Talán bele sem gondolunk, de a talaj igen sokszínű ökoszisztémákat rejt, a helyi élőlények pedig különös hangokat hallatnak. Az ökológusok régóta tudják, hogy a lábunk alatti talaj több életnek, ráadásul sokszínűbbnek ad otthont, mint szinte bármely más hely a Földön, azonban a laikus számára a talaj alig tűnik többnek, mint tömör réteg. Valójában a talaj egy labirintusszerű táj alagutakból, üregekből, gyökerekből és rothadó anyagokból.
A kutatók mindössze egy csésze földben közel 100 millió életformát is megszámoltak, melyek több mint 5000 taxonhoz tartoztak. A föld alatti élőlények a mikroszkopikus baktériumoktól és gombáktól, a ceruzapontnyi méretű ugróvillásokig és atkákig, a több méter hosszúságot is elérő százlábúakig, csigákig és földigilisztákig, valamint az alagutakban és üregekben élő vakondokig, egerekig és nyulakig terjednek. „Ez elképesztő biodiverzitás” – mondja Uffe Nielsen, az ausztráliai Western Sydney Egyetem talajbiológusa. Ez egyben létfontosságú is: ezek a földalatti közösségek együttesen a bolygónk életének nagy részét képezik, az általunk fogyasztott tápláléktól kezdve a belélegzett levegőig.
Zajok a mélyben
Napjainkban egy viszonylag új területen, a talajbioakusztikában – mások olyan kifejezéseket részesítenek előnyben, mint a biotremológia vagy a talajökoakusztika – egyre több biológus rögzíti a föld alatti zajokat, hogy ablakot nyissanak ebbe a komplex és rejtélyes világba. A szakértők arra jutottak, hogy egy olyan egyszerű tárgy, mint egy földbe szúrt fémszög, egyfajta fejjel lefelé fordított antennává válhat, ha a megfelelő érzékelőkkel van felszerelve.
Minél többet hallgatják a kutatók, annál nyilvánvalóbbá válik, rengeteg élet van alattunk a talajban. A föld alatti hangok kakofóniájának lehallgatása nemcsak azt ígéri, hogy idővel feltárja, milyen életformák élnek a lábunk alatt, hanem azt is, miként – hogyan esznek vagy vadásznak, miként siklanak el egymás mellett észrevétlenül, vagy hogyan dobolnak, kopognak és énekelnek, hogy felkeltsék egymás figyelmét. A föld alatti élet „egy fekete doboz” – mondja Nielsen. „Ahogy kinyitjuk, rájövünk, milyen keveset tudunk.”
Fontos megérteni ezt a felszín alatti világot, mert a talajökológia kulcsfontosságú. „A talaj segít átalakítani a növényeket tápláló anyagokat, például a szenet, a nitrogént, a foszfort és a káliumot élelemmé, erdőkké, valamint oxigénnel tölti fel a levegőt, hogy mindannyian lélegezni tudjunk” – mondja Steven Banwart, a Leedsi Egyetem talaj-, mezőgazdasági és vízkutatója, aki az Annual Review of Earth and Planetary Sciencesben írt tudományos összefoglalót a talaj funkcióiról.
A férgek, lárvák, gombák, baktériumok és más lebontók minden lépésben részt vesznek, és minden talajorganizmus saját hangsávot hoz létre. A gyökereket rágcsáló lárvák rövid kattanásokat adnak ki, miközben szétszakítják táplálékuk rostjait. A férgek zizegnek, ahogy alagutakban mászkálnak, sőt még a növények gyökerei is adnak ki hangot, amikor a talajszemcsék között nyomulnak előre, ahogy svájci kutatók 2018-ban beszámoltak róla. De a gyökerek lassabban mozognak, mint a férgek, és egyenletesebb ütemben. Ezen hangok megkülönböztetésével a talajakusztika fényt deríthet néhány eddig megválaszolatlan kérdésre. Például arra, mikor is nőnek a növények gyökerei: éjszaka vagy napközben, esetleg csak akkor, amikor esik az eső?
