Pomen in vloga (raziskovanja) biotske raznovrstnosti
Polona ZABRET
8-minutno branje
Društvo VTIS je 20. in 21. decembra 2023 v Ljubljani organiziralo 8. Simpozij slovenskih raziskovalcev v tujini, v sklopu katerega so izvedli tudi panel z naslovom Biodiverziteta. V spodnjih vrsticah si preberite o novostih in raziskovanju na področju s strani slovenskih znanstvenikov.
Biotska raznovrstnost omogoča stabilnost mnogih vidikov človeškega življenja. Ker pa se zaradi človeških dejavnikov pestrost živalskih in rastlinskih vrst pospešeno zmanjšuje, je še toliko pomembneje raziskovanje in naslavljanje problematike, ki dolgoročno lahko ogrozi tudi naš obstoj.
Na panelu so svoje delo in ugotovitve predstavili:
dr. Ana Stritih, raziskovalka na področju ekosistemske dinamike in upravljanja z gozdom na Tehnični univerzi v Münchnu (Nemčija)
Barbara Ulčar, doktorska raziskovalka v Centru za mikrobno ekologijo in tehnologijo, Univerze v Gentu (Belgija)
dr. rer. nat. Vid Švara, MSc, Koroška univerza uporabnih znanosti (Avstrija)
Panel je povezoval dr. Žiga Malek z Mednarodnega inštituta za uporabne sistemske analize (IIASA).
Izumiranje rastlinskih in živalskih vrst je neizogiben, naraven proces. A zaskrbljujoč je trend pospešenega upadanja raznolikosti, ki ga je mogoče zaznati od časov človekovega perečega poseganja v naravno okolje. Uvodoma je pred poslušalce stopil predsedujoči panelu, dr. Žiga Malek, ki je povedal, da so številna območja na svetu (med njimi najjasneje Evropa) izgubila že med 30 in 40 % biotske raznovrstnosti, medtem ko nadaljnjim 40.000 vrstam danes izginjanje grozi.
“Trenutno govorimo že o šestem valu izumrtja, njegova stopnja pa je danes 100- do 1000-krat višja, kot bi bila naravna.”
Zakaj je gozd, v katerem so zgolj smreke, lahko problematičen?
Gozdovi so naravne danosti, ki tudi človeku na različne načine služijo že več tisočletij. Njihova raznovrstnost pa je tista, ki nosi večji pomen, kot se zdi na prvi pogled.
“Vse več imamo ekstremnih dogodkov, kar bo v prihodnosti ogrožalo ekosistemske storitve - in na to se moramo pripraviti.”
Odgovor na naslovno vprašanje v svojem raziskovanju med drugim išče VTIS-ovka, dr. Ana Stritih s Tehnične univerze v Münchnu. Ob tem pa ugotavlja, da gozdna krajina nudi mnoge ekosistemske storitve. In kaj to pomeni?
Gozd je raznolik in pomemben prostor z mnogimi koristmi. Služi namreč lahko za skladiščenje ogljika, kot pomoč pri uravnavanju klime, je vir lesa, predstavlja življenjski prostor za mnoge rastlinske in živalske vrste, deluje pa tudi kot prostor za oddih in rekreacijo. Poleg vsega naštetega, je izrednega pomena še njegova zaščitna funkcija, saj gozdovi na pobočjih služijo kot zaščita pred plazovi, padajočim kamenjem in poplavami.
“A ker smo v zadnjih letih priča mnogim vetrolomom, izbruhom podlubnikov in požarom, lahko vsi ti dogodki potencialno ogrozijo koristi, ki jih sicer imamo od gozda.”
Dr. Stritih skuša preko analize različnih informacij o upravljanju s prostorom skozi čas, podnebju, tipih tal, topografiji ter podatkov pridobljenih preko satelitov in senzorjev, ugotoviti, kje se ti gozd ogrožajoči dogodki lahko pripetijo, ali jih lahko predvidimo, kakšen je njihov vpliv na omenjene ekosistemske storitve ter kako upravljati z gozdom, da zmanjšamo tveganje za njihov nastanek.
