Věnováno památce 

Alfreda Möllera 

vědce a profesora Lesnické akademie v Eberswalde,

*12. srpna 1860; †14. listopadu 1922, 

jenž už před více než sto lety viděl les jako živou bytost, jako organismus, čímž si znepřátelil tehdejší odbornou veřejnost;  jenž pociťoval sepětí s Charlesem Darwinem a Alexandrem von Humboldtem, pozoroval a srovnával lesy celého světa od korun stromů až hluboko do země po nejzazší a nejjemnější konečky a větvení kořenů; jenž ctil svět až do jeho nejmenších částeček v pokoře a přesvědčení o nedostatečnosti toho, co víme. 

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 

Copyright © 2023 Ludwig Verlag, Mnichov 

Penguin Random House Verlagsgruppe GmbH, Mnichov, Něměcko 

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 

Digitální formáty: drusala.cz

ISBN: 978-80-7670-209-7 

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

Úvodem 

Lesy, to nejsou jen nádherné, mnohotvárné ekosystémy, mají totiž také nedozírný význam pro život na celé planetě. Aktivně řídí koloběh vody, ochlazují krajinu a jsou domovem nesčetných, pouze náznakem probádaných rostlinných a živočišných druhů.

Zásadní otázka zní, zda si dokážeme udržet dost lesů na to, abychom zachovali veškeré jejich schopnosti. Tomu se staví do cesty náš hlad po dřevě, který chceme rovněž nasytit. Všechny ty jednoduché odpovědi, které dosud mělo lesní hospodářství pohotově, vedou, jak se mezitím zjistilo, definitivně do slepé uličky. Nejenom globálně, nýbrž i přímo za našimi humny už teď umírají smrkové či borovicové plantáže na tisících čtverečních kilometrů. Lidé je vysazovali ve víře, že les jsou především stromy, s nimiž lze zacházet tak, aby kromě spousty dřeva dodaly i všechny ostatní lesní benefity. S tím by ovšem stromy a ostatní organismy žijící spolu s nimi v lese rozhodně nesouhlasily, kdyby mohly. Místo toho zcela potichu zavírají krám, což nám většinou začne docházet až tehdy, když už je pro zasažené plochy pozdě.

Tuto knihu jsme napsali, protože milujeme les – a protože se o něj obáváme. Život bez stromů, bez ptáků, bez šumění listí v korunách starých buků, bez kmenů obrostlých mechem, bez hub ve zpuchřelém mrtvém dřevě, bez kořenitě vonícího vzduchu za teplých dní či bez onoho zvláštního skřípění, když se lesem prohání vítr, je pro nás nepředstavitelný. Proto chceme podniknout všechno pro to, abychom tuto studnici života zachovali – pro nás pro všechny.

Existují totiž už strategie, jak to můžeme společně zvládnout.

S tímto cílem vás nejprve uneseme do světa těch úplně nejmenších, abychom se podívali, jak molekuly, bakterie a houby společně se stromy a všemi ostatními živými bytostmi vytvářejí obrovitý organismus s nejpodivuhodnějšími schopnostmi. Následně vás vyzveme k jízdě na horské dráze. Vrhá se strmě dolů do hlubin lidské pýchy, která v kostýmu lesního hospodáře věří tomu, že umí les vypěstovat, a všechny neblahé důsledky svého konání bez rozpaků svaluje na druhé. Ve vírech klimatické katastrofy nás bude přecházet zrak a sluch.

Ale žádný strach, zase pojedeme vzhůru. Přemýšlíme o naší úloze ve světě a učíme se od přírody hospodařit jinak než dosud. Přitom se pokoušíme o řešení, která se neřídí strnulými předpisy, nýbrž jsou pružná a neustále při nich získáváme poznatky, jak pracovat s lesem a ne proti němu.

Les je bioreaktor s rozhodujícím významem pro globální ekosystém, v němž my lidé představujeme pouze závislou složku. Proto může být lesní hospodářství pouze a jenom ekologické. Navíc musí probíhat s lidmi a pro lidi. Hospodaření jako sociální konání –sociálně ekologické hospodaření!

Sociálně ekologické lesní hospodaření se zásadním způsobem liší od tradičních postupů. My jej krok za krokem náležitě osvětlíme, abychom viděli, jak daleko se od sebe v průběhu času navzájem vzdálily nároky a skutečnost.

Náš výhled do budoucna rozhodně zavdává důvod k naději – pokud si uvědomíme, že jsme stále ještě součástí ekosystémů naší Země. Ochrana těchto ekosystémů naší domovské planety musí tudíž mít nejvyšší prioritu v zájmu zajištění důstojného života pro všechny. 

Proč právě les?

Proč by nás vůbec mělo téma les zajímat? Odpověď na tuto otázku je nasnadě: zaprvé bychom bez lesa neexistovali, zadruhé jsme schopni les zničit, což také neustále činíme. A dosud jsme byli pramálo úspěšní v tom, abychom tento negativní vývoj zvrátili.

Z tohoto prostého zjištění nutně vyplývá spousta dalších komplikovaných otázek. Proč lidstvo navzdory svému tisíciletému vědění o důležitosti lesa nedokázalo projít společenským vývojem bez jeho ničení? Bylo by odloučení celkového rozvoje od spotřeby dřeva a plenění lesa vůbec schůdnou cestou? Proč se lesnictví, už více než 300 let rozšířenému po celém světě, nepodařilo zánik lesů zbrzdit? Je zachování lesa problém, který lze lépe řešit na základě hlubšího vědění? Potřebujeme nové či jiné poznatky? Anebo tu jde spíše o politiku než o to, co víme? Potřebujeme pro zachování lesa „ekologičtější lesní politiku“, nebo „političtější ekologii lesa“?

