Izgled organizama tla može nam pomoći u razumijevanju njihove važnosti

Slika 1: Metode uzorkovanja i proučavanja beskralješnjaka tla. Mali organizmi se izdvajaju iz malog uzorka tla sušenjem tla i prikupljanjem jedinki koje ispadnu iz uzorka. Veliki, brzokrećući organizmi koji žive u lišću skupljaju se kada padnu u zamke. Manje pokretni organizmi izdvajaju se iz bloka tla lopatom, a zatim se ručno sortiraju. Gujavice koje žive duboko u tlu izdvajaju se ulijevanjem otopine gorušice u njihove rupe. Manje pokretni organizmi koji žive u lišću mogu se izolirati pomoću Berlese aparata, koji suši lišće i zadržava organizme u staklenki. (Zasluge za crtež: www.lesbullesdemo.fr. Zasluge za sliku: Apolline Auclerc, EcoBioDiv lab).

Slika 2: Razlike u morfološkim osobinama između devet vrsta beskralješnjaka tla koje pripadaju u tri skupine: gujavice, kornjaši i skokuni (Zasluge za crtež: www.lesbullesdemo.fr).

Slika 3: Organizmi tla u akciji. (1) Gujavica živi i hrani se mrtvim lišćem. (2) Gujavica doseže površinu tla kroz svoj veliki, duboki hodnik. (3) Gujavice žive u tlu i kopaju puno hodnika. (4) Različite vrste skokuna transformiraju mrtvo lišće u fekalne kuglice. (5) Skokun izbjegava predatora skakanjem pomoću svojeg nastavka koji nalikuje na oprugu. (6) Kornjaš koji se hrani pužem. (7) Kornjaš spreman za let (Zasluge za crtež: www.lesbullesdemo.fr).

Hinweis für die Medien: Die von iDiv bereitgestellten Bilder dürfen ausschließlich für die Berichterstattung im Zusammenhang mit dieser Medienmitteilung und unter Angabe des/der Urhebers/in verwendet werden.

Open PDF in new window.

Pierre Ganault¹*, Léa Beaumelle², Apolline Auclerc³

1 CEFE, Univ. Montpellier, CNRS, EPHE, IRD, Univ. Paul-Valéry Montpellier, Montpellier, France,
² INRAE, UMR SAVE, Villenave d’Ornon, France
³ Laboratoire des sols et Environnement, Université de Lorraine, INRAE, LSE, Nancy France

Na našem planetu postoji puno oblika života. To je osobito istinito ispod naših stopala, u tlu. Gujavice, pauci i stonoge samo su neki od mnogobrojnih organizama tla. Kad jednom promotrite što živi u tlu, shvatit ćete ogromnu raznolikost oblika i boja. No što ako se posvetimo opisu svih njihovih karakteristika: boje, veličine, oblika, broja nogu, tipa krila, životnog vijeka i klimatskom afinitetu? Sve ove karakteristike, nazvane osobine, pomažu nam razumjeti koje se vrste organizama mogu pronaći u određenom ekosustavu, što jedu i koliko daleko mogu putovati. Znanstvenici koriste ove informacije kako bi razumjeli različite uloge organizama u tlu i kako bi obnavljali degradirana tla. Analiza osobina može otkriti važnost organizama tla i temeljnih uloge koje igraju za ljudsko društvo.

TLO: PREKRASAN ALI SLABO POZNAT SVIJET

Pod našim nogama, žive milijuni organizama u tlu [1]. Veličinom se protežu od mikroskopskih organizama  (nazvanih mikroorganizmi) do beskralježnjaka (kao što su gujavice) dužih od 1 metra. Raznolikost organizama u tlu naziva se bioraznolikost tla. Bioraznolikost opisuje varijacije svih životnih formi na planeti.

Ekolozi tla su znanstvenici koji proučavaju raznolikost organizama u tlu. Obično uzorkuju organizme u tlu koji žive na različitim mjestima, poput tropskih prašuma ili poljoprivrednih polja. Koriste lopate, zamke ili uzorkivače ovisno o tome jesu li organizmi od interesa unutar tla ili na njegovoj površini (Slika 1). Zatim znanstvenici hvataju organizme koje mogu vidjeti u uzorcima ručno ili pincetama. Kako bi uhvatili najmanje beskralježnjake u tlu, ekolozi tla često koriste tehniku nazvanu Berleseova metoda. U laboratoriju stave uzorak tla u lijevak s lampom koja zagrijava iznad uzorka i staklenkom ispod. Svjetlo i toplina tjera sitne organizme da se spuste kroz lijevak u staklenku. Nakon nekoliko dana, znanstvenici mogu proučiti organizme u staklenki.