Mások már ismerik
Mi, emberek talán az utolsók között fedezzük fel ezt a föld alatti hangsávot. A madarakat például gyakran látni oldalra tartott fejjel ugrálni a gyepen. A kutatók úgy vélik, hogy ezt azért teszik, mert odalent lévő férgek után ugrálnak. Gyakran pont a megfelelő pillanatban csipkedik a talajt, hogy kihúzzák gyanútlan zsákmányukat. Bizonyos teknősök viszont kihasználják azt a figyelmet, amelyet a férgek az eső kopogásának rezgéseire fordítanak. Ugyanis a lábukkal a földön dobognak, hogy utánozzák ezt a kopogást, így a férgek a felszínre jönnek, és ezzel számukra szaftos falatokat biztosítanak.
A föld alatti rezgések kulcsfontosságúak lehetnek a látszólag szándékos jelek esetében is. A talajban lévő üregekben élő vakondpatkányokról úgy gondolják, hogy a közelben lévő fajtársukkal úgy kommunikálnak, hogy fejüket vagy lábukat az alagútjuk falához ütögetik. A levélvágó hangyáknál megfigyelték, hogy hangokat adnak ki, amikor a fészekomlások során eltemetődnek. Más dolgozó hangyák a helyszínre sietnek, és ásni kezdenek, hogy megmentsék társaikat.
Ezen hangok némelyike hallható az emberi fül számára, de sokuk túl magas vagy túl alacsony frekvenciájú. Rögzítésükhöz a kutatók olyan eszközöket használnak, mint a piezoelektromos érzékelők, amelyek úgy működnek, mint a gitárra csíptethető kontaktmikrofonok. Egy földbe szúrt, akár 30 centiméter hosszú szöghöz rögzítve ezek rezgéseket érzékelnek, amelyeket a kutatók elektronikus jelekké alakítanak, és addig erősítik, amíg az emberek hallani nem tudják azokat.
Zajongó pajorok
Carolyn-Monika Görres, a németországi Geisenheimi Egyetem tájökológusa is azok között volt, akiket megdöbbentett, hogy mennyi mindent felfedhet a föld alatti zaj. A National Geographic Society támogatásával Görres a gyökérrel táplálkozó bogárlárvákat, pontosabban pajorokat tanulmányozza – kifejezetten az általuk kibocsátott gázok, például a metán érdeklik.
A biológusok gyanítják, hogy ezek a különböző fajú apró rovarok jelentős mennyiségű éghajlati kibocsátással járulnak hozzá a puszta számuk miatt. (Egy példa arra, hogy mekkora lehet a rovarok kibocsátása: a termeszek becslések szerint a globális metánkibocsátás körülbelül 1,5 százalékát termelik. Összehasonlításképpen, a szénbányászatból származó mennyiség 5-6 százalék.)
Görres eleinte tanácstalan volt. Honnan tudhatta volna, hogy ezekből a néhány centiméter hosszú pajorból hány él egy talajfoltban. „Hagyományosan felássák a földet, hogy lássák, mi van ott” – mondja. „De aztán minden felborul.” A kutató biciklivel ellátogatott a városa körüli rétekre és erdőkbe, ahol két tucat akusztikus érzékelőt ásott el a talajban, és felvette a pajorok életét. Amikor lejátszotta a felvételeket másoknak, voltak, akik azt mondták, úgy hangzik, mint egy fa nyikorgása. „Mások azt hallották, mintha egy csiszolópapír darabjai dörzsölődtek volna össze” –teszi hozzá.
