RAZGOVORNIK

PAMETNO ŠUMARSTVO

Marko Kebert

Marko Kebert

Dosadašnja istraživanja dr Marka Keberta, mladog biohemičara iz Instituta za nizijsko šumarstvo i životnu sredinu u Novom Sadu, otvaraju prostor za implementaciju novih ekoloških pristupa u šumarstvu u našoj zemlji. On trenutno rukovodi perpsektivnim naučnim projektom, pod nazivom MYCOCLIMART, koji za cilj ima očuvanje hrasta lužnjaka – jedne od najugroženijih šumskih vrsta na ovim prostorima.

Iako je možda pandemija kovida-19 potisnula u drugi plan ekološke probleme poput klimatskih promena ili zagađenosti životne sredine – oni nisu nestali, niti je njihovo rešavanje postalo manje alarmantno. Borba protiv njih, zapravo, tek nam predstoji, a pored dobre volje donosilaca političkih odluka i angažmana samih građana, glavno oružje u ovom okršaju trebalo bi da nam budu naučna istraživanja i koncepti koji će izroditi inovativne ekološke pristupe. Diskretni heroji takve borbe upravo su naučnici, koji, skriveni od očiju javnosti, po institutima i drugim naučnim ustanovama pokušavaju da osmisle nova ili dodatno ispitaju već postojeća rešenja za današnje ekološke probleme.

Jedan od njih je i dr Marko Kebert, mladi biohemičar iz Instituta za nizijsko šumarstvo i životnu sredinu u Novom Sadu i rukovodilac perspektivnog naučnog projekta MYCOCLIMART. U istraživačkom centru zaklonjenom visokim, razgranatim drvećem – u ambijentu koji više podseća na nekakav planinski kompleks, iako se nalazi maltene u srcu Novog Sada – Marko i njegove kolege rade na ispitivanjima koja bi mogla pomoći u očuvanju životne sredine i opstanku naših šumskih vrsta.

Pitate se čime se bave naučnici u laboratoriji? Pipetiranjem i samo pipetiranjem. Jadni naučnici, samo pipetiraju, po vasceli dan. Kao automati, šali se Marko dok nam pokazuje kako rukuje pipetom, laboratorijskim priborom nalik špricu koji se koristi za transport merene zapremine tečnosti, i objašnjava nam šta sve radi u svojoj laboratoriji. A da njegova pipeta može da bude i moćno „oružje u borbi za očuvanje domaćih ekosistema, pokazuju njegova dosadašnja istraživanja biohemijskih procesa koja otvaraju prostor za implementaciju novih ekoloških pristupa u šumarstvu u našoj zemlji.

„Ako na površinu koja je zagađena nekim teškim metalom zasadimo šumu, ta šuma će, ako je posađena šumska vrsta hiperakumulator za taj metal, moći da ekstrahuje, odnosno da kroz prirodan proces izvuče teške metale iz zemlje.

Jedno od takvih istraživanja bila je njegova doktorska disertacija, u kojoj se bavio fitoekstrakcijom. To je proces kojim određene biljke čiste životnu sredinu tako što uklanjaju neorganske zagađivače iz zemljišta ili vode. Zainteresovan za ovaj neobični proces i njegove ekološke implikacije, Marko je u kontrolisanim uslovima ispitivao sposobnost različitih klonova topole da vrše akumulaciju teških metala iz zemljišta i premeštaju ih u svoje nadzemne organe, kao i njihove specifične fiziološke i biohemijske odgovore na prisustvo teških metala u zemljišnom medijumu.

„Ako na površinu koja je zagađena nekim teškim metalom zasadimo šumu, ta šuma će, ako je posađena šumska vrsta hiperakumulator za taj metal, moći da ekstrahuje, odnosno da kroz prirodan proces izvuče teške metale iz zemlje, objašnjava ovaj biohemičar. „Mi onda možemo to drvo, u kojem su se akumulirali teški metali, da koristimo za ogrev, za dobijanje energije ili u bilo kojoj privredi koja nije prehrambena, pa možemo od njega, na primer, da napravimo nameštaj.

Problem je u tome što se teški metali iz zemljišta ne mogu razgraditi niti uništiti. Mogu se samo premeštati u druge delove biosfere ili prevoditi uz pomoć biljaka u neke manje toksične oblike. Naime, korenje biljaka ima sposobnost da luči, odnosno da ispušta u zemlju određene ekskudate i oni se vezuju, na specifičan način, za teške metale i time ih čine manje toksičnim. Zato je, kako ističe Marko, od ukupne koncentracije nekog metala u zemljištu važnija koncentracija njegove najtoksičnije forme. A ako je ta koncentracija prevelika, biće smrtonosna po biljku, tako da je u takvim graničnim slučajevima fitoekstrakcija nemoguća.

