Ugrás a tartalomhoz

Erdészeti - természetvédelmi genetika

Mátyás Csaba

Mezőgazda Kiadó

Az erdei fás növények génmegőrzése

Az erdei fás növények génmegőrzése

A génmegőrzés általános célja az erdei fás növények tekintetében – hasonlóan más élőlénycsoportokhoz – a genetikai változatosság, az alkalmazkodóképesség, tágabb értelemben az evolúciós képesség fenntartása, amely a fajok és populációk hosszú távú fennmaradásának lényeges előfeltétele.

A génmegőrzés előzményei az erdészetben

Csak a második világháború utáni évtizedekben vált általánossá a felismerés, hogy az erdei fafajok termesztésének biztonsága is génkészletük megőrzésétől függ (Bánó – Mátyás, 1973; Mátyás Cs., 1979). Világossá vált, hogy a „genetikai tartamosság” eléréséhez aktív génmegőrzési rendszabályok szükségesek. Magyarországon a gazdaságilag jelentős fafajok génmegőrzését elvileg évtizedek óta a tartamos erdőgazdálkodás előfeltételének tekintették. A hazai erdészeti nemesítő tevékenység „aranykorában” (1960-as, 1970-es években) jelentős erőfeszítések történtek a fatermesztés szempontjából értékes genetikai erőforrások megőrzésére (származási kísérletek, magtermelő állományok, génbankok révén).

Az erdei fafajok genetikai jellegzetességeinek és a genetikai erőforrások állapotának hiányos ismerete miatt azonban kifejezetten génmegőrzésre irányuló módszerek alkalmazására a nemesítés tevékenységi körén kívül csak korlátozottan kerülhetett sor. Ki kell emelni a magtermelő állományok kijelölésével kapcsolatos munkát (Mátyás V. 1958, 1960; Mátyás Cs. – Palotás, 1979), amelynek során fontos szempont volt a kiváló genetikai adottságú populációk védelme és fenntartása. A magtermelő állományokon belül egy külön kategóriát különítettek el, amely elsődlegesen génmegőrzési célokat szolgált. A nyolcvanas évek elejére kialakult – mai szemmel is teljesen korszerűnek tekinthető – koncepció részletes ismertetése Tompa – Sziklai (1981) Erdészeti növénynemesítés c. könyvében található (91–94. o.). Sajnálatos módon az elképzelések gyakorlati megvalósítására az akkori gazdasági környezetben nem került sor. A gazdaságilag alárendelt szerepet játszó elegyfajok, másodrendű fák és cserjék esetében a génmegőrzés passzív (faj-)védelemre korlátozódott. Ritka kivételt képeztek a termesztett gyümölcsfajok vad rokonai; e tekintetben kiemelendő Terpó András, a hazai vadkörte fajok feltárása és archiválása terén végzett széles körű tevékenysége (Terpó, 1963).

A természetvédelem és a génmegőrzés kapcsolata

A védett növény- és állatfajok, az általuk alkotott ökoszisztémák fennmaradása érdekében hozott erőfeszítések hosszú távon csak akkor lehetnek eredményesek, ha elkerülhető a populációk genetikai összetételének nem kívánt megváltozása, azaz a védeni kívánt fajok identitása megőrizhető. Ebből nyilvánvaló, hogy a természetvédelem végső soron genetikai kérdés is, a génmegőrzés szempontjainak figyelembevétele a gyakorlati természetvédelmi teendőket alapozza meg.

A természetvédelem és a génmegőrzés szempontjai közötti különbség inkább csak szemléleti, a célok és feladatok sok tekintetben azonosak. Míg a hagyományos természetvédelem a biodiverzitás védelmét taxonómiai oldalról közelítette meg (meghatározott fajok, változatok képezték a védelem tárgyát), addig a génmegőrzés a faji, faj alatti bélyegek eredendő forrását, magukat a géneket helyezi a figyelem központjába. A természetvédelmi megközelítés elsősorban a természetes vagy természetszerű ökoszisztémák őshonos fajaira összpontosít, míg a génmegőrzés tevékenysége a gazdaságilag hasznosított kultúrfajok felől indult. Ma már azonban egyre kisebb a különbség a védelemre érdemesültség megítélésében: a természetvédelmi törekvések egyre inkább magukévá tették a dinamikus szemléletet, és az őshonos fajok és ökoszisztémák mellett a kultúrfajok, ill. kultúrhatás alatti élő rendszerek is egyre nagyobb figyelmet kapnak. A természetvédelem dinamikus szemléletének terjedésével a célok és eszközök közeledése állapítható meg. Kijelenthető, hogy korszerű természetvédelem a genetikai szempontok figyelembevétele nélkül nem is valósítható meg.

Magyarországon az erdőterületen belül védettséget élvező területek aránya európai viszonylatban kiemelkedő. Pusztán területi statisztikai alapon úgy tűnhet, hogy a kijelölt területek az erdei fafajok genetikai diverzitásának fenntartására elegendők, ill. ezt a szerepet is betöltik. Látni kell azonban, hogy a szigorú védettséget élvező területek zöme szélsőséges vagy ritka élőhelyekkel kapcsolatos, sokszor jellegzetes lágy szárú életközösségek, vagy éppen „karizmatikus megafauna” (fekete gólya, túzok) védelmére irányul. Egyes esetekben éppen jellegzetes kultúrhatás alatti területek állnak védelem alatt (Hortobágy, Balaton-felvidéki kaszálók, szentgyörgyvölgyi szálalóerdő).

