Bocian zalicza glebę

14 listopada 2020
Blog szalonych naukowców

Mój poprzedni wpis dotyczył świeżych obserwacji gniazd orlików w północno-wschodniej Polsce i tego, kto je odwiedza. W podobnym czasie i miejscu inna grupa badaczy w ramach grantu dla Polskiego Towarzystwa Ochrony Ptaków analizowała gniazda bocianów białych. Jak wspomniałem, gniazda te są wykorzystywane przez wróble (zwyczajne i mazurki) czy szpaki do zakładania własnych. Oczywiście, podobnie jak gniazda orlików są odwiedzane przez liczne gatunki (choć nie udokumentowano ich tak dużo) w podobnych celach.

Badacze gniazd orlików używali fotopułapek, więc ograniczyli się do obserwacji kręgowców. Badacze gniazd bocianich użyli technik molekularnych do analizy grzybów i entomologicznych do wykrywania stosunkowo dużych bezkręgowców z typu stawonogów. Użyli też metod gleboznawczych.

Tak właśnie – gleboznawczych. Zacznę od tego, że gleby są różne i mają różne pochodzenie. Jednym z genetycznych typów gleb są organogeniczne (biogeniczne), czyli takie, które powstały wprost w wyniku działania organizmów żywych, w dużej mierze z martwych ciał (wprost, bo pośrednio praktycznie wszystkie gleby powstają dzięki organizmom, m.in. biologicznemu wietrzeniu skał). Typowe gleby organogeniczne to gleby torfowe i murszowe.

Na marginesie: reprezentuję szkołę, która dość ściśle rozdziela semantycznie byty X-geniczne („zrodzone z”) od X-gennych („rodzących”). „Biogeniczne” są rzeczy powstałe dzięki procesom biologicznym, jak wspomniany torf czy próchnica, a „biogenne” są rzeczy umożliwiające zachodzenie procesów biologicznych, np. związki azotu i fosforu. W Polsce są jednak szkoły (na północ i zachód od Warszawy), gdzie azot i fosfor nazywa się pierwiastkami biogenicznymi. W domyślnym języku nauki „genic” i „genous” często też są stosowane wymiennie.

Całkiem niedawno w typologii gleb pojawiła się cecha „ornitogeniczne”, czyli powstałe dzięki ptakom. Dotyczy głównie gleb tundry na wyspach, gdzie znaczna część materii pokrywającej skałę macierzystą jest przyniesiona w taki czy inny sposób przez ptaki. Jedną z cech takiej gleby jest duża zawartość P2O5.

Czytelnicy pewnie już się domyślają, że badania gniazd poszły w stronę analizy ich zawartości jako gleby ornitogenicznej. Okazuje się, że owszem, gniazdo bociana białego zawiera nie tylko plątaninę patyków, włosów, piór, liści, sznurków, szmatek, siana, kości, skóry itp., a wreszcie skorupek jaj i odchodów. To wszystko z czasem, a gniazdo może być użytkowane i rozbudowywane przez kilkadziesiąt lat (przekraczając masę jednej tony), zaczyna rozkładać się, tworząc nie tylko próchno, ale wręcz masę przypominającą próchnicę czy raczej torf.

Co więcej, w odróżnieniu od w miarę jednorodnej masy, jaką stanowi próchno w obumierającym drzewie, masa wypełniająca gniazdo bociana tworzy zróżnicowane poziomy tak samo jak klasyczna gleba. Analiza wykazała, że spełnia ona kryteria lignicznych (czyli zawierających nie do końca rozłożone drewno) gleb organicznych, przypominających glebę torfową. Kryteria gleb ornitogenicznych też są spełnione.

Oczywiście, od dawna opisuje się mikrosiedliska w dziuplach, zagłębieniach gałęzi czy skał, gdzie wiatr naniósł trochę piasku czy pyłu i utworzyło się coś pozwalającego na zaczepienie się mchów czy nawet ukorzenienie się nowych drzew. Jednak badanie, które tu cytuję, jest pierwszym dokumentującym powstawanie i rozwój gleby całkowicie wytworzonej przez działalność kręgowców i odizolowanej od innych pokładów gleby czy skały macierzystej (choć w przypadku gleb organogenicznych powstałych przez sedymentację lub sedentację, a nie wietrzenie, pojęcie skały macierzystej traci sens).

Nie tylko chemia (duża zawartość węgla, zauważalna zawartość pięciotlenku fosforu) i stratygrafia wskazuje na warunki glebowe. Robi to także biochemia. Masa w gnieździe jest pełna enzymów typowych dla gleby i rozkładającej się ściółki.

Nic dziwnego, metodami molekularnymi zidentyfikowano 82 taksony grzybów, w większości takich, które określić można jako pleśnie. Tylko 41 z nich udało się zidentyfikować do gatunku. Tak czy inaczej, najwięcej było workowców – samych pędzlaków (Penicillium) było 12 gatunków, a liczebnie stanowiły one połowę wszystkich stwierdzonych izolatów. Z kolei Trichoderma występowała w trzech czwartych badanych gniazd.

