Jak funguje les by knihykazda

FUNGUJE LES? JAK

POZNEJTE SVĚT DÍKY LESŮM

Úžasné postřehy o lese, lidech i naší budoucnosti

Publikováním této knihy podporujeme projekt bukového pralesa Wohllebenovy LESNÍ

AKADEMIE v regionu Eifel.

V ryze přírodním stavu by bylo 90 procent plochy Německa pokryto lesem. Povětšině by šlo o bukové či smíšené lesy s převahou buků a dubů. Staré bukové lesy jsou deštnými pralesy Evropy – a právě tak jako s tropickými porosty to i s nimi vypadá velice špatně. Bukové lesy starší než 180 let zabírají pouze 0,16 % celkové rozlohy země. Porosty, které jsou součástí našeho pralesního projektu, důsledně chráníme, abychom je zachovali pro budoucí generace.

V chráněných lesních oblastech regionu Eifel se ve starých lesích přirozeným způsobem ukládá oxid uhličitý, což ulehčuje klimatu. Projekt současně hraje důležitou roli z hlediska zachování biodiverzity.

Zachránci lesa

Chráníme les VÍCE INFORMACÍ O NAŠICH AKTIVITÁCH wohllebens-waldakademie.de/ludwig.verlag

Obsahuje-li tato publikace odkazy na webové stránky třetích stran, neneseme za jejich obsah žádnou odpovědnost, protože je nepřijímáme za své, ale pouze odkazujeme na jejich stav v době prvního zveřejnění.

Vydalo Nakladatelství KAZDA, s.r.o., v roce 2024.

Nové sady 2, 602 00 Brno www.knihykazda.cz info@knihykazda.cz tel.: +420 725 565 486

Původní vydání: Waldwissen: Vom Wald her die Welt verstehen. Erstaunliche Erkenntnisse über den Wald, den Menschen und unsere Zukunft od Petera Wohllebena a Pierra L. Ibische

1. vydání

Překlad: Magdaléna Havlová

Odborná korektura: Vojtěch Zavadil

Odpovědný redaktor: Marek Chvátal

Návrh obálky: Pavel Ševčík

Autor fotografie: nature78

Fotobanka: Depositphotos.com

Sazba: Artedit spol. s r. o., Praha Tisk a vazba: Iva Vodáková – Durabo, Čelákovice

ISBN: 978-80-7670-151-9

Tato kniha je ve výhradní distribuci EUROMEDIA GROUP, a.s.

OBSAH

Úvodem ...................................................................................................

právě les?

Les je víc než jen úhrn stromů.....................................................23

Lesy jsou systémy ...................................................................................24

Lesy jsou nepředvídatelné

Mnoho částí, ještě více interakcí

Biodiverzita: Rozmanitost života

Vliv „nemrtvých“ aktérů

Komplexita nevypočitatelná, překvapující, podceňovaná .......................38

Všichni jsou důležití, avšak některé komponenty jsou důležitější ..........

Ani pořádek nic neřeší ............................................................................47

Chaos a tvůrčí destrukce ........................................................................

Přírodu nelze předvídat ani řídit. Proč?...................................................52

„lesní organismus“

a dealeři

Všichni jsme lišejníky: O metaorganismech a holobiontech ...................

Nepochopitelné a podceňované: Rostliny a jejich mikrobiomy ...............

E pluribus unum: Les jako organismus?

Počítačová síť: Les zpracovává informace

Informace ve správný čas na správném místě

Život jako management informací

Dobrá paměť je i otázkou věku

Čeho je moc, to mnohdy málo pomáhá 87

Informace, pohlavní rozmnožování a biologická zdatnost 90

Od komunikace k funkci… a inteligenci ................................................ 92

Všechno je energie 95

Získávat, využívat a ukládat energii, aniž bychom se ocitli v plamenech 95

Je to všechno nakonec k ničemu? 96

Lesy jako stroje času 98

Hospodaření s omezeným množstvím energie – eficience, suficience a resilience

Stavitelé uhlíkového světa ..................................................................... 116

Proč vlastně uhlík? ................................................................................ 116

Váha a výška, mládí a stáří ...................................................................