Kada su svi organizmi u tlu prikupljeni, počinje dugotrajan i mukotrpan rad. Znanstvenici koji proučavaju tlo broje i pažljivo promatraju svaki pojedini organizam kako bi utvrdili kojoj vrsti pripada. Da bi to učinili, koriste različite vrste mikroskopa zajedno s ključevima za identifikaciju i knjigama. Ukupan broj vrsta pronađenih u određenom ekosustavu predstavlja bioraznolikost tog ekosustava. Znanstvenici koji proučavaju tlo imaju puno posla jer su tla među najraznolikijim i najviše pogođenim ljudskim djelovanjem ekosustavima na Zemlji. Osim toga, mnoga tla u svijetu još nisu proučavana, pa mnoge vrste organizama tla još nisu otkrivene.

ORGANIZMI TLA SU IZUZETNO RAZNOLIKI

Bioraznolikost tla je toliko velika da je gotovo nemoguće odjednom opisati osobine svih organizama tla. Dat ćemo vam predodžbu raznolikosti tla opisujući izgled i ponašanje tri dobro proučene skupine organizama u tlu: gujavice, skokuna i kornjaša (Slika 2).

Veličina tijela

Važna strukturna razlika između gujavica, skokuna i kornjaša, kao i između vrsta unutar ovih skupina, je njihova veličina tijela. Veličina je primjer morfološke osobine. Najmanja gujavica mjeri nekoliko centimetara u duljinu, dok najveća, pronađena u tropskim šumama, može biti dugačka 2 metra. U Europi, kornjaši su dugački između 2 mm i 8 cm od vrha glave do posljednjeg segmenta abdomena. Skokuni su puno manji, s prosječnom veličinom tijela od samo 2 mm, ali njihova veličina varira ovisno o mjestu gdje žive. Neke vrste skokuna koje žive u listincu veće su od drugih vrsta koje žive dublje u tlu.

Kretanje

Kako bi pronašli stanište s dovoljno hrane, drugim organizmima s kojima se mogu razmnožavati i malim brojem predatora, organizmi u tlu razvili su brojne tehnike kretanja, i na površini tla i unutar tla. Gujavice nemaju noge, ali neke vrste imaju snažne mišiće i male dlačice koje koriste za kopanje između čestica tla. Kornjaši imaju šest nogu, te mogu trčati po površini tla kako bi uhvatili svoj plijen. Mnoge vrste kornjaša imaju krila, što im omogućuje brzi bijeg od predatora ili drugih opasnosti, ili se premjestiti na mjesto gdje mogu pronaći više plijena ili partnera. Skokuni se također kreću na svojih šest nogu, ali zahvaljujući posebnom nastavku koji djeluje poput opruge, neki skokuni mogu skočiti nekoliko centimetara u zrak kako bi pobjegli od predatora!

Boja

Organizmi tla mogu imati raznolike boje. Neke gujavice koje žive u prvih nekoliko centimetara tla, u odumrlom lišću ili kompostu ili stajnjaku, crvenkasto su smeđe boje, što im omogućuje mimikriju pred svojim predatorima u narančasto smeđem odumrlom lišću, ali ih također štiti od UV svjetla [2]. Druge gujavice žive dublje u tlu i često imaju svijetle boje, poput blijedo roza, sive ili zelene. U tamnom tlu, pigmentacija nije potrebna jer ne prodire UV svjetlo. Još neke gujavice većinu vremena provode u tlu, ali izvlače svoje glave iz tla kako bi se hranile odumrlim lišćem; stoga su pigmentirane samo njihove glave. Skokuni pokazuju gotovo iste uzorke boja kao gujavice: pigmentirane vrste žive na površini tla, a nepigmentirane vrste žive unutar tla [3]. Naposljetku, kornjaši mogu imati puno prekrasnih uzoraka boja, posebno oni iz roda Carabus. Živopisne boje mogu odbiti njihove predatore ptice ili im pomoći u mimikriji u njihovom okolišu.