Görres megtudta, hogy a két általa vizsgált faj – a májusi cserebogár (Melolontha melolontha) és az erdei cserebogár (M. hippocastani) – lárváit zümmögés segítségével tudja megkülönböztetni, amely hasonló a kabócák és szöcskék föld feletti énekéhez, vagyis stridulációjához. A pajorok ezt úgy teszik, hogy összedörzsölik a szájszervüket. „Azt is mondhatnánk, hogy a fogaikat csikorgatva beszélgetnek egymással a föld alatt” – írja körül a jelenséget Görres. „A stridulációk szépsége abban rejlik, hogy fajspecifikusnak tűnnek, akárcsak a madárdalok.” Miután a pajorok bebábozódnak, egy másik zajkeltő mechanizmusra váltanak, mégpedig a potrohukat a burkon belül forgatják, és annak falához ütögetik.
Föld alatti Twitter
Mire való ez a hangképzés? Nem világos. A föld felett a rovarok stridulációja vonzza a párokat, de Görres szerint a lárvák számára a szaporodás még nem számít. Hogy többet megtudjon, az ökológus (aki talajakusztikus projektjét „Föld alatti Twitternek” nevezte el) tartályokat töltött meg a rovarok természetes élőhelyéről származó homokos talajjal, sárgarépaszeleteket tett bele, hogy a pajorok jól érezzék magukat, és elvitte őket a laboratóriumába. Észrevette, hogy egy egyedül élő pajor ritkán vándorolt, de ha többen osztoztak egy tartályon, akkor sokat „énekeltek”. Három cserebogárpajor összesen 682 alkalommal hallatta hangját két és fél óra alatt.
Görres gyanítja, hogy a pajorok "énekelnek", hogy figyelmeztessék egymást. Ők maguk tökéletes táplálékul szolgálhatnak más élőlényeknek, egyetlen céljuk az életben a biomassza növelése, és ha túl sokan osztoznak ugyanazon a talajdarabon, elkezdik egymást kannibalizálni. Ezt alátámasztva a kutató megjegyzi, hogy a tudósok olyan lárvákat is észleltek, amelyek megváltoztatták az útjukat, hogy elkerüljék a potrohukat ütögető bábokat.
Így hasznosítják a hangokat
Amikor hangról beszélünk, többnyire a levegőben terjedő hullámokra gondolunk. Amikor elérik a fülünket, megrezegtetik a dobhártyát, és az agyunk végül ezeket az oszcillációkat hangérzetté alakítja. De ezek a hullámok más közegekben is terjedhetnek, például vízben vagy talajban. Az elefántok jól tudják ezt: alacsony frekvenciájú morajlást adnak ki, amely a talajban terjed, lehetővé téve számukra, hogy kapcsolatban maradjanak távoli rokonaikkal, akik a talpukkal veszik a jeleket.
Az akusztikus emisszió különböző közegekben is egyszerre terjedhet. A hím vakondtücskök (Gryllotalpa major) szarvszerű üregeket ásnak a homokos talajba, ahol szárnyaikat dörzsölve énekelnek. A ciripelés célja, hogy udvaroljon a levegőben repülő nőstényeknek, ez viszont rezgések formájában is terjed a talajon keresztül, ahol elriaszthatja a többi hím tücsköt a saját üregében. Néhány állat füle átalakult, hogy jobban meghallja az ilyen, talajból érkező rezgéseket. A Namib- sivatagban él egy aranyvakond, egy kicsi és szőrös emlős, amely éjszakai életmódot folytat és többnyire vak. Éjszaka a vakond termeszekre vadászik a dűnékben úgy, hogy fejét és vállát alá merítve „úszik” a homokban.
A biológusok úgy vélik, hogy ezt azért teszi, hogy a zsákmányra figyeljen. A vakond középfülében az egyik csont jelentősen megnagyobbodott. A kutatók szerint ez segíti az állatot abban, hogy észlelje a talajból érkező rezgéseket egy olyan folyamatban, amely hasonló ahhoz, ami az emberi fülben a levegőben terjedő hanghullámokkal történik. A kígyók ezzel szemben az állkapcsukban lévő érzékelőkön keresztül fogadják a rezgési jeleket. A csillagorrú vakond furcsa, csápos orrot visel, amely képes rezgéseket érzékelni. Sok rovar lábában pedig mechanoszenzorok találhatók, amelyek a talajban pulzáló hangokat érzékelik.