V času svojega doktorskega študija je ugotovila, da k razvoju omenjenih motenj v gozdu prispeva več dejavnikov, a med njimi izstopa dejstvo, da se najpogosteje odvijejo v gozdovih, kjer prevladujejo smreke in, ki so se zarasli šele v zadnjem stoletju.
Zakaj? Tisti gozdovi, ki stojijo že dalj časa, so običajno raznovrstnejši in imajo več različnih struktur (dreves različnih starosti), medtem ko so mlajši gozdovi bolj enomerni in tako občutljivejši na izredne dogodke, predvsem, kadar gre za enomerne sestoje smrek.
“Zelo pomembno je ohranjanje starejših gozdov ter ohranjanje raznovrstnosti. Hkrati pa je pomembno [razumevanje], da so ti ekstremni dogodki priložnost, da se relativno homogeni sestoji spremenijo v raznovrstnejši gozd.”
Prva govorka na panelu v svojem zaključku poudarja pomen premišljenega upravljanja z gozdovi, saj je pogosto prisotno navzkrižje med človekovo željo po urejenem gozdu ter dejstvom, da je v nekaterih primerih primerneje gozdu pustiti čas za prilagoditev in razgradnjo podrtih dreves.
Raznolika uporaba mikroorganizmov pri zagotavljanju blaginje
Razširjena uporaba goriv danes zahteva razvoj inovativnih procesov, ki omogočajo učinkovitejšo, ekonomsko donosnejšo in trajnostno proizvodnjo končnih, energetsko bogatih pogonskih sredstev. Pri tem so pomembni tudi različni mikroorganizmi.
“Naša potreba po hrani, gorivih, kemikalijah in materialih se povečuje. S tem se povečuje tudi onesnaženost. A tudi mikroorganizmi lahko sodelujejo pri čiščenju in zagotavljanju povečane potrebe po blaginji.”
Bioplinarne, kamor lahko kot vhodni material dodamo kakršenkoli biorazgradljivi odpadek (kuhinjske odpadke, biološko bogate odpadne vode iz industrije, hlevsko gnojnico), so dober primer zmožnosti prilagajanja mikroorganizmov različnim substratom in tako vselejšnje pridobivanje bioplina kot produkta. Bioplin je sicer enostavno pridobiti iz vse te mase, a ima nizko tržno vrednost, hkrati pa ljudje zelo hitro porabimo vso energijo, ki so jo rastline vgradile v kompleksno biomaso in s tem pripomoremo k oddajanju CO2.
Znanstveniki, med njimi tudi druga govorka na panelu, so se tako posvetili odkrivanju novih postopkov. Kot ključna se je pri tem izkazala vključitev procesa sekundarne fermentacije, pri kateri intermediate (op.a.: vmesne produkte) spreminjajo v drug, končni produkt. Preko krajših intermediatov tako pridobivajo daljše kisline, ki so težje topne v vodi, s tem pa jih je v procesu enostavneje ekstrahirati, kar se odraža v njihovi boljši ekonomski donosnosti.
Barbara Ulčar pojasni tudi, da za postopek uporabijo anaerobni bioreaktor, ki ima bakterije organizirane v granule. Z njegovo pomočjo tako izdelajo sintetični medij, ki ima sladkor, medtem ko na koncu nastane zmes kislin. V tem procesu doktorsko študentko univerze v Gentu zanima predvsem, kakšna je vloga mikroorganizmov ter kakšne so interakcije med njimi pri procesu pridobivanja teh kislin.
Inovacije na tem področju se kažejo tudi preko uporabe različnih vhodnih materialov.
“V stroki se pojavlja koncept zajetja ogljika in njegove uporabe [(angl. carbon capture and utilization)], kjer lahko ogljik, ogljikov dioksid ali ogljikov monoksid s pomočjo nekega trajnostnega vodika, ki ga lahko dobimo s hidrolizo vode, reduciramo v organske molekule.”
Mnoga podjetja že prepoznavajo pomen uporabe tehnologij, ki lahko kakršnekoli odpadke, s katerimi hranijo mikroorganizme, pretvarjajo v energetsko pomembne surovine. Za nadgradnjo obstoječih sistemov in zasledovanje ciljev trajnostnega razvoja pa ostaja ključno raziskovanje na področju mikrobnih tehnologij.