Živí nebo mrtví

Když dřevo práchniví, les žije

Lesní fyzika: Lesy jako vodní nádrže a klimatizace

Na počátku byla voda

Lesní vod(árn)y .....................................................................................125

Síla „zelené vody“ .................................................................................130

Výrobci deště a počasí: Létající řeky a lesní pumpy .............................

Ekosystém – sousedství a vztahy na dálku

Lesy pro lidi, lidé pro lesy

Socioekologické systémy: prostě jen sociální a ekologické? 145

Ekonika: Učme se od lesa, jak hospodařit 148

Člověk a les – krátká historie dlouhého vztahu ..................

Slova lesa

Obrazy lesa

Lesní pojmosloví a otázka systému

Pojmosloví jako program

Oddělení a porosty: Rozčleňování a stavění lesa

Les blízký přírodě – něco jako dýmovnice?

Od lesního organismu k ekosystému

Co prospívá lesu a člověku ..........................................................

Co přispívá zdraví lesa?

Prostor a čas

Proč les stůně? .......................................................................................

Užívání dřeva a lesní hospodářství ........................................................

Nebezpečí požáru a nejenom to: Tak trochu jiné hrozby

Domov, fabrika, či les? Rozvoj sídlišť a průmyslu .................................

Pro nás potrava, pro biosféru jed: Zemědělství ......................................

Pohonné látky civilizace: Výroba energie a těžba surovin .....................

Potrhané a rozřezané: Dopravní infrastruktura, informační a energetické kanály

Člověk kazisvět? Jiné zdroje než dřevo, jejich využívání a další aktivity v lese

223

Na suchu: Změny vodního režimu krajiny 223

Systémy v plamenech: Změny přirozeného režimu ohně

Invazivní a jiné problematické druhy

Odpad: Bod zvratu

Lidmi rozpoutaná klimatická krize a údajná adaptace

Největší hrozící pohroma: Klimatická změna a body zvratu

Dobře míněno, avšak… Ochrana klimatu a adaptace na klimatickou změnu

„Choroby“ lesa a jejich příčiny

Pacient les – a co je s jeho ošetřovateli?

Trauma lesního hospodářství: Ztráta významu

Můj les, můj majetek, moje právo?

Nedostatek vědění, (s)vědomí a jistoty

Nová definice rozvoje .............................................................................

Kdo jsme a co bychom měli chtít

Co je dobrý život? 264

Přínosy ekosystémů jako základ lidského blaha 265

Člověk a les: O žití a cítění 266

Proč obhospodařovat les? ........................................................... 273

Komu slouží obhospodařování lesa? 274

Znejistění jako výzva 275

O vědění a hospodaření 276

Sociálně ekologické aspekty hospodaření a šetření 278

Cíle a měření hospodářského úspěchu .................................................... 278

Hospodaření a rizikový management ..................................................... 288

Evidence a hodnocení lesních ekosystémů a jejich obhospodařování .................................................................... 290

Chytřejší díky zkušenostem: (Ne)vědění a adaptivní přínosů ekosystému 292

Otázka spravedlnosti: Sociálně ekologická lesní governance 293

Čtyři hraniční linie ve vztahu k lesu: Aktuální výzvy a úkoly 294

Organizace a kontrola lesního provozu 297

Komunikace a účast 298

Sociálně ekologická lesní politika 299

20 principů sociálně ekologického obhospodařování lesa – manifest ............................................ 303

Nový kompas pro les – orientace na cestě 307

Hlad po dřevě: Podpora zásobovacích přínosů ekosystému .................

Jak dostat dřevo z lesa?

stromy ...........................................................................................

Hříšní brouci a obětní beránci ................................................................

Péče pilou?..............................................................................................

Kácet ano, ale s mírou ............................................................................ 329

Od luk a plantáží zpět ke skutečnému lesu

Dřevo není všechno: Podpora regulačních přínosů ekosystému 337

Cestou necestou 338

Výsadba 341

Lesní lázně a tak dále: Podpora kulturních přínosů ekosystému ......... 344

Zpřístupnění a technika 345

Výsadba a péče 345

Konec lovu aneb Když lesní zvěř není plachá 346

Motorová pila versus turistika 348

A co tu máme pro turisty? 353

Lesní hospodářství výhradně jen v lese? ............................................... 355

Budoucnost: Jak by to mohlo a mělo pokračovat? 359

Jinak než radikálně to nepůjde! 362

Za klimatické scelování krajiny ............................................................ 365

Transformovat strach a smutek 368

Vědět o lese a cítit les: Naděje na závěr ................................................. 369 Poznámky ...............................................................................................

