Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Pohřbíme (konečně) ekosystém?

 |  1. 3. 2002
 |  Vesmír 81, 127, 2002/3
 |  Seriál: Pohřbíme ekosystém?, 1. díl (Následující)

Pohřbít ho – byť se všemi zaslouženými poctami – navrhuje Robert O’Neill na výroční přednášce „Robert Mac Arthur Memorial Lecture“, přetištěné v časopise Ecology (52, 3275–3284, 2001). Jeho úvaha shrnuje námitky proti koncepci ekosystému, jež se pro ekologii svého času stala posvátnou ikonou a dosud jí leckde zůstává. Přesvědčí nás o tom nahlédnutí do některých dosud užívaných středoškolských i vysokoškolských učebnic nebo sledování argumentace mnoha ekologických aktivistů i jejich zarytých odpůrců. Mnozí „strážcové pokladu“ proto jistě budou rozhořčeni, což však O’Neillovým argumentům neubírá na naléhavosti.

Termín „ekosystém“ pochází z třicátých let 20. století. Od počátku byl spjat s představou, že přírodní systémy jsou stabilní a po narušení se dokážou vrátit do původního stavu. Sen o „přírodní rovnováze“ je ovšem mnohem starší, lze jej stopovat přinejmenším do dob osvícenských. Po 2. světové válce se ve vědě uplatnil nový metodologický přístup, systémová analýza. Složité jevy začaly být zkoumány jako systémy vzájemně propojených složek, jež se pomocí zpětných vazeb udržují ve stabilním stavu. Takový přístup umožnil „vědeckou“ definici staré dobré přírodní rovnováhy, jak ji známe třeba z archaické učebnice E. P. Oduma (1953): homogenní přírodní jednotka zahrnující její živé i neživé složky, jejichž vzájemné vztahy tvoří stabilní systém s koloběhy látek a toky energie. Analogie mezi přírodními jevy a stroji byla všeobecně srozumitelná ve světě, kde většina populace znala spíše funkci automobilového termostatu než přírodní koloběh síry. Ekosystém tak je podle O’Neilla apriorně přijatým pohledem na svět spíše než interpretací empirických zjištění. Poptávka po „vědeckém“ popisu rovnováhy v přírodě zde byla dávno před ekologií; ta na ni pouze reagovala.

Koncepce ekosystému fungovala, ale špatně

Co je na koncepci ekosystému špatného, když ekologům sloužila tak dlouho? Podle O’Neilla to, že jim sloužila špatně. Mechanistické pojetí ekosystémů poskytlo „vědecké“ a zároveň srozumitelné argumenty hnutím za ochranu přírody. Chovají-li se totiž přírodní systémy jako stroje a člověk vandalsky narušuje jejich funkci, je to zaručená cesta do pekel. Jenže proroci apokalypsy to poněkud přehnali. Přestože se závěry ekosystémové ekologie postupně prosazovaly do zákonů a předpisů, čímž ovlivňovaly každodenní lidský život, globální apokalypsa se nekonala. Tím ale ochrana životního prostředí (a odvozeně i věda ekologie) nutně ztrácela na popularitě jako cosi, co jenom omezuje lidskou svobodu, čili prudí, a to zbytečně.

Aby toho nebylo málo, začíná ekosystémové paradigma svým nevyřčeným důrazem na stabilitu a homogenitu omezovat i svobodu přírodu chránit. Jako by nepřibývalo důkazů, že přírodní systémy jsou nerovnovážné, otevřené a heterogenní. Přírodní rovnováha je mýtem a představa o ní ...nadále nemůže sloužit jako základ ochrany přírody. Osobně bych O’Neilla ještě doplnil. Protože se zákony o ochraně přírody a životního prostředí z valné části opírají o ekosystémové pojetí, zůstávají zapleveleny odkazy na „funkce ekosystémů“, jejich „zvelebování“ a podobně. To ale působí nemalé potíže, jakmile se ochrana něčeho konkrétního neobejde bez drastičtějších zásahů, třeba pořádného požáru.

Předpoklady klasické koncepce ekosystémů nejsou udržitelné ani vědecky. Je pravda, že z oné klasické mechanistické koncepce ekologové postupně slevovali, a to buď k liberálnějším pojetím osvobozeným ode všech předpokladů, nebo naopak k pojetím stále sofistikovanějším a operujícím s pojmy jako „nelineární dynamika“ a „fuzzy množiny“. Jenže první pohled nám toho o přírodě moc neříká – ekosystém se stává pouhým označením všech organizmů v nějakém prostředí a klidně bychom se bez něj obešli. Druhý přístup pak fascinuje po matematické stránce, ale není intuitivní, a tudíž ani praktický například jako východisko při ochraně přírody. Zato když upustíme od koncepce ekosystému, může nás to od omezujících předpokladů, byť nevyřčených a spíše podvědomých, osvobodit. O které předpoklady jde?