Oblik usta

Još jedna bitna razlika između naše tri skupine je njihov oblik usta. Kornjaši imaju snažne čeljusti koje mogu imati različite oblike i veličine ovisno o onome što najčešće jedu. Primjerice, neke vrste imaju jako duge čeljusti koje se protežu prema naprijed kako bi dosegle unutrašnjost ljuštura puževa. Skokuni imaju mala usta koja im omogućuju konzumaciju gljivica koje rastu na lišću i malih komadića samih listova, stvarajući prekrasne, skeletirane odumrle listove. Gujavice nemaju čeljusti, ali njihovi mišićavi želuci dovoljno su snažni da zdrobe tlo i lišće koje jedu.

OSOBINE ORGANIZAMA TLA SU UKAZUJU NA NJIHOVE VAŽNE ULOGE

Pažljiva promatranja osobina organizama tla mogu puno reći ekolozima tla o tome što organizmi jedu, gdje žive i u kakvoj su interakciji sa svojim okolišem (Slika 3). Djelovanje organizama tla izuzetno je važno za održavanje zdravog tla. Ti organizmi mogu promijeniti fizičku strukturu tla stvaranjem hodnika, dodavati hranjive tvari u tlo razgradnjom odumrlog lišća i pomoći u kontroliranju populacija drugih organizama u tlu [4]. Pogledajmo važne uloge koje imaju naša tri primjera organizama.

Guavice igraju ključnu ulogu u održavanju zdravog tla svojom intenzivnom aktivnošću kopanja hodnika. Vrste guavica koje žive u tlu kreću se kroz njega, jedući hranu koju tamo pronađu i miješajući čestice tla s komadićima odumrlog lišća. Kretanjem stvaraju puno hodnika kroz koje zrak i voda mogu lakše cirkulirati [5], pomažući drugim organizmima u tlu piti i disati, te pomažući korijenju biljaka u rastu. Neke velike guavice stvaraju dug, širok, okomit hodnik (vrlo sličan dimnjaku). Druge stvaraju tanje hodnike, ali i dalje snažno doprinose miješanju tla. Guavice su stoga prilično važne za smanjenje poplava i erozije tla, te za poboljšanje zdravlja tla.

Skokuni također igraju ključne uloge u tlu, posebno recikliranjem hranjivih tvari iz odumrlog lišća, što pomaže u rastu biljaka. U nekim slučajevima, skokuni mogu doseći gustoću od 10-100.000 jedinki po m²! Mogu konzumirati vrlo velike količine otpalog lišća i mikroorganizama (poput gljivica i bakterija). Nakon obroka, proizvode puno malih fecesnih kuglica sastavljenih od vrlo sitnih dijelova odumrlog lišća pomiješanih s vodom. Fecesne kuglice su savršen obrok za mikroorganizme, koji će nastaviti pretvarati odumrlo lišće u hranjive tvari koje biljke mogu koristiti. Recikliranje hranjivih tvari koje obavljaju skokuni i mikroorganizmi izuzetno je važno za ekosustave i rast biljaka. Kornjaši imaju raznolike prehrambene navike, ali mogu biti predatori koji se hrane raznovrsnim plijenom, od malih lisnih ušiju do većih puževa. Vrste kornjaša su specijalizirane za plijen koji jedu; primjerice, vrsta Cychrus caraboides hrani se samo puževima. Neki kornjaši love male skokune zahvaljujući dobro razvijenim očima (Slika 3). Kornjaši su važni za reguliranje populacija drugih životinja. Na primjer, u usjevima se hrane štetnicima koji bi inače oštetili usjeve. Poljoprivrednici stoga mogu koristiti kornjaše umjesto kemikalija za borbu protiv štetočina. To se naziva biološka kontrola, jer koristi prirodne interakcije predatora i plijena između organizama za kontrolu štetočina. Važno je održavati visoku raznolikost kornjaša u ekosustavu jer se sve vrste ne hrane istim plijenom. Kornjaši se razlikuju po veličini tijela, vrsti usta i veličini, lovačkim strategijama i vrsti plijena, što su važne osobine koje ekolozi tla često razmatraju kako bi bolje razumjeli odnose između beskralježnjaka tla i njihovog okoliša.