Zdroje vyobrazení ..................................................................................

Mechanismy Doložené příklady zmírňování stresu rostlin

Fyzikální změna prostředí

Uvolňování rostlinných hormonů

• Sloučeniny z cukru a proteinů (glomalin), vysokomolekulární sloučeniny z cukrů (exopolysacharidy) a biofilmy hub a bakterií zvyšovaly stabilitu půdních agregátů i vlhkost v prostoru kořenů (rhizosféra), což zvyšuje pravděpodobnost přežití, navyšuje biomasu rostlin v době sucha a zlepšuje klíčení při stresu zapříčiněném solí.1

• Bakteriální biofilmy snižovaly přijímání a absorpci jedovatého arzenu v rostlinných tkáních a stimulovaly růst dotyčných rostlin.2

• Hormony kořenových bakterií (auxiny) podporovaly produkci enzymů, které vážou uhlík (RuBisCO), a nízkomolekulárních látek (osmolytů) zvyšujících toleranci vůči suchu a stimulovaly růst kořenů za vlhka.3

• Bakteriální růstové hormony (cytokininy) zvyšovaly relativní obsah vody, vodní potenciál listů a produkci kořenových výměšků v době sucha.4

• Hormony hub žijících v rostlinách (gibereliny) regulovaly hladinu hormonů, což vedlo k vyšší produktivitě při stresu ze soli a sucha.5

• Bakteriální hormony (kyselina abscisová) zvyšovaly obsah důležitých aminokyselin (prolin) i fotosyntetických a před světlem chránících (fotoprotektivních) pigmentů, čímž redukovaly ztrátu vody u rostlin v době sucha.6

• Tvorbu enzymů obstarávající geny v bakteriích (ACC deamináza) posilovaly růst kořenů a odolnost vůči původcům chorob.7

Ovlivňování exprese rostlinných genů

Přijímání živin rostlinami

• Těkavé bakteriální organické sloučeniny vyvolávaly „indukovanou systémovou rezistenci“ vůči původcům chorob.8

• Bakterie zvyšovaly produkci různých enzymů zachycujících reaktivní sloučeniny kyslíku, stimulovaly fotosyntézu a posilovaly toleranci rostlin vůči deficitu vody, obsahu soli a jedovatým těžkým kovům.9

• Obsah dusíku ovlivňující enzymy kořenových bakterií (nitrogenázy) navyšovaly biomasu a obsah dusíku při zátěžích způsobovaných solí.10

• Bakteriální proteiny a enzymy (mj. fosfatázy) navyšovaly biomasu rostlin a celkový obsah fosforu při jeho nedostatku v kyselých půdách a při stresu způsobovaném solí.11

• Různé bakteriální enzymy (ferripyoverdiny) zmírňovaly ztrátu barvy listů (chloróza z nedostatku železa).12

(podle Angulo et al. 2022)13

1 Q. S. Wu et al. (2008): Improved soil structure and citrus growth after inoculation with three arbuscular mycorrhizal fungi under drought stress. European Journal of Soil Biology 44: 122–128.

V. Sandhya et al. (2009): Alleviation of drought stress effects in sunflower seedlings by the exopolysaccharides producing Pseudomonas putida strain GAPP45. Biology and Fertility of Soils 46: 17–26.

2 I. Mallick et al. (2018): Effective rhizoinoculation and biofilm formation by arsenic immobilizing halophilic plant growth promoting bacteria (PGPB) isolated from mangrove rhizosphere: A step towards arsenic rhizoremediation. Science of the Total Environment 610–611: 1239–1250.

3 R. Defez et al. (2017): Improved drought stress response in alfalfa plants nodulated by an IAA overproducing Rhizobium strain. Frontiers in Microbiology 8: 2466. A.Y. Kim et al. (2017): IAAproducing Klebsiella variicola AY13 reprograms soybean growth during flooding stress. Journal of Crop Science and Biotechnology 20: 235–242.

