Élet és tudomány

Jégkorszak 5. - Virágporszemből vegetációtörténet

Megjelent az Élet és tudomány 2008. októberi számában

Írta: Medzihradszky Zsófia (Magyar Természettudományi Múzeum)

 A jégkorszak rendkívül fordulatos, de mégis ritmikusan ismétlődő klímája, a szélsőségek közötti ingadozás óhatatlanul is nagy hatással volt az élővilág, ezen belül a ma ismert növényvilág kialakulására is. A harmadidőszak végének fajgazdagságát a lehűlések és felmelegedések által okozott változások, az élőhelyek csökkenése vagy éppen kiterjedése fokozatosan lecsökkentette. A jégkorszakban az eljegesedések és a felmelegedések, majd az újabb lehűlések alatt - adott földrajzi területen - szabályos ciklus szerint formálódott a növényzet jellege és összetétele. Ennek a ciklusos változásnak szigorú törvényszerűségei figyelhetők meg.

Amikor a múlt eseményeit vizsgáljuk, gyakran felmerül a kérdés, honnan tudjuk? A növényvilág változásai a paleobotanika kutatási területe. Megmaradhatnak makrofosszíliák, azaz törzsek, levelek, termések, akár a maguk valójában, akár pedig lenyomat formájában. Ezek általában egy zártabb környezet növényzetére adhatnak információt, hiszen a levél, szár és termésmaradvány – bizonyos eseteket kivéve – csak néhány méter távolságra kerül az őt termő növénytől. Ám az egykori növényzet meghatározásához létezik még egy paleobotanikai eszközünk: a pollenanalízis, azaz a virágporszemek vizsgálata. A pollen a szélmegporzású növények esetében milliárdos, rovarmegporzásúak esetében milliós nagyságrendben termelődik növényenként és évente. A pollen falát alkotó anyag, a sporopollenin rendkívül ellenálló. Megfelelő közegbe kerülve – elsősorban oxigéntől elzárva – évmilliókig megőrzi formáját, és a pollenmorfológia segítségével növénycsoportokat (család, nemzetség, faj) lehet belőlük meghatározni.
Az évente termelődő pollenanyag jókora része a légkörben összekeveredik, majd pollencsapadék formájában eléri a felszínt, és az üledékrétegekben megőrződik. Ezt a rétegekben megőrződött pollenanyagot nyerik ki aztán a pollenanalitikusok a talajból és vizsgálják meg. Egy-egy mintából a pollenanyag százalékos összetétele alapján pollenspektrumot, majd ezeknek a mélység szerinti (és ezzel együtt időrendbeni) ábrázolásával pollendiagramot rajzolnak, Utóbbiból a növénytakaró térbeli és időbeli változásait vizsgálják, azaz rekonstruálják a vegetációtörténetet, elsősorban a fák történetét.
Az eljegesedések alatt, a leghidegebb időszakban csak lágyszárú vagy törpe növésű növényzet tudott megélni. A jég közvetlen közelében hideg sivatagok, a jégperemi nedvesebb területeken tundra, cserjés tundra, a kontinens belsejében pedig sztyepp, cserjés sztyepp alakult ki. Ilyen körülmények között valódi talajképződés nem is zajlott. Ma is részben hasonló környezetet és növényzetet találunk a Föld északi vagy hideg-száraz területein.