ZAKLJUČAK

Organizmi tla izuzetno su raznovrsni po obliku i ponašanju. Ekolozi tla istražuju čudesni svijet tla i imaju priliku otkriti nove vrste i nove osobine. Promatranjem karakteristika vrsta koje pronađu, znanstvenici koji proučavaju tlo mogu bolje razumjeti interakcije između organizama i ekosustava. Ukupno gledajući, brojne uloge koje širok spektar organizama u tlu obavlja su komplementarne i temeljne za održavanje zdravog tla. Stoga je vrlo važno očuvati bioraznolikost tla, koja se suočava s sve većim utjecajem ljudskih aktivnosti poput intenzivne poljoprivrede i klimatskih promjena. Podizanje svijesti javnosti o važnosti organizama u tlu i poboljšanje našeg znanja o bioraznolikosti tla biti će ključno za smanjenje našeg utjecaja na nevjerojatne ekosustave koji se nalaze pod našim stopalima.

ZAHVALA

Autori zahvaljuju TEBIS konzorciju (http://www.reseau-tebis.fr/) i raznim nevladinim organizacijama, poput Les petits debrouillards (https://www.lespetitsdebrouillards.org) i CARABES (https://assocarabes.com), s kojima autori surađuju kako bi podigli svijest građana i potaknuli zaštitu tla i njihove bioraznolikosti. Autori također zahvaljuju Morgane Arietti Ganault na kvaliteti detaljnih crteža, mentoru i mladim recenzentima na sugestijama koje su poboljšale kvalitetu rukopisa, te Susan Debad na pomoći s engleskom sintaksom koja je unaprijedila jasnoću rukopisa.

POJMOVNIK

BESKRALJEŠNJACI
Mali organizmi koji nemaju unutarnji kostur, kao što su kukci, kolutićavci ili mekušci.

BIORAZNOLIKOST TLA
Raznovrsnost oblika života u tlu. Može se mjeriti brojem vrsta, obilježja ili gena ovih organizama.

EKOLOG TLA
Mali organizmi koji nemaju unutarnji kostur, kao što su kukci, kolutićavci ili mekušci. Znanstvenik koji proučava organizme u tlu, njihove interakcije s okolišem i njihovu ulogu u funkcioniranju tla.

OSOBINA
Svaka karakteristika koja se može izmjeriti na jedinki kako bi se opisala njezina forma, sposobnost kretanja, prehrana, ponašanje ili strategija reprodukcije.

BERLESE-OVA METODA
Postupak za izdvajanje organizama malih veličina iz lišća i uzoraka tla sušenjem i prikupljanjem organizama koji migriraju kroz uzorak i padaju u staklenku.

VRSTA
Pojedinačni organizmi koji pripadaju istoj vrsti mogu proizvesti plodno potomstvo. To je najčešće korištena jedinica za opisivanje života na Zemlji. Svi ljudi pripadaju istoj vrsti, ali postoji jako puno vrsta organizama u tlu.staklenku.

UV SVJETLO
Dio sunčevih zraka koje su nevidljive golim okom i mogu izazvati opekline od sunca.

LITERATURA

1. Orgiazzi A, Bardgett R D, Barrios E, Behan-Pelletier V, Briones MJI, Chotte JL, De Beyn GB, Eggleton P, Fierer N, Fraser T, et al. Global soil diversity atlas. European Union. Luxembourg (2016). Available at: esdac.jrc.ec.europa.eu/public_path/JRC_global_soilbio_atlas_online.pdf [Accessed April 28, 2020]
2. Bottinelli N, Hedde M, Jouquet P, Capowiez Y. An explicit definition of earthworm ecological categories – Marcel Bouché’s triangle revisited. Geoderma (2020) 372:114361. doi:10.1016/j.geoderma.2020.114361
3. Potapov AA, Semenina EE, Korotkevich AYu, Kuznetsova NA, Tiunov AV. Connecting taxonomy and ecology: Trophic niches of collembolans as related to taxonomic identity and life forms. Soil Biology and Biochemistry (2016) 101:20–31. doi:10.1016/j.soilbio.2016.07.002
4. Pey B, Nahmani J, Auclerc A, Capowiez Y, Cluzeau D, Cortet J, Decaëns T, Deharveng L, Dubs F, Joimel S, et al. Current use of and future needs for soil invertebrate functional traits in community ecology. Basic and Applied Ecology (2014) 15:194–206. doi:10.1016/j.baae.2014.03.007
5. Capowiez Y, Bottinelli N, Sammartino S, Michel E, Jouquet P. Morphological and functional characterisation of the burrow systems of six earthworm species (Lumbricidae). Biology and Fertility of Soils (2015) 51:869–877. doi:10.1007/s00374-015- 1036-x
6. Rusch A, Birkhofer K, Bommarco R, Smith HG, Ekbom B. Predator body sizes and habitat preferences predict predation rates in an agroecosystem. Basic and Applied Ecology (2015) 16:250–259. doi:10.1016/j.baae.2015.02.003