Teljesen logikus, hogy a föld alatt élő állatok beépítik a hangot az életükbe – vélekedik Matthias Rillig, a Berlini Szabadegyetem talajökológusa. „A hang egy nagy sebességű jel, amely kevés többletköltséggel jár” – mondja, hozzátéve: mindenképpen kevesebbel, mint a kommunikációhoz szükséges vegyi anyagok, például feromonok előállítása. A hang általában gyorsabban és messzebbre terjed, mint a kémiai jelek. Egy elefánt morgása kilométerekre is terjedhet. Egy kis föld alatti rovar által kiváltott rezgések csak néhány tucat centimétert érhetnek el, de egy olyan világban, ahol mindent mikrométerben mérnek, ez még mindig nagy távolság.
A növények is észlelhetik a zajokat
Vajon az állatokon kívüli más életformák is érzékelik ezeket a földalatti rezgéseket, és felhasználják azokat? Rillig elindított egy projektet, amelyben Marcus Maeder svájci kutatóval apró talajban élő lényeket, például ugróvillásokat és atkákat visznek a laboratóriumba, majd órákon át rögzítik hangjaikat, hogy teszteljék, mennyi zajt adnak ki, akár önmagukban, akár más fajokkal csoportosulva.
Az ökológus azon tűnődik, hogy a gombák képesek-e esetleg regisztrálni ezektől a mikroragadozóktól érkező hangokat, és távol maradni azoktól a területektől, ahol ők gyülekeznek, mivel némelyikük bizony előszeretettel fogyasztja a gombafonalakat. „Vagy egy gomba a veszély hangjelzéseire a sporuláció (spórák képződésének folyamata – a szerk.) fokozásával reagálhat” – állítja Rillig. A gomba, ezzel biztosítja génjei szétszóródását, mielőtt megszűnne létezni.
Már van némi bizonyíték arra vonatkozóan, hogy a növények biztosan használnak hangot a túlélésük elősegítésére. A tesztek során Monica Gagliano evolúciós ökológus felajánlotta a kerti borsó növényeknek (Pisum sativum) azt a lehetőséget, hogy gyökereiket különböző műanyag csövekbe növesszék. Az összes csövet földdel töltötték meg, de néhányat kitettek az áramló víz rezgéseinek (amely a cső külső oldalán lévő csövön folyt). Gagliano, a Southern Cross Egyetem, a Nyugat-Ausztráliai Egyetem és a Sydney-i Egyetem Biológiai Intelligencia Laboratóriumának munkatársa arról számolt be, hogy a borsónövények a víz hangja felé növesztették gyökereiket, annak ellenére, hogy maga a víz nem volt elérhető a növények számára, és a nedvesség sem tudott beszivárogni a csövekbe.
Az ökológusok tájékoztatása mellett a földalatti akusztika segíthet nekünk abban, hogy jobban vigyázzunk a környezetre, és felderítsük azokat a kártevőket, amelyek évente milliárdos károkat okoznak. A kutatók azzal is szembesültek, hogy nem minden föld alatti észlelés egzotikus és új, mivel néhány zaj nyugtalanítóan ismerős. Amikor Maeder hazájában, Svájcban a felszín alatt hallgatózik, távoli építkezéseket, autópályákat és repülőgépeket hall. Még mindig nem világos, hogy milyen hatással van az emberi zajszennyezés a földalatti életre nézve. Nehéz ugyanakkor elhinni, hogy ne lenne káros hatása – jegyzi meg Rillig.
A talaj ember általi zajszennyezése mellett egyre inkább ott van egy további kedvezőtlen hatás is, a talaj kiszáradása, ami szinte élettelenné teszi azt, hiszen először a növényzet és rovarok, később a madarak és emlősök számainak csökkenését okozza. Hogy lehetne-e bármit is tenni, az kérdéses. Elképzelhető, hogy először össze kell roskadnia az ökoszisztémáknak, hogy érdemi változás indulhasson el.
Forrás: National Geographic Magyarország