Međutim, ne može se svako drvo koristiti za fitoekstrakciju. Marko je odabrao topolu zato što ona ispunjava određene kriterijume: brzo raste, ima veliku biomasu, veliku sposobnost transpiracije i akumulacije pojedinih teških metala. Domaće vrste koje se takođe mogu koristiti u ove svrhe su vrba, jova, jasen i bagrem. Ipak, ne uklanjaju sve ove vrste, pa ni svi klonovi iste vrste, podjednako dobro svaki metal, već se njihova sposobnost akumuliranja razlikuje. Stoga je zadatak istraživača, kao što je Marko, da ispitaju koje vrste ili koji njihovi klonovi najbolje akumuliraju, na primer, bakar, nikl ili kadmijum. Ako to ustanovimo, onda možemo područja zagađena bakrom, kao što je zemljište oko rudnika, ili područja zagađena niklom, kao što su deponije elektronske opreme, da pošumimo odgovarajućim genotipom ili klonom i pokušamo da očistimo životnu sredinu.

 

Mikorizne gljive su podzemne gljive koje žive u simbiozi sa korenjem šumskog drveća. Zahvaljujući dobro razgranatom sistemu hifa (koji im obezbeđuje čak 600 puta veću moć apsorpcije od biljnog korena), ove gljive usvajaju vodu i hranljive materije iz zemljišta i dopremaju ih do biljke, od koje zauzvrat dobijaju ugljene hidrate nastale u procesu fotosinteze. To je, kako naglašava Marko, tzv. win-win kombinacija. I upravo zahvaljujući ovoj simbiozi drveće postaje „pripremljenije za predstojeće klimatske promene.

Ovaj pristup počeo je relativno skoro da se koristi u pojedinim razvijenim državama. „Fitoekstrakcija se najviše koristi u SAD, budući da razne kompanije, a naročito one koje koriste prljavu tehnologiju, imaju tendenciju da ulažu u fotekstrakciju i time sebi obezbede imidž nekoga ko brine o zaštiti životne sredine. Oni ističu da je fitoekstrakcija jedan pristup koji je prijateljski nastrojen prema ekologiji i ujedno estetski zadovoljavajući, kao i da je mnogo jeftiniji od nekih fizičkih i hemijskih metoda. Od neke deponije napraviš šumu, i ljudima to mesto deluje mnogo lepše, jer im je pred očima nešto zeleno, ističe Marko. „U SAD se godišnje, kako sam negde pročitao, u ovu tehnologiji uloži čak 100-150 miliona dolara. U Evropi je, nažalost, ovaj pristup tek u začetku, dok u Srbiji još nije zaživeo.

Međutim, našu okolinu i naše šume ne ugrožavaju samo teški metali, nego i negativne posledice klimatskih promena. Trend porasta prosečne temperature vazduha, promenjen raspored i intenzitet padavina koje predviđaju razni klimatski scenariji, najavljuju da bi u drugoj polovini ovog veka mogli da očekujemo pojavu značajnih suša na prostoru Evrope, koje će nepovoljno uticati na čitav živi svet, uključujući tu i šumske vrste. Jedna od najugroženijih vrsta na Balkanu je hrast lužnjak, koji je ujedno i ekonomski veoma značajna vrsta za našu zemlju. On je izuzetno osetljiv na faktore stresa poput suše i pepelnice, tako da dolazi do sušenja ovog hrasta čak i na mestima gde je klima manje suva, kao što je Kopaonik. To znači da su naročito u opasnosti šume lužnjaka u nizijskim područjima poput Podunavlja i oko Save, koja su pod jačim uticajima suše i klimatskih ekstrema.

Međutim, naučni projekat MYCOCLIMART, kojim rukovodi Marko, mogao bi da bude jedan od načina za očuvanje hrasta lužnjaka. Cilj ovog projekta, koji se finansira u okviru programa PROMIS 2020 Fonda za nauku Republike Srbije, jeste da utvrdi u kojoj meri prisustvo mikoriznih gljiva u zemljištu pomaže hrastu lužnjaku da poveća otpornost i toleranciju na abiotičke faktore stresa (poput povišene temperature i suše) i biotičke (kao što je prisustvo patogena poput pepelnice). Mikorizne gljive su podzemne gljive koje žive u simbiozi sa korenjem šumskog drveća. Zahvaljujući dobro razgranatom sistemu hifa (koji im obezbeđuje čak 600 puta veću moć apsorpcije od biljnog korena), ove gljive usvajaju vodu i hranljive materije iz zemljišta i dopremaju ih do biljke, od koje zauzvrat dobijaju ugljene hidrate nastale u procesu fotosinteze. To je, kako naglašava Marko, tzv. win-win kombinacija. I upravo zahvaljujući ovoj simbiozi drveće postaje „pripremljenije za predstojeće klimatske promene.

Ovaj biohemičar ističe da je mikoriza mastermajnd celog šumskog ekosistema. Svojom zajedničkom mrežastom strukturom, koja zauzima ogromne površine ispod zemlje, mikorizne gljive povezuju podzemne i nadzemne komponente šumskih ekosistema, odnosno drveće i prizemnu vegetaciju sa dekompozitorima u šumskom tlu. „Iako se nalaze unutar zemlje i nevidljive su, ove gljive imaju mogućnost da moduliraju i orkestriraju sve interakcije drveta sa drugim organizmima koji su iznad tla. I to tako što vrše modulaciju kvantitativnog i kvalitativnog sastava isparljivih organskih jedinjenja kojim nadzemne biljke međusobno komuniciraju, objašnjava Marko. „Mikoriza na taj način celu šumu čini jednim velikim organizmom.

