 1866 hovořil o ekologii jako o nauce o ekonomii přírody. Současné definici pak předcházela ještě řada dalších, například ekologie jako věda o historii přírody (Elton, 1927) nebo ekologie jako vědecké studium výskytu a hojnosti organismů (Andrewartha, 1961).
Ekologie se zabývá celou řadou procesů odehrávajících se ve všech skupinách organismů, v různých typech prostředí a v různém časovém a prostorovém měřítku. Využívá poznatků z téměř všech přírodovědných oborů. Můžeme jí rozdělit podle hlavního zaměření na ekologii obecnou, aplikovanou, speciální, ekologickou technologii. Podle studovaného objektu pak rozlišujeme například ekologii hub, ekologii člověka nebo synekologii (ekologie společenstev).
V současnosti je také často zmiňován pojem environmentalistika, která je také často používána jako synonymum ekologie. Jde však o obor, jenž využívá poznatků ekologie a zkoumá vzájemné působení člověka a ekosystémů. Kromě jiného se věnuje také prevenci znečišťování životního prostředí a nápravou vzniklých škod. Environmentální výchova je také zařazena jako jedno z průřezových témat ve vzdělávacím programu.
Jedním ze základních pojmů ekologie je ekosystém, jde o soustavu biotických a abiotických složek prostředí, které se vzájemně ovlivňují a jsou spojeny výměnou látek, tokem energie a předáváním informací. Jako abiotický faktor je označováno například proudění větru, teplo, světlo nebo srážky. V případě biotických faktorů pak mluvíme o společenstvech rostlin, živočichů a dalších.
Také v ekologii se setkáváme s několika ekologickými zákony, se kterými věda pracuje. Mezi nejdůležitější patří zákon minima a s tím související limitující faktor, nebo zákon tolerance.