To też ciekawy aspekt – mykobiota gniazd nie jest jednorodna. Każde gniazdo ma nieco inną. Jako że nawet opuszczone gniazdo może zostać ponownie wykorzystane, badania przeprowadzono jedynie na około dziesięciu (jak można się domyślić: żeby zbadać profil glebowy gniazda, a przede wszystkim skład gatunkowy, metody z wierceniem rdzeni znane ze zwykłego gleboznawstwa nie są najlepsze, trzeba rozwalić całe gniazdo). Można więc przypuszczać, że poznano jedynie niewielki wycinek bogactwa gatunkowego tego specyficznego typu siedliska.

Pikanterii dodaje fakt, że drugą połowę udało się zidentyfikować tylko do taksonów wyższej rangi niż gatunek, bo oznacza to, że są one nieznane nauce (ewentualnie znane tylko z opisów, bez charakterystycznych sekwencji genowych).

Pod tym względem makrofauna okazała się mniej tajemnicza. Były wśród nich głównie gatunki saprofagiczne i żerujące na nich drapieżne. To często są gatunki typowe dla butwiejącej ściółki, gatunki znane z życia pod korą czy właśnie w ptasich gniazdach. Wśród dominantów znalazł się choćby mącznik młynarek, dla którego jest to bardziej naturalne siedlisko niż spiżarnie, z których go lepiej znamy. Specyfika badania wykazała 22 gatunki: głównie owady z dodatkiem wijów (tego, co anglojęzyczni nazywają stonogami), zaleszczotków czy równonogów (tego, co stonogami nazywamy my – konkretnie był stonożek drobny).

Wśród nielotnych gatunków znalazły się typowe dla lasów, co sugeruje, że zostały przyniesione przez bociany żerujące najwyraźniej nie tylko na terenach otwartych. Autorzy publikacji zakładają, że przeniosły je same bociany, a nie ich goście, których przecież może być niemało, a wśród których łatwiej o eksploratorów lasów.

Badania nie objęły mejofauny, w tym takich typowych zwierząt glebowych jak nicienie czy skąposzczety, więc nie wiadomo, ile ich tam jest.

Wyniki wskazujące na istnienie gleby nie są tak zaskakujące, jeżeli weźmie się pod uwagę choćby inne badanie sprzed kilku lat, biorące na warsztat rośliny wyrastające w bocianich gniazdach. Dokładniej zaś siewki wyrastające z materiału pobranego z gniazd, czyli ich banku nasion.

W przytłaczającej większości są to gatunki ruderalne i chwasty upraw. Było ich ok. 17 na gniazdo. Gatunków łąkowych było ok. sześciu. Pozostałych, tj. leśnych, bagiennych i szuwarowych, było średnio dwa i pół. Proporcje te nie są zbieżne z rzeczywistą roślinnością badanego terenu (w tym przypadku Polesia Chełmskiego), co wskazuje, że bociany, główny wektor nasion, żerują głównie na polach, a nie w lasach czy szuwarach (wbrew żabiemu stereotypowi).

Jeżeli chodzi o gatunki, to we wszystkich gniazdach znaleziono nasiona lucerny nerkowatej i wiechliny rocznej. Najliczniej reprezentowana zaś była komosa biała. Wszystko to gatunki jednoroczne, więc jest całkiem duża szansa, że zdążą w gnieździe wykiełkować, zakwitnąć i wydać nasiona. No a te nasiona nie muszą wcale daleko trafić, żeby powtórzyć cykl. Skądinąd znane są anegdotyczne obserwacje wyrastania w bocianich gniazdach drzew, zwłaszcza brzóz, które mają łatwo unoszone przez wiatr nasiona.

W cytowanym badaniu z próbek pobranych z gniazd wyrosło średnio 9 937 osobników ze średnio 28,6 gatunków. Obie prace mają swoje ograniczenia co do grup gatunków, które w ogóle można było stwierdzić. Niemniej już te liczby, które udało się poznać, wskazują, że bocianie gniazdo to bogate w   gatunki siedlisko.

Piotr Panek

fot. Wikipedysta Athantor, licencja CC BY-SA 3.0

  • Joanna Czarnecka, Ignacy Kitowski (2013) The White Stork as an Engineering Species and Seed Dispersal Vector when Nesting in Poland Annales Botanici Fennici 50(1-2):1-12 doi: 10.5735/085.050.0101
  • Ewa Błońska, Jarosław Lasota, Robert Jankowiak, Jakub Michalcewicz, Tadeusz Wojas, Adam Zbyryt, Michał Ciach (2020) Biological and physicochemical properties of the nests of White Stork Ciconia ciconia reveal soil entirely formed, modified and maintained by birds Science of the Total Environment 143020 doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.143020