Közép-Európában, a mai kontinentális klímájú, lombhullató erdők övében (így a Kárpát-medencében is) ebben az időben, a hideg-száraz éghajlaton főleg törpecserjés, füves növényzet élt. Magyarország területéről, sajnos, erről az időszakról egyelőre még nincs sok adatunk. Ezek alapján is megkísérelhetünk azért némi következtetést. Az Alföld területét elsősorban libatopos, ürmös puszták boríthatták. A hegyvidékeken és dombságokon, a védettebb völgyekben néhány fafaj (elsősorban erdei fenyő) is élhetett. A hosszú ideig tartó eljegesedési szakaszok, a glaciálisok növényzeti változásai nem túl látványosak és - a laikus szemével tekintve – nem túl változatosak. Ám a sok felmelegedési, azaz interglaciális ciklusban – amikor a növényzet a rendelkezésére álló időt igyekszik kihasználni – a jelentős változások jól megfigyelhetők.
A felmelegedés kezdetén megindult a „beerdősödés”. A jégtakaró visszahúzódását követve először a pionír fafajok, erdei fenyő, nyír, nyár jelentek meg. Ezek a növények igen fiatalon fordulnak termőre, rendkívül sok magot produkálnak, gyorsan és nagy távolságokra képesek elterjedni. Mivel versenytársuk nincs, hamar meghódítják az új élőhelyeket. Fényigényesek, így nem képeznek zárt erdőtakarót, lehetőséget hagynak jelentős aljnövényzet felnövekedésére. Az idő előrehaladtával, a jégtakaró olvadásával és a klíma melegedésével, csapadékosabbá válásával megjelennek a lombhullató fák, mint a szil, a hárs és a tölgy. Ezek a növények lassabban terjednek, kevesebb utódot hoznak létre, hosszú életűek és későn fordulnak termőre. Árnyéktűrők, így az erdőkben kialakulhatnak a lombkoronaszintek. A fás növényzet alatt gazdag, humuszos erdei talajok képződnek.
Jelenleg a Kárpát-medence legnagyobb részének természetes növényzete az ilyen kevert tölgyes erdőkhöz tartozik. Napjainkban, a flandriai interglaciális közepe táján, a jég olvadása idején járunk. Az elmélet szerint 5-6 ezer év múlva újabb lehűlésnek és jégfelhalmozódásnak kellene kezdődni.
Az utolsó teljes interglaciális ciklusból, a 130-110 ezer évvel ezelőttről származó adatok alapján a jég lassú felhalmozódása az éghajlat hűvösebbé és csapadékosabbá válását okozta, a humuszos erdőtalajok  savanyúbbá váltak. A lombos erdők helyét átvették a fenyvesek, uralkodó fafaj lett a hosszú életű, lassan terjedő luc. Ma Szibéria nagy területein láthatunk hasonló típusú erdőket, a tajgákat. Az éghajlat további hűlése és szárazodása a fák életterét ismét délebbre tolta, illetve a zárt, védett völgyekbe, úgynevezett refugiumterületekre szorította vissza. Majd kezdődött minden előlről.

Egy korai interglaciális több mint félmillió éves növénymaradványait találták meg Győr határában egy kavicsbányában. A növényegyüttesekben olyan, ma már Európából kipusztult fajokat találtak, mint a szárnyasdió, a hikori és a hemlokfenyő. Mellettük, természetesen, a ma élő lombosfák is előfordultak, egy ma már ismeretlen társulás képviselőjeként.
Vértesszőlősről, a világhírű ősemberi lelőhelyről az édesvízi mészkőbe zárt növényi lenyomatokat és a pollenanyagot is megvizsgálták. Mindkettő egy meleg, nagyon kellemes klíma nyomait őrzi.
Tatáról egy jóval későbbről származó ősemberlelőhelyet vizsgáltak paleobotanikai módszerekkel. Az üledékréteg alján az utolsó interglaciálisra datálható tölgyes-hársas lomboserdő nyomait, tündérrózsás tavacskát, felette pedig a lehűlést és a szárazodást jelző lágyszárú növényzetnek, a pázsitfüves-füves-ürmös-libatopos környezetnek a maradványait találták meg.
Szerencsére, az utolsó 20-25 ezer évre már Magyarország területéről is vannak hosszabb és teljesebb adatsorok, így a Kárpát-medence holocén vegetációtörténetét elég jól ismerjük. Az Északi-Középhegységből a Kelemér melletti Nagymohos, a Tisza holtágai vagy a Balaton hajdani öblei az utolsó eljegesedés végéről és a mi interglaciálisunkból származó abszolút módszerekkel meghatározott korú virágporanyagot őriznek.
Tekintsük végig ennek alapján egy terület történetét! A Balaton környékén a pleisztocén végén ritkás erdei fenyves-nyíres ligetek boríthatták a tájat. Időszámításunk előtt 10200 és 8300 körül ezekből a ritkás ligetekből zártabb ligeterdők alakulhattak ki, amelyekben már szórványosan előfordultak lombos fák, a tölgy, szil, mogyoró, némi hárs és gyertyán is. A lombos fák aránya jelentősen megnőtt 8300 és 6800 között, majd 4900-ig záródtak az erdők. Ezeket az erdőket már főleg tölgyfák, szilek, hársak alkotják, de a hűvösebb területeken a bükk is igen fontos volt. Majd 4900 után a fás növényzet visszaszorulása figyelhető meg, ez azonban már emberi eredetű változás. A római korra az erdők területe jelentősen lecsökken, majd a középkorban a megművelt területek, városok, falvak egyre nagyobb mértékben szorítják vissza az erdők területét.