4 F. Liu et al. (2013): Cytokininproducing, plant growthpromoting rhizobacteria that confer resistance to drought stress in Platycladus orientalis container seedlings. Applied Microbiology and Biotechnology 97: 9155–9164.

5 M. Waqas et al. (2012): Endophytic fungi produce gibberellins and indoleacetic acid and promotes hostplant growth during stress. Molecules 17: 10754–10773.

6 A. C. Cohen, R. Bottini, M. Pontin, F. J. Berli, D. Moreno, H. Boccanlandro, C. N. Travaglia, P. N. Piccoli (2015): Azospirillum brasilense ameliorates the response of Arabidopsis thaliana to drought mainly via enhancement of ABA levels. Physiologia Plantarum 153: 79–90.

7 C. Wang et al. (2000): Effect of transferring 1aminocyclopropane1carboxylic acid (ACC) deaminase genes into Pseudomonas luorescens strain CHA0 and its gacA derivative CHA96 on their growthpromoting and diseasesuppressive capacities. Canadian Journal of Microbiology 46: 898–907.

8 B. Lee et al. (2012): Induced resistance by a longchain bacterial volatile: Elicitation of plant systemic defense by a C13 volatile produced by Paenibacillus polymyxa. PLoS ONE 7: e48744.

9 M. A. Gururani et al. (2013): Plant growthpromoting rhizobacteria enhance abiotic stress tolerance in Solanum tuberosum through inducing changes in the expression of ROSscavenging enzymes and improved photosynthetic performance. Journal of Plant Growth Regulation 32: 245–258.

10 L. Benidire et al. (2017): Effects of Rhizobium leguminosarum inoculation on growth, nitrogen uptake and mineral assimilation in Vicia faba plants under salinity stress. Journal of Agricultural Science and Technology 19: 889–901.

11 R. Rubio et al. (2002): Plant growth responses in natural acidic soil as affected by arbuscular mycorrhizal inoculation and phosphorus sources. Journal of Plant Nutrition 25: 1389–1405.

12 G. V. T. Tchakounté et al. (2020): Selected rhizosphere bacteria help tomato plants cope with combined phosphorus and salt stresses. Microorganisms 8: 1844.

13 V. Angulo et al. (2022): Plant–microbe ecoevolutionary dynamics in a changing world. New Phytologist 234(6): 1919–1928.

Prostě nejen ginkgo samotný

Na příkladu původně z Číny pocházejícího a také v evropských městech s oblibou pěstovaného stromu jinanu dvojlaločného (Ginkgo biloba) se zkoumaly endofytické houby a bakterie i jejich působení v listech.1 Přitom vyšlo najevo, že koncentrace určitých látek v listech jednoznačně souvisí s přítomností jistých mikroorganismů. Silnější zastoupení aktinobakterií znamenalo například méně flavonoidů, více chlorofylu B a superoxid dismutázy a rovněž nižší obsah vody. 2 Více sinic (cyanobakterií) v listech jinanu zase signalizovalo více vody a méně chlorofylu B. Superoxid dismutáza je měď obsahující enzym, který redukuje agresivní sloučeniny kyslíku v buňkách, jinak řečeno antioxidant, který se mimochodem užívá i jako lék. 3 Za antioxidanty, a tudíž zdraví prospěšné substance se považují i flavonoidy. Ne nadarmo se ginkgo těší pověsti důležité léčivé rostliny.

Koncentrace antioxidantů se během vývoje listů jinanu mění a v průběhu času se ty či ony mikroby vyskytují častěji nebo méně často. Rostlina ovlivňuje látkami, jež jsou v ní obsaženy, sestavu svých společníků v listech. Na druhé straně působí zase mikroorganismy na vlastnosti rostliny a látky, které se v ní ukládají. Mohou mimo jiné zvýšit koncentraci flavonoidů.

Zdá se, že flavonoidy v listech jinanu nejprve podporují bakterie Deinococcus, které následně samy tyto látky produkují, takže tu funguje zpětná vazba. Vypadá to, že zvýšení počtu bakterií Bacillus zase stimuluje růst listů jinanu. Je tu tedy dynamická vzájemná souhra mikrobiomu s fyziologickými procesy v listech, přičemž množství bakterií a látek, které v sobě listy shromažďují, se neustále mění. Pod povrchem listů jinanu vládne mnohem větší dynamika, než si kdokoliv v minulosti dokázal představit.