Velik pomen majhne molekule
Tretji govorec na panelu, dr. Vid Švara, se posveča povezavam med človekom in okoljem, zavarovanim območjem in okoljskim storitvam, ter podpori in opolnomočenju različnih deležnikov pri oceni biotske pestrosti območij. Pri vsem tem posega po različnih naprednih tehnologijah, predvsem uporabi analize molekul DNK.
Vid namreč meni, da nove tehnologije in analizne metode omogočajo nešteto možnosti, a ključni za učinkovito implementacijo in uporabo so minimalni standardi, v pripravo katerih mora biti vključen čim večji krog deležnikov.
Izjemno inovativne, a tudi vse bolj razširjene na področju preučevanja biotske raznovrstnosti določenih okolij, so molekularne metode. Gre namreč za postopke, ki temeljijo na za vsak organizem specifičnih bioloških molekulah.
Zakaj so te metode tako zelo pomembne?
Zaradi globalnega segrevanja in človeških vplivov na okolje moramo slednje zaščiti: imamo vse več zavarovanih območij, a brez natančnih in pogostih meritev ter analize pridobljenih podatkov z njimi v resnici ne moremo učinkovito upravljati.
“Pri tradicionalni analizi okolja in biodiverzitete moramo najprej izbrati okolje; metodo, kako organizme ujeti; in se nato odločiti, kako jih morfološko ovrednotiti. Pri tem gre velikokrat za organizme, ki jih poznamo oziroma nas o njih lahko podučijo strokovnjaki ali ljubiteljski poznavalci. A zaradi skupin (kot so glive, mikroorganizmi, nevretenčarji, paraziti), za katere imamo malo strokovnjakov, učinkovita taksonomija organizmov ni vedno zagotovljena.”
Molekularna oziroma genetska analiza lahko, v nasprotju z zgoraj opisano tradicionalno, preko ekonomsko dostopnih in zanesljivih korakov veliko hitreje pripomore k prepoznavanju biodiverzitete. Pri tem postopku iz vzorca okoljskega medija (denimo vode) izločimo DNK. Na podlagi informacije o DNK molekulah lahko s pomočjo referenčne baze podatkov izvedemo primerjavo sekvenc v vzorcih in tako določimo organizme.
Dr. Vid Švara velik pomen pripisuje siceršnjemu dopolnjevanju tradicionalnih in novih metod določanja biotske raznovrstnosti. Kot ključno prepoznava zbiranje različnih mnenj in izkušenj strokovnjakov, ki se ukvarjajo z eno, drugo ali delajo na presečišču obeh metod. Pomembne pa so tako srednjeročne strategije odločanja o uporabi metod na državnih in regionalnih ravneh kot tudi splošna standardizacija, ki se mora odvijati na najvišji, evropski oziroma globalni ravni.
Ob uporabi različnih metod se vrednost prepoznavanja različnih rastlinskih in živalskih vrst kaže preko razumevanja, da je taksonomija ene vrste, ki jo dobro poznamo, lahko indikator zdravja nekega ekosistema.
“Naše upravljanje s temi markantnimi, krovnimi vrstami, bo zagotovilo za varstvo vseh ostalih vrst, ki živijo v tem ekosistemu in tudi za storitve, od katerih profitiramo.”
Zaključimo, da biotsko raznovrstnost lahko raziskujemo na več ravneh: od smreke v gozdu, enoceličnega organizma kvasovke, pa vse do DNK molekule v reki. Slovenske raziskovalke in raziskovalci s svojim delom dokazujejo, da je poznavanje pestrosti organizmov ključno za celovito razumevanje sveta, ki nas obdaja, ter učinkovito in trajnostno upravljanje z njim.
Društvo VTIS je 20. in 21. december 2024. organiziralo že 8. Simpozij slovenskih raziskovalcev v tujini. Vsa predavanja in okroglo mizo:
Biodiverziteta
Arheologija
Ekonomija in poslovne vede
Znanost v umetnosti
Sodelovanje slovenskih znanstvenikov v tujini s Slovenijo
smo tudi posneli - najdete jih TUKAJ.