Panamai tonkafa: egy fa, amelynek előny, ha belecsap a villám

Létezik egy trópusi fafaj ami nemcsak hogy képes túlélni a pusztító villámcsapást, hanem a brutális erejű elektromos kisülést használja fel a vetélytársai elpusztítására. A panamai tonkafa az élővilágban egyedülálló és különös növényi túlélési stratégia reprezentánsa, amely képes arra, hogy a természet egyik legpusztítóbb erejét a saját javára fordítsa.

Vannak olyan különleges növények, amelyeknek nem árt a villámcsapás, ilyen a panamai tonkafa ( a kép illusztráció) Fotó: Wikimedia Commons/Jessie Eastland

A panamai tonkafa számára kifejezetten előnyös a villámcsapás - állapította meg egy nemrég publikált új tanulmány.

A panamai tonkafa egészen szokatlan túlélési stratégiával rendelkezik a villámcsapás hasznosításával   Fotó: The Weather Network

Panamai tonkafa: a villám élteti

A villámlást általában olyan, az erdők épségét veszélyeztető természeti erőnek tekintik, ami elpusztítja vagy károsítja a fákat. A tudósok azonban felfedezték, hogy Panama síkvidéki esőerdőségeinek egyik különleges fafaja, a panamai tonkafa (Dipteryx oleifera) nem csak hogy sértetlenül túléli a természet legnagyobb elektromos kisüléseit, hanem a versenytársai ellenében a maga javára fordítja a villámcsapást, például a tonkafához tapadt paraziták elpusztításához.

A villám nagy energiájú természetes légköri elektromos kisülés. Áramerőssége általában 20-30 ezer amper,de egyes esetekben elérheti a 300 ezer ampert is. Óránként több százezer villámcsapás történik a Földön.

A kutatók eredményeiket március 26-án tették közzé a New Phytologist szakfolyóiratban. "Tíz évvel ezelőtt kezdtük el ezt a munkát, ami nyilvánvalóvá tette, hogy a villámcsapás rengeteg fát öl meg, és különösen a nagyon nagy fákat pusztítja el" - mondta a Live Science tudományos hírportálnak Evan Gora, a tanulmány vezető szerzője és a Cary Institute of Ecosystem Studies erdőökológusa. 

A villámcsapás általában halálos veszélyt jelent a fák számára, kivéve a panamai tonkafát     Fotó: Wikimedia Commons

"A Diperyx oleifera azonban következetesen nem mutatott villámcsapás okozta sérülést" - tette hozzá a kutató. A trópusi erdőkben a villámcsapás a fák pusztulásának egyik fő oka – különösen a legnagyobb, legidősebb fákat illetően, amelyek pedig kulcsszerepet játszanak a szén tárolásában és a biológiai sokféleség támogatásában. Annak megértése, hogy a villámcsapás hogyan alakítja az erdők szerkezetét és fajösszetételét, rávilágíthat arra is, hogy ezek az ökoszisztémák mennyire ellenállóak az éghajlatváltozással szemben. Ám a villámlás okozta pusztulás közepette a kutatók valami meglepőre figyeltek fel: úgy tűnt, hogy az egyik faj immunis ezzel a fenyegetéssel szemben.

Miért hasznos a villám ennek a trópusi fának?

A villámcsapások pontos helyének meghatározására a tudósok nagy felbontású érzékelőrendszert fejlesztettek ki. Az elektromos térérzékelőkből és kamerákból álló egyedi rendszer segítségével a kutatók közel 100 villámcsapás-eseményt tanulmányoztak a panamai Barro Colorado természetvédelmi területen. A Panama középső részén fekvő trópusi esőerdőben elhelyezett antennarendszer a villámcsapásból származó rádióhullámokat detektálta. Az egyes érzékelők által rögzített energiamintázatok elemzésével a kutatók nagy pontosságú háromszögelési technikával tudták lokalizálni a villámcsapásokat. 

A panamai tonkafa a közép-amerikai trópusi esőerdők lakója    Fotó: Science News

A felszíni detektorok felméréseit drónfelvételekkel kombinálva a kutatócsoport pontosan meghatározhatja a villámcsapással érintett erdőterületeket, és nyomon követheti a fák állapotában az idő múlásával bekövetkezett változásokat. 