1 Y. Deng et al. (2021) Endophytic bacterial communities of Ginkgo biloba leaves during leaf developmental period. Frontiers in Microbiology, Section Microbe and Virus Interactions with Plants: 10.3389/fmicb.2021.698703.

2 Tamtéž.

3 DocCheck Flexikon (2017): Superoxiddismutase. https://lexikon.doccheck.com/de/Superoxiddismutase (poslední přístup 6. 11. 2022).

Mikroby mohou zvyšovat toleranci rostlin

vůči změnám klimatu

( podle van der Heijden et al. 2015 )1

1 M. G. A. van der Heijden et al. (2015): Mycorrhizal ecology and evolution: The past, the present, and the future. New Phytologist 205: 1406–1423.

Tak jako v případě jinanu je i skladba dobře prozkoumaných mikrobiomů topolu velice dynamická a stále se mění,203 mimo jiné i s ohledem na dostupnost živin, jako jsou cukr a dusík. Rostlina také dokáže přítomnost a složení svých mikrobiomů do jisté míry sama řídit, třeba tím, že kořeny vylučuje takzvané exsudáty.204 Tyto výměšky obsahují nejenom potravu pro houby a bakterie, ale i látky plnící signální funkce (například flavonoidy nebo strigolaktony). Díky těmto látkám si rostliny dovedou zajistit pomoc: přilákané bakterie produkují kupříkladu antibiotika, potlačující původce chorob.205 Rostliny si všechno to krmení, stimulaci, ale i potírání půdních organismů musí zaplatit. Do podzemních chemických koktejlů investují 5–20 % fotosyntézou získané energie. To ovlivňuje myriády organismů. Jeden gram půdy kolem kořenů rostliny – rhizosféra –může obsahovat miliony až biliony bakterií, desetitisíce jednobuněčných organismů, stovky hlístic a statisíce až miliony hub, což obnáší 5–25 kilometrů houbových vláken. 206 Poznatek, že rostliny ovlivňují organismy v půdě různými látkami, byl publikován už v roce 1904, 207 tehdy ovšem ještě nikdo netušil, kolik rozličných substancí při tom hraje roli, ani to, že půdní organismy také dokážou za pomoci vylučovaných látek přimět kořeny rostlin k různým reakcím.208

Některé půdní organismy, třeba bakterie, fungují jako včasný alarm a upozorňují rostliny na hrozící útoky. Potenciální oběti pak aktivují svůj obranný systém. Tato spolupráce se rostlinám vyplácí, musí totiž svoji obranu mobilizovat jen tehdy, když je zapotřebí. Tím se ušetří spousta cenné energie a hodnotných látek. Odborníci hovoří o indukované systémové rezistenci.209

V případě huseníčku rolního (chudiny rolní, Arabidopsis thaliana), „laboratorní krysy“ výzkumu rostlin, ale i u rajčat byly odhaleny komplexní řetězce reakcí:210 jakmile se objeví nemoc způsobující houba Botrytis cinerea neboli plíseň šedá, spustí vřeckovýtrusné houby zelenatky (Trichoderma) v půdě poplach tím, že vyšlou těkavé látky (takzvané jasmonáty), které v rostlině vybudí dvojnásobnou aktivaci obrany proti nepříteli. Tím, že se zapne určitý genetický program, přijímají kořeny rostlin více železa, které posiluje obranyschopnost. Avšak to ještě nestačí: těkavé signální látky hub rodu Trichoderma současně vyvolají obranné reakce vysoko nahoře v tkáních listů dotyčné rostliny, v místě, kde do ní původci chorob vstupují.

Přestože dosud nebyly vystopovány všechny modality souhry rostlin s mikroorganismy, je nasnadě, že se takové komplexní vztahy navazují a udržují. Stále přibývají objevy, které nám ukazují, jaký vliv mají mikroby na zdraví flóry.211 U topolů už je doloženo, že kořenové houby mohou zapínat a vypínat geny.212

Když přemýšlíme o soužití stromů a rostlin obecně s jejich mikrobiomy, neměli bychom přitom zapomínat na živočichy. Jednotlivé mikroorganismy navíc vstupují do interakcí nejen se svými „nositeli“, nýbrž pokaždé i mezi sebou. Mikroby se vzájemně ovlivňují už prostřednictvím přečetných látek, které produkují.