A flandriai interglaciális, amiben mi is élünk, világszerte az emberi tevékenység nyomait őrzi. Ennek az időszaknak a természetes, csak klímaváltozás által befolyásolt vegetációtörténetét sehol nem tudjuk már kutatni. Ha a természetes változásokat akarjuk megérteni, vissza kell nyúlni az időben egy olyan felmelegedési fázisra, amely nagyon hasonló a mienkhez, de az emberi természetformáló erő még nem érvényesült benne. Ezért is vált nagyon lényegessé az eddigi utolsó teljes interglaciális kutatása.
Európa több részéről ismerünk olyan mély tavakat, üledékgyűjtő területeket, amelyek sokkal hosszabb időszakok, több százezer vagy akár több mint egy millió év vegetáció- és klímatörténeti adatait is megőrizték. Lengyelországból, Franciaországból, Olaszországból „csak” néhány százezer évet, míg Görögország területéről, a történelemből és irodalomból jól ismert philippi csata környékéről, Tenaghi Philipponból 1,3 millió évet felölelő pollenanyagot vizsgáltak meg. Ezekből nemcsak egy-egy felmelegedési hullám növénytakarójának változásait, de az inter­glaciális-glaciális ciklusok váltakozását és különbségeit is nyomon lehet követni.
A Föld leghosszabb szárazföldi pollenadatsora azonban Bolíviából, az északi szélesség 4 fokáról származik. A Funza I. és II. lelőhelyű fúrások majdnem 600 méter mélységet értek el, és 3 millió év változásait képviselik. A minták vizsgálata több mint egy évtizedet vett igénybe, és a Funza II. fúrás teljes pollenelemzése még mind a mai napig nem készült el.
Ennyire délen, közel az Egyenlítőhöz, persze, a sarki jégtakarók kiterjedése és visszahúzódása kevésbé éreztette hatását, mint a jégsapkához közel eső területeken, de a lehűlések és felmelegedések, a szárazabb és csapadékosabb klímaszakaszok váltakozása így is jól megfigyelhető.
A növénytakaró időbeli váltakozása leglátványosabban talán Afrika esetében figyelhető meg. A pleisztocén végén, 12-11 ezer évvel ezelőtt a mai Szahara területét sivatag, a déli részét félsivatag jellemezte. Ám az interglaciális elejének felmelegedése és ezen a vidéken inkább csapadékosabbá válással jellemezhető éghajlatváltozása először félsivatagot és füves pusztát, 8-7000 táján pedig már az egész Szahara területére füves növénytakarót hozott. Majd 5000 évvel ezelőtt ismét terjedni kezdett a félsivatag. Ennek a növényzetváltozásnak az ismeretében már nem meglepők a Szahara legkietlenebb területein is megtalálható őskori sziklarajzok, amelyek vízibivalyokat, zsiráfokat, úszó embereket ábrázolnak olyan vidéken, ahol ma éppen a víz az egyik legnagyobb kincs.