A megfigyelési eredmények azt mutatták, hogy a Dipteryx oleifera, vagyis a panamai tonkafa alig, vagy egyáltalán nem károsodott, miután villámcsapás érte.

 Ahhoz, hogy általánosabb képet kapjanak a villámcsapásoknak a tonkafákra és szomszédaikra gyakorolt hatásáról, a tudóscsapat több évtizedre visszamenően átnézte és elemezte az egyes faparcellák helyzetére vonatkozó dokumentációkat. 

Egy Diperyx oleifera fa közvetlenül a villámcsapás után 2019-ben (balra), és két évvel később (jobbra). A fa minimális károkkal vészelte át a villámcsapást, és hasznot húzott abból, hogy élősködő parazitái, valamint versengő szomszédjai károsodtak.       Fotó: Evan Gora / Live Science

A 40 évre visszanyúló felmérés eredményei azt mutatták, hogy azok a növények, amelyek a tonkafák közvetlen szomszédságában éltek, sokkal nagyobb valószínűséggel pusztultak el mint azok, amelyek más nagy fák köré telepedtek. Minden villámcsapás átlagosan több mint két tonnányi fát és a panamai tonkafa lombkoronáján élősködő liánt pusztított el, miközben a tonkafa sértetlen maradt.

Hogyan védekezik a tonkafa a villámcsapás ellen?

Evan Gora, a tanulmány vezető szerzője úgy véli, hogy a tonkafák villámállóságának kulcsa a fizikai szerkezetükből fakad. Már korábbi tanulmányok is azt sugallták, hogy a panamai tonkafa nagy belső vezetőképességgel rendelkezik, ami anélkül teszi lehetővé a villámáram átfolyását, hogy káros hő termelődne – ugyanúgy, mint ha csak egy jól szigetelt vezetéken haladna át az elektromos áram.

A villámok gyakoriságát szemléltető infografika. Minden nap több százezer villámkisülés történik a Földön      Fotó: Wikimedia Commons/ Gennaro Cappelluti 

 Mivel a panamai tonkafa hajlamos igen nagyra, akár 40 méterre is megnőni és évszázadokig elélni, ezért egy-egy tonkafát a becslések szerint az érettsége elérése után legalább ötször éri villámcsapás az élete során. Minden egyes villámcsapás segíti kiirtani a fa lombkoronáján élősködő parazitákat, valamint a szoros szomszédságában élő versenytársait, ezért is képes a tonkafa szélesebbre szétnyitni lombkoronáját, ami elősegíti a virágzást. A kutatók becslése szerint a panamai tonkafát ért villámcsapások 14-szeres növekedését eredményezhetnek a fa élettartama alatti magtermelésben, ami jelentős szaporodási előnyhöz juttatja a fajt. Gregory Moore, a Melbourne-i Egyetem kertészeti kutatója, aki nem vett részt a tanulmányban, azt mondta, hogy ezek az eredmények valószínűleg más fajokra is vonatkoztathatók.

Közeli részlet a panamai tonkafa lombkoronájából     Fotó: iNaturalist

 "A kutatási eredmények más fák által uralt növényközösségekre is vonatkozhatnak, mint például a különböző típusú erdőkben vagy az alacsony erdős területeken, ahol a fák messze vannak egymástól, tehát semmi sem hasonlít egy trópusi esőerdőre" - mondta, hozzátéve, hogy más magas fák is a villámcsapások célpontjai. "Régóta tudjuk, hogy egyes fák több villámcsapást is túlélnek" - mondta Moore, rámutatva, hogy egyes magas fák túlélik az ausztrál bozóttüzeket, és végül a szomszédjaik fölé tornyosulnak, így a villámcsapások elsődleges célpontjaivá válhatnak. A tanulmányt jegyző Evan Gora és munkatársai most kiterjesztik kutatásaikat más afrikai és délkelet-ázsiai trópusi erdőkre, hogy kiderítsék, vajon a villámlás jót tesz-e más fafajoknak is.

A panamai tonkafa azért képes túlélni a villámcsapást, mert:

• a szerkezete úgy működik, mint egy jól szigetelt elektromos vezeték,
• ami úgy teszi lehetővé az áram átfolyását, hogy káros hő termelődne.