Výměšky jedněch se stávají zdroji pro druhé. Vytvářejí se stabilní spojenectví mikrobů, kteří spolu a ze sebe navzájem dobře žijí. 213 Na základě nových poznatků mikrobiologie bude patrně nutno poopravit některé zdánlivě ověřené teorie, třeba ohledně koloběhu živin. Autoři jedné z novějších studií například píší: „ Klasický koloběh dusíku, sestávající z jednotlivých procesů, které na sebe uspořádaně navazují, neexistuje. V přírodě vytvářejí mikroorganismy komplexní sítě, navzájem propojené reakcemi přeměňujícími dusík.“ 214

Kdo už komplexitu života tak trochu poznal, ten se divit nebude: nejen struktury v ekosystémech jsou komplexnější, než jsme si dlouho mysleli, funkcí se to samozřejmě týká také. A právě tak jako se denně objevují a popisují nové druhy a formy života, platí to i pro nové cesty metabolismu a proměn. Autoři zmíněné studie nakonec ještě konstatují: „ Jestliže se z posledních desetiletí výzkumu můžeme něco naučit, pak je to fakt, že mikroorganismy nedbají hranic.“ 215

Ekologické podmínky vytvářejí rámec pro komplexní dialogy mezi všemi partnery rostlinných holobiontů 21 –rostlinami, bakteriemi, archei, viry, houbami. Tyto přečetné vztahy vedou ke stále častějším interakcím, k regulaci a organizaci v ekosystému. Z evolučního hlediska je důležitou zprávou, že sebeoptimalizace probíhá i na vyšších systémových úrovních. Nejde tedy o „sobecký gen“, který přiměje jednotlivé organismy k tomu, aby se prosazovaly na úkor zbytku světa, nýbrž o samotným životem organizované postupné zlepšování životních podmínek jako takových. Tak si půda s mikrobiomem, který úspěšně dopomohl určité rostlině k tomu, aby zůstala zdravá, tuto vlastnost uchová, takže z ní budou rostliny, které tam v příštích

Deštný prales v Národním parku Nyungwe ve Rwandě patří k druhově nejbohatším v Africe.

(Tobias Wohlleben, září 2022)

v jiném světle. Tím podivnější je, že souvislosti mezi energií, exergií a výkonností ekosystému, které tady popisujeme, většina lidí obhospodařujících lesy nechává prakticky bez povšimnutí. 295 Znají potravní řetězce, avšak nevidí lesy jako výkonné bioreaktory. Také se nebilancuje, kolik energie si les pro sebe shromažďuje a kolik z ní jeho využívání odčerpává. Lidé zasahují do systému, který existuje jenom díky tomu, že šetrně nakládá s energií, živinami a vodou. To ale lesní hospodářství prakticky přehlíží. Možná i proto tak často směřuje proti přirozenosti ekosystémů.

Při zacházení s lesem se mnohdy postupuje velice jednoduše. Kdybychom se tázali na obsah energie v lese, jistě by leckomu přišla na mysl především výhřevnost dřeva. Tato hodnota nicméně nezrcadlí výkonnost lesního ekosystému ani náznakem. To ukazuje porovnání s odpovídajícím množstvím ropy, které má stejně kalorií.

Les toho skutečně umí mnohem víc než jen proměňovat bioenergii v teplo. Funguje kupříkladu i jako klimatizace a vodní čerpadlo, dokáže vytvářet plodné půdy a zabraňovat sesuvům nebo je alespoň zbrzdit, ví, jak se rozšířit a pokrýt další kus krajiny stromy a jiným rostlinstvem. Dokáže se sám obnovovat, a dokonce přizpůsobovat změněným ekologickým pod

mínkám. Kdybychom do krajiny vylili zmíněnou dávku ropy, nic z toho by nenastalo. Co má les navíc oproti hromadě dřeva či uhlí? Je to životní energie, síla k organizaci sebe sama a zplození emergentních vlastností, schopnost přetvářet půdu i krajinu a mít tak vliv na radiační a klimatickou rovnováhu. Lze tuto energii fyzikálně popsat? Kde tato doplňková energie ekosystému mimo čistou látku vězí? Dopluli jsme snad do vod ezoteriky? Bez obav, žádné tajné nadsmyslové vědění se tu prezentovat nebude. Zůstaneme u fyziky.