  • Nejmenší potíže jsou s prostorovým ohraničením ekosystémů, na něž stejně nikdo nevěří. Nejen že toky látek i energií hranice běžně překračují, s tím se tak nějak počítalo vždycky, ale i druhové složení, a tudíž také reakce na narušení a rychlost návratu do „původního“ stavu závisejí především na disperzi jedinců, tedy na dějích přeshraničních.
  • Větší problém bude s homogenitou. Přestože nikdo soudný nepochybuje o prostorové různorodosti světa, my přírodovědci běžně uvažujeme v kategoriích „typické plochy“ nebo „charakterizujících druhů“. Možná tak bezděky zapomínáme, že právě heterogenita udržuje v přírodě jakous takous stabilitu: příkladem za všechny jsou refugia pionýrských dřevin v lesích.
  • Za ještě závažnější problém klasické ekosystémové teorie označuje O’Neill zaměnitelnost latinských dvousloví. Má samozřejmě na mysli latinská označení pro druhy a naráží na skutečnost, že klasikům ekosystémové ekologie šlo spíše o ekologické funkční skupiny (producenty, reducenty atd.), které chápali jako jakési černé skříňky, než o druhy samotné. Les zůstane lesem, i když katastrofa zcela zlikviduje dominantní druh stromu a následná sukcese jej nahradí druhem jiným. Pokud se při tom všechny „funkce lesa“ (fixace CO2, retence vody atd.) vrátí ke stavu před katastrofou, půjde navíc o ekosystém pružně reagující na změny prostředí! Přitom však ekologové běžně ekosystémy pomocí druhů charakterizují, hovoří například o „ekosystému smrkového lesa“. Dnes ale s jistotou víme, že mnohé druhy jsou z hlediska takzvaných ekosystémových funkcí vlastně nadbytečné, popřípadě plně nahraditelné. Navíc jsou na sobě jen výjimečně závislé: z pylových analýz víme, že hlavní evropské dřeviny osídlovaly postglaciální Evropu v různých obdobích a nezávisle na sobě, takže „ekosystémy“ (třeba středoevropská jedlobučina) jsou buď extrémně nestabilní, nebo neexistují. Řešením by bylo omezit ekosystémy (v souladu s klasiky) pouze na výkony na úrovni živin, měřitelné coby látkové koloběhy a energetické toky. Jenže abstrahování od druhů nám nebude nic platné, chceme-li ekologické argumenty uplatnit při ochraně přírody.
  • Asi nejhorší vadou ekosystémového paradigmatu je přehlížení role přírodního výběru. To platí jak pro pojetí černých skříněk, resp. funkčních skupin, kdy je koneckonců jedno, které druhy se starají o produkci biomasy, tak pro seznamy latinských dvousloví, v nichž pro přírodní výběr jaksi nezbylo místo. Přitom selekce může vést k lokálnímu, nebo i globálnímu vymření či k náhradě některých druhů, včetně druhů dominantních! Všechny populace působením přírodního výběru vznikly, přírodní výběr ovlivňuje vztahy mezi nimi. Ekologie opomíjející evoluci nemůže fungovat. 1)
  • Další vadou klasické koncepce je opomíjení role člověka – ten je přitom významným „klíčovým druhem“ spoluurčujícím povahu přírodních procesů. 2) Tato výtka je ještě snadno napravitelná, člověka do ekosystémové koncepce zahrnout lze, byť opět s paradoxními důsledky, kdy se intenzivně obdělávaná zemědělská krajina stane nejstabilnějším „klimaxem“ (viz Vesmír 7, 40, 1999/1).
  • Posledním hříchem je opomíjení časoprostorových měřítek. Ekosystémoví ekologové si jen zřídka uvědomují, že maloplošné poškození (pád stromu), které není za narušení „stability“ pokládáno, je jen pravděpodobnější verzí „katastrofy“ (hurikán vyvrátí celý les). V druhém případě ekosystém vlastně „zanikne“ a jeho opětovný „vznik“ si nelze představit bez procesů, jež se odehrávají někde vně – tedy bez disperze jedinců. Totéž platí i v čase. V dostatečně dlouhých obdobích se pravděpodobnost skutečně rozsáhlé katastrofy (pád asteroidu) blíží jedné a „náprava“ není možná bez vzniku nových druhů. Paradoxním důsledkem je, že ze dvou různě velkých, jinak ale totožných „ekosystémů“ bude stabilnější ten větší.

Koncepce ekosystému v přetrvávajícím mechanickém pojetí tak nedokáže uchopit jevy, pro které vlastně byla zavedena. Navzdory všemu obrazoborectví však nějak potřebujeme vnímat každodenní „fungování“ přírody. A empirickým faktem je, že přírodní společenstva přece jen jsou – bez ohledu na neustálé změny prostředí – v určitých mezích stabilní, a naopak se velmi pružně mění, jakmile výkyvy prostředí ony meze přesáhnou.