„Znanje dobijeno u ovom projektu o ponašanju hrasta lužnjaka u uslovima koji simuliraju izmenjene klimatske uslove, u prisustvu i odsustvu mikoriznih gljiva, od velikog je značaja za kreiranje programa pošumljavanja koji će biti u skladu sa klimatskim promenama, čime se doprinosi razvoju koncepta tzv. klimatski pametnog šumarstva.

Zahvaljujući takvoj povezanosti i organskom jedinstvu, dešava se, na primer, da mlado i slabašno drveće dobije vodu i hranljive materije od starijeg i snažnijeg, iako ne pripadaju istoj šumskoj vrsti. Isto tako, ako dođe do napada nekog patogena na jednu biljku, ona može da putem isparljivih jedinjenja signalizira drugoj biljci, u njenoj blizini, da počne da priprema imunološki odgovor. To će je učiniti spremnom za napad neprijatelja iako sama nikad nije bila u direktnom kontaktu sa tim patogenom.

Takođe, neke vrste mikoriznih gljiva tokom simbioze ubacuju u koren biljke svoje proteine koji na njen organizam deluju kao strano telo. Oni nisu otrovni po biljku, ali su dovoljno snažni da izazovu neku vrstu stresa i pojačaju „borbenu gotovost odbrambenog sistema biljke. Jer ukoliko biljku izložimo nekom stresu, svaki naknadni stres biljka mnogo bolje podnosi i mnogo je blaži po njeno zdravlje. Stoga, ako je taj stres izazvan napadom nekog patogena, kao što je pepelnica, to znači da će svaki naknadni napad pepelnice biti blaži za biljku zato što će ona već imati memoriju kako da se izbori s njim i pruži brži i jači imuni odgovor.

Ovaj fenomen pripreme odbrambenog sistema nekog organizma za naknadno izlaganje stresu naziva se prajming. Prajming se takođe nalazi i u osnovi principa po kojem funkcioniše vakcina. Naime, „mi prilikom vakcinisanja ubrizgavamo u naš organizam malu koncentraciju proteina koji u nama izaziva aktivaciju imunološkog odgovora koji je specifičan za bolest koju izaziva virus, što za posledicu ima povećanu spremnost organizma da se izbori sa infekcijom pri svakom sledećem susretu sa uzročnikom bolesti. I onda kada dođe do naknadnog izlaganja infekciji virusa, mi već imamo pripremljena antitela za taj napad, objašnjava Marko. „Slično kao kod biljke.

Proteini koje mikoriza ubrizgava u biljku aktiviraju njen imuni odgovor – hipersenzitivnu reakciju – kojom se biljka bori protiv patogenih gljiva kakva je pepelnica. A kako je pepelnica prirodni neprijatelj hrasta, ova mikorizna terapija trebalo bi da pomogne lužnjaku da se izbori sa ovim opakim patogenom. S druge strane, „prajmingovana biljka postaje tolerantnija i na prisustvo abiotičkih faktora stresa, poput suše i povišene temperature, pošto mikoriza posredno može da utiče i na zatvaranje biljnih stoma – sitnih otvora na listu putem kojih se vrši transpiracija i respiracija – što biljci omogućava da duže zadrži vodu.

„Zato želimo da ispitamo da li će ovaj mutualistički odnos između mikorize i hrasta lužnjaka, za koji se zna da povećava otpornost biljaka na faktore abiotičkog i biotičkog stresa, zaista značajno uticati na sposobnost tolerancije ovog hrasta na porast temperature vazduha, sušu i rezistentnost hrasta na patogene poput pepelnice“, ističe Marko. „Znanje dobijeno u ovom projektu o ponašanju hrasta lužnjaka u uslovima koji simuliraju izmenjene klimatske uslove, u prisustvu i odsustvu mikoriznih gljiva, od velikog je značaja za kreiranje programa pošumljavanja koji će biti u skladu sa klimatskim promenama, čime se doprinosi razvoju koncepta tzv. klimatski pametnog šumarstva.

On ističe da je cilj ovog novog koncepta da se kroz programe pametnog gazdovanja šumama, koji u obzir uzimaju i predviđanja klimatskih scenarija, dođe do boljeg razumevanja komplikovanih paterna otpornosti šumskih vrsta na faktore biotičkog i abiotičkog stresa, te da se ubuduće pošumljavanje vrši upravo vrstama, klonovima i provinijencijama za koje je ustanovljeno da imaju veći stepen plastičnosti i adaptiblinosti na klimatske promene. A kako su šume i klima tesno povezani i gotovo spregnuti, ovakvim pristupom pošumljavanju efikasno se smanjuje emisija štetnih gasova koji stvaraju efekat staklene bašte i ublažavaju klimatske promene, a naša životna sredina postaje zelenija i zdravija.

Fotografije Marko Risović

(Izvor CPN)

O autoru

Stanko

Ostavite komentar