Ekosystémy jsou bioreaktory přeměňující energii –transformují světlo na biochemickou energii ve formě organických molekul, jako jsou cukry, tuky a bílkoviny. To mohou vykonávat, dokud jsou fungujícími komplexními systémy, jejichž jednotlivé části produkují informace, které pak jsou předmětem vzájemné výměny a přeměny.

Lesy a jiné ekosystémy nám zajišťují budoucnost, protože po celé miliony let uchovávaly a dále rozvíjely poznatky, a tím i řešení, díky nimž my všichni můžeme na této planetě žít. Tím pádem je třeba brát informace uložené v ekosystémech a komplexitu struktur zpracovávajících tyto informace v úvahu, jestliže chceme vyčíslit systémový energetický potenciál

Ekosystémy znehodnocují energii

Půl století po novátorských úvahách Alfreda Lotky k termodynamice to byl americký ekolog Eugene Odum, který roku 1969 začal o ekologii zvlášť intenzivně uvažovat z hlediska energie.1 Rusko belgický fyzik, chemik a filosof Ilja Prigogine obdržel v roce 1970 Nobelovu cenu za teorii, která změnila (nebo, lépe řečeno, bývala by měla změnit) náš pohled na přírodu. Bylo to v době, kdy výzkum komplexních systémů dospěl ke svému prvnímu vrcholu. Několik let předtím uveřejnil Ludwig von Bertalanffy svoji „Všeobecnou teorii systémů“ (Allgemeine Systemtheorie). Badatelé si kladli otázku, proč existují systémy, které se samy organizují, a proč k tomu dochází. Ilja Prigogine ukázal nejprve s platností pro chemické sloučeniny a pak také pro ekosystémy, že jejich schopnost vytvářet z chaosu řád pramení z toho, že přijímají energii a znehodnocují ji. 2

Tento proces se nazývá disipace energie. Molekuly, živé organismy či ekosystémy jsou disipativní systémy, které vstřebávají energii, následně ji znehodnocují a vytvářejí tak entropii.

1 E. P. Odum (1969): The strategy of ecosystem development. Science 164: 262–270.

2 G. Nicolis, I. Prigogine (1977): Selforganization in nonequilibrium systems. From dissipative structures to order through fluctuations. New York, Wiley.

a výkonnost. Pojem eko exergie zahrnuje podle vědců biomasu, informaci a síť ekosystému.296

Eko exergii lze také popsat jako všechno to, co je potřeba, aby si existující systém zachoval svoje funkce. Tím se mimochodem blížíme moderní definici udržitelnosti. Abychom uchovali rostoucí, adaptabilní a dál se vylepšující les, je zapotřebí mnohem víc než jen určitý počet stromů s jistou zásobou dřeva. Les si žádá nejenom všechny druhy příslušející k systému – flóru, faunu, houby, mikroby –, nýbrž i jejich veškerou interakci.

Majíli ekosystémy k dispozici volnou energii, vkládají ji do ustavení řádu a struktur. Přitom se ale neinvestuje jen do stavebního materiálu, nýbrž také do databází, katalogů, softwaru a knihoven, stejně jako do mechanismů umožňujících využívání těchto „pamětí“. Tak se kupříkladu produkují aminokyseliny, které coby součást genetické substance DNA určují, jak bude život organismů v systému probíhat.297

Globální ekosystém tedy proměňuje světlo nejenom v biochemickou energii, nýbrž také v informaci, která je podstatnou součástí výkonnosti a schopnosti dalšího vývoje. Okamžitě tak vyvstává otázka, zda náhodou není rovněž informace formou energie. Pokud jsme už jednou na toto energetické myšlení přistoupili, vlastně o tom z ekologického hlediska nemůže být pochyb. Avšak co k tomu říkají fyzikové? O této otázce se skutečně už jistou dobu horlivě diskutuje, dokonce se už hovoří o „informační termodynamice“. 298 Informace by tudíž mohla přímo souviset s podstatou volné energie.299

Fyzikové říkají, že hmota, energie a informace jsou podle všeho ekvivalentní. Tím je míněno, že mohou být vzájemně převoditelné;300 s touto problematikou snad má co do činění také mysteriózní temná hmota v kosmu.301 Informace je za určitých okolností pátým skupenstvím hmoty – takže pevná látka, kapalina, plyn, plazma a informace. Tady narážíme na jednu ze současných hranic vědění i naší představivosti.

A jak tohle všechno souvisí se skutečným hospodařením v lesích? Prvním krokem by bylo poznání, že se v lesních ekosystémech skrývá ještě mnohem víc tajemství než jen nepopsané druhy. Krom toho je důležité, že převratné koncepty systémových ekologů podporuje fyzika: eko exergie, zahrnující v sobě informaci, je měřítkem v ekosystémech uložené výkonnosti,

a tím jejich schopnosti udržitelně existovat. 302 Mnohotvárnost skrývající se v genech organismů, v četných životních úkonech, ve vzájemných vlivech a funkcích – biodiverzita – není prostě jen nice to have, ale je základem výkonnosti ekosystémů.

A ještě s jedním dalším přesvědčením je třeba skoncovat: evoluce není nepřetržitý boj. Je třeba chápat ji jako proces učení; globální ekosystém je veliký sám sebe optimalizující systém, který se učí 303 a transformuje energii. Učením se uspořádává život, redukuje se entropie a získává se určitá kontrola nad de facto spíše životu nepřátelským nejistým prostředím. Stále více sluneční energie směřující k zemskému povrchu se prostřednictvím energeticky obzvlášť efektivních ekosystémů, jako jsou především lesy, proměňuje v informaci, která jim pomáhá řešit problémy.

Největší z nich představují omezené zdroje, nepříznivé teploty, nedostatek místa i opakované katastrofální události jako dopady komet či doby ledové. Zatímco atomy a molekuly jsou pouhými hříčkami kosmického dění, převzaly živé systémy za použití energie alespoň z malé části kontrolu nad během věcí.

Soustřeďováním informací vzniká vědění o světě. Život se dokonce do jisté míry připravuje na budoucí rizika – třeba tehdy, když v lese žijí rostliny odolné vůči ohni, které už příští požár nezničí, nebo stromy, které hned tak nějaký vichr neporazí, či lesy, které se samy ochlazují, a tak překonají vlnu veder. Komplexnější živé organismy dokonce získávají i jakousi představu samy o sobě a o budoucnosti, to znamená o událostech, které teprve nastanou a lze je vlastním chováním ovlivnit.

Je li volná energie neboli exergie měnou, za niž se kupuje budoucnost, je jasné, oč v evoluci jde. Odměny se dostane systémům, které si dovedou zvenku obstarat více exergie, co možná nejlépe ji udržet a investovat do dalšího fungování. Právě to žene evoluci vpřed.304 Pro tuto skutečnost máme četné indicie. Tak byly kupříkladu klíčové inovace jako fotosyntéza či endosymbióza a vznik komplexních buněk, představující pro život důležité průlomy, „vynalezeny“ vícekrát a nezávisle na sobě.305

Evoluce si kupuje čas, aby oddálila tepelnou smrt. Tak vznikají se skrovnými zdroji hospodařící ekosystémy, v nichž rozmanitost a komplexita vedou k tomu, že samy sebe vylepšující bioreaktory drží pohromadě a dále prosperují. Takto se našetří to nejcennější, co

Kotul amazonský (Saimiri boliviensis) na jihozápadě oblasti amazonských deštných pralesů, Chapare, Bolívie. Kotul je jedním ze 400 druhů v Bolívii žijících savců, z nichž bylo cca 12 % prokázáno či nově objeveno teprve v posledních dvou desetiletích. Bolívie patří hlavně díky rozmanitosti svých lesů k zemím s „megadiverzitou“, tj. k takovým, jejichž druhová mnohotvárnost je v celosvětovém měřítku nadprůměrná.

(Pierre L. Ibisch, duben 2019)