Egyéb konvencionális funkcióik mellett a természetvédelem alatt álló területek génmegőrzésre is alkalmasak lehetnek. A passzív védelem azonban, mint már említettük, nem teljesen elégíti ki a követelményeket. Ennek két oka van:

  • A természetvédelmi területek más szempontok szerint lettek kiválasztva és legtöbb esetben valamilyen különleges vagy ritka környezetre, élőhelyre terjednek ki, és a gazdasági erdők ökológiai feltételeit nem reprezentálják.

  • Jogi akadályai lehetnek annak, hogy a területen szaporítóanyagot gyűjtsenek, vagy a populációk fennmaradása érdekében mesterségesen segítsék a felújulást, vagy módosítsák a területet. Ezért a természetvédelmi területek lehetőségeit gondosan meg kell vizsgálni, de semmiképpen sem nyújthatnak teljes körű megoldást a kérdésben.

Az aktívan kezelt in situ erdészeti génrezervátumokban a fenti problémák elkerülhetők.

Az erdészeti génmegőrzési stratégiát meghatározó szempontok

Erdei fafajok LÉP-mérete

Ha az effektív populációmérettel jellemzett minimális egyedszámot kb. 1000 egyedben határozzuk meg, ez legalább 10 000 egyedet feltételez a legkisebb életképes populációban. Ekkora egyedszám fenntartásához legalább 10 ha-os területre van szükség.

A megőrzés másik feltételének, a külső eredetű genetikai hatások minimalizálásának azonban ez a méret a legtöbb fafaj esetében alig tesz eleget. A génáramlási adatokból ismeretes, hogy az 10–20 ha-os állománynagyságnál is még számottevő lehet. Ez mindaddig nem jelent gondot, amíg a rezervátum környezetében hasonló génkészletű, természetes állományok találhatók. Idegen származás, genetikailag leromlott állomány vagy introgresszióra képes rokon faj szomszédsága azonban egyáltalán nem kívánatos. A LÉP-nagyság szempontjából eltérő elbírálást igényelnek azok a fafajok, amelyek eleve alacsony egyedsűrűségben fordulnak elő (pl. berkenyék), illetve azok, amelyeknél a vegetatív szaporodás jelentős szerepet játszik (fehér nyár, akác).

Genetikai markerek felhasználása a megőrzési stratégia tervezéséhez

Az erdészeti génmegőrzés stratégiája a fajra jellemző, közös allélok és a helyi alkalmazkodás során fontosnak bizonyult allélok megőrzésére kell irányuljon. Az adaptív tulajdonságok genetikai változatosságára vonatkozó adatok azonban csak ritkán állnak rendelkezésre. A szakemberek többsége határozottan támogatja a többségében semleges izoenzimekkel, DNS markerekkel megalapozott génmegőrzési stratégiákat. Ebben közrejátszik, hogy az említett vizsgálatok a terepi kísérletekhez képest gyorsan és olcsón, kis személyzettel elvégezhetők. Ennek a megközelítésnek a korlátait a 7. fejezetben részletesen tárgyaltuk.

A megőrzendő populációk száma

A megőrzési stratégia eldöntésénél alapvető szempont, hogy az intraspecifikus diverzitás mennyire oszlik meg a metapopulációk, populációk között. Egyes szerzők, így pl. Rehfeldt (1989) a duglászfenyő fenológiai és kvantitatív változatosságát elemezve addig elmennek, hogy a faj teljes genetikai változatosságát szinte teljes egészében képviselve látják egyetlen populációban, míg a kutatók többsége lokálisan adaptálódott populációstruktúrában gondolkodik.

Genetikai szempontból a fenntartandó populációszámot az határozza meg, hogy a genetikai változatosság mekkora hányada található a populációkon belül, illetve azok között. Erre vonatkozólag a GST, illetve FST értékek adnak eligazítást (legalábbis a vizsgálható allélok tekintetében). Mivel a populációk közötti differenciáltság mértéke sok egyéb tényező mellett a faji elterjedés mintázatától is függ (összefüggő vagy többé-kevésbé fragmentált vagy alacsony egyedsűrűséggel elegyes stb.), ezért arra a kérdésre, hogy hány populációt célszerű megőrizni egy adott térségben (pl. nagytájban) szinte lehetetlen általános érvényű választ adni. Az bizonyos, hogy még hatékony génáramlást biztosító, összefüggő elterjedést mutató fajok esetében is célszerű az adaptívan egységes körzeten, tájcsoporton belül legalább 2–3 populációt kiválasztani. Ugyanakkor a termőhelyek kiválasztásánál törekedni kell eltérő adottságú (kitettség, alapkőzet, vízgazdálkodás stb.) helyszínek kiválasztására.

Ritkább fafajok esetében a megőrzés korlátait éppen az arra alkalmas helyszínek kis száma fogja jelenteni. Alacsony egyedsűrűségű fajok esetében egy-egy összevontan kezelt „populáció” több községhatárra is kiterjedhet.