Zásady nového paradigmatu

O’Neill nabízí jen některé zásady, jež by měly být zahrnuty v budoucím, novém paradigmatu. Důraz klade na relativnost přírodních dějů vůči měřítkům, na nichž se odehrávají, a na disperzní schopnosti druhů. Především disperze totiž ovlivňuje vývoj po narušení nebo katastrofách. Významnou roli sehrávají klíčové druhy, jejichž aktivita přírodní stanoviště organizuje; k nim samozřejmě patří člověk. Disperzní schopnost konkrétního druhu není dána jednou provždy, ale je relativní vzhledem k studovaným měřítkům. Na populace existující vedle sebe, tedy na to, co bylo dřív „ekosystémem“, je třeba se dívat tak, že maximalizují svůj „biotický potenciál“ (O’Neill jej blíže nespecifikuje, může však jít jedině o starou dobrou reprodukční úspěšnost), v čemž však jsou omezovány jednak fyzikální zákony, jednak vnitrodruhové a mezidruhové soupeření (v nejširším smyslu, tedy včetně predace atd.). Maximální biotický potenciál představuje atraktor, tedy stav, k němuž systém směřuje. Čím je mu ale systém bližší (a zúčastněné populace jsou lépe adaptovány na dané podmínky), tím je labilnější vůči změně. Dlouhodobou stabilitu systému určuje jeho heterogenita, protože přítomnost různých druhů umožňuje přepínat mezi různými atraktory. Jestli budeme nějaký kus přírody pokládat za „stabilní“, to bude záviset na měřítku našeho pozorování, na rychlosti změn vnějších podmínek a rychlosti změn druhového složení.

O’Neill tak ekosystém nakonec nepohřbívá, ale volá po změně našeho pohledu „dříve, než ekologie utrpí další ztrátu věrohodnosti“. Varuje, že ekologická teorie, která by odhlížela od časoporostorových měřítek, heterogenity, přírodního výběru a identity jednotlivých druhů, není k ničemu, jakmile jde o každodenní otázky spjaté například s ochranou přírody. V tom mu současnost oboru dává za pravdu: taková teorie metapopulací (viz Vesmír 79, 143, 2000/3) nebo nové výboje krajinné ekologie pracují především s prostorovým uspořádáním stanovišť a disperzními schopnostmi konkrétních druhů a populací.

Sám bych byl ještě radikálnější. Přes řadu empirických důkazů proti mechanistickému pohledu na tyto otázky se nám ekosystémy v posledních letech vracejí zadními vrátky například v podobě debat o „ekosystémových službách“ (viz Vesmír 78, 445, 1999/8). V rámci těchto debat se na druhy a populace opět hledí jako na černé skříňky, byť v poněkud rafinovanější podobě (opylovači a šiřitelé semen namísto producentů a dekompozitorů). Zvláště v ochraně přírody pokládám za čestnější argumentovat zachováním atraktivních druhů v původním prostředí, atraktivitou pestré přírody, divočiny, nebo i prastarou koncepcí „přírodních památek“, kterou právě „vědecká“ koncepce ekosystémů odsoudila k (nezaslouženému) zapomnění, a to přes její emotivní i obecně kulturní náboj. Jednou totiž můžeme zjistit, že se bez ekosystémových služeb obejdeme, tak jako se lze obejít bez ekosystémů, popřípadě že je pro nás zajistí nějaké to ministerstvo. A ekosystémové funkce? Ty buď existují (fotosyntéza), a pak je lze zkoumat i bez učené hantýrky, nebo patří do říše mýtů („jemná přediva zpětnovazebných mechanizmů“), a pak nám jejich postulování nijak nepomůže.

Poznámky

1) Nicolson M.: Web Ecology 2, 1–6, 2001.
2) O’Neill R. V., Kahn J. R.: Bioscience 50, 333–337, 2000.

Ekosystém bývá definován jako soubor všech organizmů určitého území spolu s veškerou neživou složkou prostředí. Takto plytká definice ovšem zahrnuje jakoukoli libovolně vymezenou část přírody. Ve skutečnosti používáme tento pojem tehdy, studujeme-li přírodu z hlediska toku a výměny látek a energií mezi funkčními skupinami organizmů. Nezajímají nás pak konkrétní organizmy a jejich vlastnosti, ale biomasa (tj. suma hmotnosti všech organizmů dané funkční skupiny), pozice v potravních sítích a role, kterou zastávají v koloběhu látek a toku energie.

David Storch

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Ekologie a životní prostředí

O autorovi

Martin Konvička

Doc. Mgr. Martin Konvička, Ph.D., (*1969) vystudoval zoologii na Přírodovědecké fakultě UP v Olomouci. Po řadě dobrodružství získal doktorský titul na katedře zoologie Biologické fakulty Jihočeské univerzity. Nyní se v oddělení ekologie a ochrany přírody Entomologického ústavu AV ČR, v. v. i., zabývá ekologií a ochranou přírody.

Doporučujeme

Přemýšlej, než začneš kreslit

Přemýšlej, než začneš kreslit

Ondřej Vrtiška  |  4. 12. 2017
Nástup počítačů, geografických informačních systémů a velkých dat proměnil tvorbu map k nepoznání. Přesto stále platí, že bez znalosti základů...
Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné