Jūrmalas zilpodze iet mazumā

Ģederts Ieviņš
Latvijas Universitātes Bioloģijas fakultātes Augu fizioloģijas katedra;
autora foto


Jūrmalas zilpodze ir ļoti rets, krāšņs, pat izcili dekoratīvs augs, kas savvaļā jūras krastā sastopams visā Eiropā no Gruzijas Melnās jūras piekrastes līdz pat Igaunijas salām Baltijas jūrā, kā arī Turcijā un Āfrikas ziemeļu piekrastē. Pēdējos 50 gados jūrmalas zilpodžu skaits it visur strauji sarūk, taču īpaši izteikti tas vērojams Ziemeļeiropā – tā pilnībā izzudusi Skotijas ziemeļaustrumu piekrastē. Tāpēc šī suga ierakstīta daudzu Eiropas valstu – Bulgārijas, Igaunijas, Latvijas, Lietuvas, Norvēģijas, Polijas, Vācijas, Zviedrijas – īpaši aizsargājamo augu sarakstos. Latvijā zilpodze atrodama tikai divās vietās – Ziemupē un Užavā –, un arī tur tikai daži desmiti augu.


LU Bioloģijas fakultātes pētnieku grupa jūrmalas zilpodzi pētīja no 2005. līdz 2009. gadam. Galvenais, ko mēs vēlējāmies noskaidrot, bija atbilde uz jautājumu – kas sugai Ziemeļeiropā traucē augt? Kārtīgi apsekojām abas Latvijas atradnes, bet, lai varētu izprast situāciju plašākā kontekstā, devāmies vairākās ekspedīcijās uz jūrmalas zilpodžu augšanas vietām Lietuvā, Polijā, Lielbritānijā, Igaunijā un Zviedrijā. Piecu gadu laikā veicām Latvijas populācijas demogrāfisko analīzi, noteicām katra auga fizioloģisko stāvokli. Pētījām arī sēklu nogatavošanos un dīgšanu, mikorizu simbiozi, augsnes ķīmisko sastāvu, bet jūrmalas zilpodzes populāciju ģenētisko daudzveidību analizējām visā Ziemeļeiropā.

Patīk liesas un sārmainas kāpas

Latvijā, Lietuvā un Polijā zilpodze sastopama tikai piekrastes baltajās kāpās ar samērā labi attīstītu veģetāciju, kas nostiprina smiltis. Reizēm atsevišķi augi sastopami arī pelēkajās kāpās vai priežu stādījumos uz kāpām. Zilpodžu atradnēs Latvijā augsne ir sārmaina, ar zemu organisko vielu un sāls saturu. Vēl jāatzīmē kritiski zemais slāpekļa līmenis, labs nodrošinājums ar fosforu un samērā augsts mikroelementu saturs. Tātad zilpodzei raksturīgas augstas adaptācijas spējas efektīvas minerālvielu iegūšanas un izmantošanas līmenī. Daļēji tas varētu būt saistīts ar augsto mikorizas simbiozes intensitāti augu saknēs, kas palīdz augam uzņemt atsevišķus minerālelementus un aizsargā pret nelabvēlīgiem vides apstākļiem.

Pretstatā auga atradnēm Latvijā, Igaunijas salās un Zviedrijas piekrastē zilpodzes sastopamas arī gluži atšķirīgās augtenēs. Tā, piemēram, Kihnu salā Igaunijā, Gotlandes un Ēlandes salā Zviedrijā zilpodzes aug oļainās pludmalēs, bet Gotlandes salā, bijušā Kronvaldes zvejnieku ciema teritorijā, – zāļainā pļavā (1. attēls A un B).

Poļu zinātnieki secinājuši, ka zilpodžu skaita samazināšanās un pat atsevišķu atradņu izzušana galvenokārt saistīta ar jūras līmeņa paaugstināšanos un kāpu degradāciju. Zilpodzes izzūd vietās, kur kāpas tiek nostiprinātas ar kārkliem. Polijas piekrastē pie Dabku pilsētiņas mēs novērojām zilpodžu populācijas atjaunošanos vietās, kur kārkli bija izcirsti (1. attēls C). Savukārt gan Lietuvas, gan Norvēģijas pētnieki izvirza pieņēmumu, ka pie zilpodžu skaita samazināšanās vainojami arī dabiski iemesli, piemēram, mazs gatavo sēklu daudzums, sēklu zemā dīgtspēja un jauno dīgstu bojāeja.

Vairojas ar saknēm un reti zied

Ilgstoši novērojumi jau pirms pētījumu uzsākšanas liecināja, ka zilpodžu augšanas vietās Latvijā gandrīz nevar atrast jaunus augus, kas liecinātu par sekmīgu vairošanos ar sēklām. Dīgstiem līdzīgus augus bieži varēja pamanīt kāpas pakājē jūras pusē, bet, tuvāk papētot, izrādījās, ka tiem ir jau salīdzinoši gara un resna sakne. Užavā izdevās atklāt pludmales pusē augošo zilpodžu noslēpumu. Maija sākumā konstatējām, ka rudens vētras atkal nopostījušas gabalu kāpas, bet zilpodžu sakņu gabali redzami atseguma vietā (2. attēls A). Tomēr saknes bija dzīvas, jo vairākās vietās uz tām varēja redzēt gan jaunos dzinumus, gan saknītes (2. attēls B). Acīmredzot sakņu saraušana un mehāniska savainošana darbojās kā signāls sakņu mezglu punktos esošo meristēmas šūnu attīstībai. Jau pēc mēneša šajā pašā vietā auga normāla lieluma zilpodze, kas vēlāk uzziedēja (2. attēls C). Tātad arī kāpas pakājē atrastie šķietami jaunie augi bija attīstījušies no vētras izraisītās kāpas erozijas bojātiem augiem augstās sakņu reģenerācijas spējas rezultātā.

Ņemot vērā šo atklājumu, sākām prātot, vai zilpodžu skaita haotisko dinamiku dažādās vasarās nevarētu izskaidrot ar veģetatīvās vairošanās īpatnībām. Arī Lietuvas kolēģi, kuri ilgstoši pētījuši zilpodzes Kuršu kāpā, apliecināja, ka tās mēdz negaidīti parādīties vietās, kur iepriekš to nav bijis. Lai varētu pārliecināties par veģetatīvās vairošanās iespēju dabiskajās atradnēs, šajos piecos gados abās Latvijas atradnēs uzskaitījām pilnīgi visus augus, dzinumu un ziedu skaitu ziedošajām zilpodzēm un iezīmējām kartē. Rezultāti apliecināja novērojumus par izteikti svārstīgo ziedošo un neziedošo zilpodžu skaitu dažādās sezonās. Lielākajā daļā mikroatradņu bija raksturīgs svārstīgs ziedošo un veģetatīvo dzinumu skaits, tikai 10% varēja novērot pieaugošu dzinumu skaitu piecu gadu laikā, bet tikpat daudzos gadījumos – dzinumu daudzuma samazināšanos. Raksturīgi, ka sezonai ar lielu ziedu skaitu parasti sekoja sezona veģetatīvā stāvoklī. Tātad aplams izrādījās pieņēmums, ka veģetatīvie dzinumi jeb neziedošas zilpodzes ir jaunākas par ziedošajām. Mēs secinājām, ka arī dabiski netraucētos apstākļos zilpodžu atsevišķo dzinumu attīstība ir atkarīga no klonālās augšanas sakņu līmenī (3. attēls). Atsevišķie zilpodzes dzinumi, kurus agrāk uzskatījām par patstāvīgiem augiem, patiesībā ir liela klonālā mātesauga meitasaugi jeb rametas. Ziedošajiem dzinumiem ir samērā maz lapu, un tie nespēj nodrošināt ziedu un sēklu attīstību tikai ar fotosintēzes palīdzību, tāpēc izmanto saknēs uzkrātās rezerves. Pāriešana veģetatīvajā stadijā pēc intensīvas ziedēšanas sezonas saistīta ar nepieciešamību atjaunot sakņu ogļhidrātu rezerves. Tikai tad, kad uzkrāts pietiekami daudz rezerves vielu, zilpodze atkal var uzziedēt.

Novērojumi citur Eiropā apliecināja, ka jūrmalas zilpodze tiešām ir spējīga izplatīties veģetatīvi ar sakņu palīdzību. Tā, Abermenai kāpu plato (Ņūboro, Englesijas sala, Ziemeļvelsa, Lielbritānija) augošajām zilpodzēm raksturīga salīdzinoši sekla sakņu sistēma (līdz 1 m), kura augsnē veido sazarotu tīklu (4. attēls). Tādēļ zilpodžu mātesaugu vecums ir visai liels, līdzīgi kā dažu sugu augiem augstkalnu apstākļos, kur augs var sasniegt pat vairāk nekā simt gadu vecumu, un tie vairojas pārsvarā veģetatīvi. To apstiprināja arī Latvijas populācijas zilpodžu ģenētikas analīzes, parādot ļoti zemu ģenētisko daudzveidību populācijā.

Patīk sauss un saulains laiks

Augu saglabāšanas bioloģijas pētījumos par kādas sugas indivīdu vitalitāti un vides apstākļu piemērotību tās veiksmīgai eksistencei parasti spriež pēc augu vairošanās potenciāla un skaita dinamikas ilgstošā laikā. Tomēr šāda pieeja nedod informāciju par cēloņiem, kas izraisa izplatības samazināšanos. Lai to noskaidrotu, parasti apdraudētās sugas pavairo mākslīgos apstākļos, un tas nav lēts prieks. Mēs izmantojām nedestruktīvās fizioloģiskās analīzes metodes, kuras dod iespēju vairākas reizes sezonā veikt mērījumus, kas netraucē augu augšanu. Ar hlorofilmetru mērījām hlorofila saturu lapās, bet ar hlorofila fluorescences analīzi varējām izprast dažādus fotosintēzes aspektus, kas atspoguļo auga fizioloģisko stāvokli un vitalitāti. Līdz šim Latvijā šādas metodes savvaļas reto augu ekofizioloģijas pētījumos nebija izmantotas.

Salīdzinot iegūtos rezultātus ar gaisa temperatūras, nokrišņu daudzuma un citu laika apstākļu izmaiņām, varēja secināt, ka Latvijas populāciju zilpodzes augu fizioloģiskais stāvoklis krasi pasliktinājās tajos mēnešos, kad bija maz saulaino stundu dienā un bija palielināts nokrišņu daudzums. Tajā pašā laikā augi uzrādīja apbrīnojamu izturību pret sausumu. Tomēr Polijas un arī Lielbritānijas zilpodzes mūsējās apsteidza ar augstāku vitalitāti.

Papildus šiem pētījumiem salīdzinājām fizioloģisko stāvokli augiem, kas aug vienādos ģeogrāfiskā garuma grādos no Kuršu kāpas Lietuvā līdz Sāremā salai Igaunijā. Mērījumus veicām laikā, kad visās šajās vietās iepriekšējā mēnesī bija augšanai labvēlīgi apstākļi. Izrādījās, ka hlorofila saturs zilpodzes augu lapās būtiski samazinājās virzienā no dienvidiem uz ziemeļiem. Savukārt augu fizioloģiskā vitalitāte bija vienāda augiem Lietuvas Kuršu kāpā un abās Latvijas populācijās, bet būtiski samazināta izrādījās Igaunijas atradnēs Kihnu un Sāremā salā. Var secināt, ka optimāli apstākļi jūrmalas zilpodzes augšanai ir vairāk uz dienvidiem, kur ir vairāk saulaino stundu dienā un ievērojami mazāk nokrišņu. Auga biezās ar vaska kārtu klātās lapas labi pasargā to no ūdens zudumiem, savukārt dziļā sakņu sistēma ļauj apgādāt ar ūdeni pat gadījumos, kad augsnes virskārta ir pilnībā izžuvusi. Baltijas jūras ziemeļaustrumos zilpodzes augšanu visnelabvēlīgāk ietekmējošie faktori ir palielināts nokrišņu daudzums, kā arī zemā vidējā diennakts temperatūra pat vasaras mēnešos.

Cimperlīgās sēklas

Pētījumos Lietuvā konstatēts, ka tikai 40% zilpodzes augļu satur pietiekami nogatavojušās sēklas, un to dīgtspēja ir visai zema, proti, tikai 5–11%. Iespējams, ka Ziemeļeiropā veģetācijas perioda ilgums sēklu nobriešanai ir nepietiekams. Mūsu pētījumi ar Latvijas populāciju sēklām parādīja, ka svaigi ievāktas vai istabas temperatūrā divus mēnešus uzglabātas sēklas nedīgst. Dīgtspēja parādījās tikai sēklām, kas uzglabātas aukstās stratifikācijas apstākļos +5°C un mitrumā vizmaz vienu mēnesi. Palielinoties stratifikācijas ilgumam, pieauga arī sēklu dīgtspēja: pēc viena mēneša uzdīga nepilni 5%, bet pēc četru mēnešu stratifikācijas – jau 90% sēklu! Raksturīgi, ka Ziemupē ievāktajām zilpodzes sēklām bija ļoti augsta sēklu mirstība (no 34% sānu ziedkopās līdz 73% centrālajās ziedkopās), bet Užavā šie rādītāji bija attiecīgi tikai 20 un 10%. Ziemupē novēroja arī agrāku augu virszemes daļu bojāeju, kas varētu palielināt patogēno sēņu infekcijas, izraisot sēklu bojāejas pieaugumu. Tāpēc labvēlīgos apstākļos jūrmalas zilpodzes sēklu dīgšana ir samērā augsta, bet gados ar lietainiem rudeņiem augiem ir problēmas ar sēklu nogatavošanos.

Ģenētiskā daudzveidība

Latvijas jūrmalas zilpodzes ģenētisko daudzveidību pētījām visas Ziemeļeiropas kontekstā, izmantojot molekulāro marķieru tehnoloģijas. Turklāt nācās izstrādāt specifisku uz retrotranspozonu insercijas vietām balstītu marķieru sistēmu, kas izrādījās efektīva un augsti jutīga zilpodzes pētījumos.

Ģenētiski daudzveidīgākās izrādījās Polijas jūrmalas zilpodzes, kam sekoja Lietuvas un Lielbritānijas populācijas. Daudz zemāks daudzveidības līmenis bija Igaunijas un Zviedrijas populācijās. Abās Latvijas populācijās konstatējām viszemāko ģenētisko daudzveidību, kas liecina par ģenētisko eroziju. Tas tāpēc, ka mūsu zilpodzes aug mazās un izolētās populācijās un gēnu plūsma starp tām ir apgrūtināta. Situācija uzlabotos, ja Latvijas zilpodžu audzēs uzdīgtu jūras atnestas sēklas no citām populācijām vai kukaiņi–apputeksnētāji atnestu putekšņus. Par zilpodzes sēklu spēju saglabāt dīdzību pēc ilgstošas peldes sāļajā jūras ūdenī ir visai pretrunīga informācija. Zinātnieki pauž, ka ūdenī sēklas saglabājot dzīvotspēju pat 40 dienas. Savukārt gēnu apmaiņa ar apputeksnētāju starpniecību ir maz ticama ģeogrāfiski izolētām jūrmalas zilpodzes populācijām, jo vidējais bišu un kameņu lidojuma attālums ir 2,5–5 km, bet starp abām Latvijas zilpodzes populācijām ir 55 km, savukārt Sāremā salas populācija Igaunijā atrodas 140 km attālumā no Užavas populācijas.

Salīdzinoši zemā diferenciācija Ziemeļeiropas jūrmalas zilpodzes populāciju starpā ir intriģējošs atklājums, jo tas ir pretrunā populāciju ģenētikas teorijai par to, ka uz areāla ziemeļu robežas populācijas ir augsti diferencētas to fragmentācijas un daļēji nepiemēroto vides apstākļu dēļ. Eiropas dienvidos ģenētiskā diferenciācija zilpodzes populāciju starpā ir ievērojami lielāka.

Pētot ģenētisko daudzveidību no Lielbritānijas rietumiem līdz Igaunijas salām austrumos, neizdevās atrast saistību starp zilpodzes populāciju diferenciāciju un ģeogrāfiskajām distancēm, kas novērota citiem piekrastes augiem. Tas, iespējams, saistīts ar to, ka jūrmalas zilpodze Ziemeļeiropā varētu būt ienākusi salīdzinoši nesen, parādot iespējamo teritorijas rekolonizāciju pēc pēdējā leduslaikmeta.

Kā saglabāt lielo retumu

Ņemot vērā nelielo ģenētisko daudzveidību Latvijas zilpodzes populāciju iekšienē, sugas saglabāšanai ex situ gēnu bankā nepieciešams salīdzinoši neliels paraugu skaits no abām populācijām. Tomēr jūrmalas zilpodzes saglabāšanās dabiskos apstākļos ir apšaubāma. Ņemot vērā augsto veģetatīvās atjaunošanās potenciālu, Užavas un Ziemupes populācijas varētu pastāvēt vairākus desmitus gadu arī bez atjaunošanās no sēklām. Tomēr zilpodzes Užavā ir ļoti apdraudētas jūras līmeņa celšanās izraisītās kāpu degradācijas dēļ, kas katru gadu izraisa vairāku augu bojāeju. Savukārt Ziemupes populācijā pastāv visai maza iespēja, ka varētu notikt vairošanās ar sēklām, jo lielākā daļa sēklu iet bojā.

Ņemot vērā panākumus reto augu, to skaitā jūrmalas zilpodzes, pavairošanā augu audu kultūrās Latvijā, kā arī pētījumu rezultātus sēklu dīgšanas fizioloģijā, augu pavairošana mākslīgos apstākļos nebūtu liela problēma. Šādi pavairotus augus varētu izstādīt atpakaļ to atbilstošajās izcelsmes vietās; te gan vēl jāizpēta, kādi apstākļi veicina augu ieaugšanu liesajos kāpu biotopos. Daudzviet pasaulē sekmīgi nodarbojas ar īpaši apdraudētu augu sugu pavairošanu un reintrodukciju. Tomēr Latvijā nekas tamlīdzīgs nav darīts. Ir jāatzīst, ka augu kultūrās pavairotu ģenētiski viendabīgu indivīdu izstādīšana dabiskajā populācijā varētu izjaukt tās ģenētisko daudzveidību, taču jūrmalas zilpodzes gadījumā populāciju daudzveidība jau tā ir visai neliela. Latvijas biologi ar prieku darītu visu Latvijas jūrmalas zilpodzes glābšanai, bet lēmumam un atbalstam vispirms jānāk no dabas aizsardzības institūcijām.

Pētījumā piedalījās: Dr. biol. Una Andersone, Dr. biol. Ieva Druva–Lūsīte, Mag. biol. Baiba Ieviņa, Mag. biol. Andis Karlsons, Dr. biol. Dace Kļaviņa, Mag. biol. Jevgenija Ņečajeva, Dr. biol. Anita Osvalde, Dr. biol. Nils Rostoks, Dr. biol. Ineta Samsone. Paldies Klaipēdas Universitātes profesoram Aļģimantam Olšauskam un viņa kolēģēm, Smiltines mežzinim Aļģimantam Laurinaitim, Dr. Tomasz Łabuz no Ščecinas Universitātes. Daļa ģenētiskās daudzveidības pētījumu veikti sadarbībā ar Dr. Naeem H. Syed un Dr. Andrew J. Flavell no Skotijas Laukaugu pētniecības institūta. Pētījumu finansiāli nodrošināja Latvijas Universitāte un Vides aizsardzības fonds, tehniski atbalstīja Nacionālais botāniskais dārzs, daļa izmantoto iekārtu iegādātas par Eiropas struktūrfondu līdzekļiem. •