UREDIO: Rémy Beugnon, German Centre for Integrative Biodiversity Research (iDiv), Germany

NAVOD: Ganault P, Beaumelle L and Auclerc A (2021) IZGLED ORGANIZAMA TLA MOŽE NAM POMOĆI U RAZUMIJEVANJU NJIHOVE VAŽNOSTI. Front. Young Minds 9:562430. doi: 10.3389/frym.2021.562430

CONFLICT OF INTEREST: The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.

COPYRIGHT © 2021 Ganault, Beaumelle and Auclerc. This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.

MLADI RECENZENT

GIULIA, DOB: 13
Ja sam Giulia. Imam 13 godina. Volim ići u školu, a omiljeni predmet mi je engleski. U slobodno vrijeme volim se igrati sa svojim psom, igrati tenis i jahati konja. Ljeti se volim igrati u svojem malom bazenu sa prijateljima i voziti sa svima zajedno bicikl po gradu. Zimi, pak, jako volim skijati s roditeljima i našim susjedima.

AUTORI

PIERRE GANAULT
Tijekom svake šetnje u prirodi, ne mogu odoljeti prevrtanju panjeva i kamenja ili  pretraživanju po odumrlom lišću kako bih vidio koje divne životinje mogu pronaći skrivene tamo. Ova znatiželja dovela me do proučavanja bioraznolikosti tla i doktorata o reakciji mješavine vrsta drveća na beskralježnjake tla te ulozi ovih životinja u procesima tla. Također surađujem s udrugama kako bih smanjio jaz između znanstvenika i građana, kako bismo svi zajedno mogli proučavati, bolje razumjeti i zaštititi stvorenja koja žive u tlu. *pierre.ganault@gmail.com

LÉABEAUMELLE
Ja sam poslijedoktorand na Francuskom nacionalnom institutu za poljoprivredu u Bordeauxu. Moje istraživanje usmjereno je na bolje razumijevanje utjecaja ljudskih aktivnosti na bioraznolikost i funkcioniranje tla. Tijekom doktorata u Versaillesu proučavala sam odgovor gujavica na onečišćenje teškim metalima. Proširila sam istraživanje tijekom poslijedoktorata u Francuskoj i Njemačkoj istražujući učinke različitih onečišćivača, odgovor cijelih zajednica organizama u tlu i posljedice promjena u bioraznolikosti na procese u ekosustavima.

APOLLINE AUCLERC
Ja sam docentica za ekologiju tla i biologiju na Sveučilištu u Lorraineu u Francuskoj, Nancy. Moje istraživanje je usmjereno na razumijevanje kako urbani i industrijski ekosustavi tla mogu pružiti iznenađujuće visoku razinu bioraznolikosti proučavajući kako se beskralješnjaci poput gujavica, kukaca, paukova, stonoga i slično, prilagođavaju posebnim karakteristikama tih tala koja su pod utjecajem ljudi. Također razvijam alate koji pomažu građanima da podignu svijest o kvaliteti tla i njegovoj nepoznatoj bioraznolikosti.

PRIJEVOD

DAVORKA K. HACKENBERGER
Department of Biology, University of Osijek

FUNDING (TRANSLATION)

The team Translating Soil Biodiversity acknowledges support of the German Centre for integrative Biodiversity Research (iDiv) Halle-Jena-Leipzig funded by the German Research Foundation (DFG FZT 118, 202548816).