Lesy lidi fascinovaly odedávna. Les je místo, kde je mnoho bytostí zjevně větších a věkovitějších, než jsme my sami. Už to samo o sobě nutí k přemýšlení. Staré stromy nás spojují s minulostí a budoucností. Lesy jsou nepřehledné a mnohdy ještě i neprobádané a tajemné. Tvoří tím protiklad našeho moderního světa, stvořeného lidmi, našeho prostředí, které charakterizují rovné linie a pravé úhly, plánovitost a vypočitatelnost. Lesy mohou být divoké, to znamená, že mají svoji vlastní „vůli“; to, co se v nich děje, se řídí vlastními pravidly. Lesy mají v zásobě překvapení a mohou být nebezpečné pro ty, kdo se v nich nevyznají. Mohou nás ale také (za)chránit a (u)krýt. Lesy jsou někdy temné a jindy prosvětlené, zelené, pestré, chladné, vlhké, jsou cítit dřevem, zemí či hnilobou. Oslovují naše smysly a podněcují fantazii a tvořivost.

A přece, většina lidí na této planetě v lese nežije, ba ani jej nenavštěvuje. Je možné, že les už nemá s každodenním životem a jeho světem co činit? Je snad ta tenká pupeční šňůra, která s ním spojovala ještě naše prarodiče, přetržená? Jak velice klamný tento dojem může být, o tom se přesvědčíme na dalších stránkách této knihy.

Nyní žijeme v období, které vědci označují jako antropocén. Důvod pro tento název je znepokojující: lidstvo může ovlivnit budoucnost naší planety tak dalece, jak to dřív bylo dopřáno jen asteroidům či geologickým silám. 

Evoluce nás vybavila k tomu, abychom nabyli značného vlivu na celou biosféru. Lhostejno, kde se život odehrává – v oceánech, v lesích či na horách –, vměšujeme se do něho všude. Tyto naše aktivity mění klima a produkujeme látky, které nikdy předtím na Zemi nebyly. Jsme příčinou vymírání četných druhů a ovlivňujeme průběh evoluce na celé planetě. Tuto moc jsme získali, aniž bychom to plánovali a aniž bychom měli možnost ji odmítnout. Avšak jsme už také schopni rozpoznat negativní důsledky svého chování. Navíc dokážeme přemýšlet a pociťovat zodpovědnost. Nyní musíme pracovat na tom, abychom tento pocit proměnili v činy a ochránili biosféru, včetně nás lidí, před sebou samými.

Naše veskrze legitimní touha po dobrém životě a rozvoji nadělila mnoha lidem blahobyt – a nám všem navíc i gigantické problémy. Velké krize a výzvy nás udržují ve střehu: globální klimatické změny, obtíže se zásobováním, ubývání vody, energie a půdy, hlad, choroby, konflikty a války. Proč bychom se vlastně měli starat o les, když zjevně existují mnohem naléhavější otázky?

Občas slýcháme už dnes hlasy – a mnohé z nich patří dokonce vědcům, upřímně se strachujícím o budoucnost –, že jsme to žel nechali dojít tak daleko, že záchrana světa bude muset proběhnout tak nějak „nedbale“,¹ že na purismus už prostě není čas. Bylo by sice krásné uchovat také bohatství přírodních lesů, nicméně to už nepůjde.

Záchrana světa na účet posledních existujících lesů? Pro příběh lidských civilizací je do značné míry charakteristické, že les musel ustupovat, aby rostoucí počet lidí mohl žít stále lépe. Kde roste les, tam nelze intenzivně produkovat potraviny. Les soupeří s námi lidmi o prostor, který podle všeho potřebujeme, abychom si postavili svoje příbytky, mohli obdělávat pole a chovat užitková zvířata. Avšak les nám překáží i tam, kde se chceme po našich silnicích a kolejích rychle pohybovat krajinou, a k tomu máme dojem, že v moderní době les zabírá v industrializovaných zemích příliš mnoho místa, které nutně potřebujeme, abychom mohli s pomocí fotovoltaiky a větrných turbín získávat obnovitelnou energii a vyřešit tak gigantický problém s klimatem. Lesu stále ještě rozumíme málo, abychom si mohli myslet, že ho můžeme prostě a jednoduše přemístit. Když starý stromový porost vymýtíme, jinde vysadíme nový – avšak mladá plantáž nemůže les, jehož jsme se zbavili, nahradit, může snad jen trochu uklidnit naše svědomí.

Důležitým ospravedlněním naší touhy po zachování lesa je skutečnost, že chceme mít prospěch z jeho produktů. Většině lidí – především těm, kteří chtějí či musí vydělávat peníze obhospodařováním lesa – přichází v této souvislosti na mysl dřevo. I když nám lidem lesy tak často stály v cestě, bylo to právě dřevo stromů, které umožnilo naše vítězné tažení světem.

Na počátku byl oheň. Umožnil nám připravovat stravitelnější pokrmy a dal nám k dispozici nové potraviny, které by bez tepelné úpravy byly jedovaté či těžko poživatelné. Díky ohni jsme mohli lovit a efektivně utvářet své životní prostředí. Dříví na zátop bylo první oporou schopnou učinit nás méně závislými na rozmarech přírody. Dovolilo nám proniknout do oblastí dříve lidskému životu nepříliš nakloněných. Energie, kterou stromy uložily, se dala dopravovat na jiná místa a tam ji bylo možné s časovou prodlevou zase uvolnit. Topné dřevo dávalo nám lidem šanci přestát chladná období a vnést světlo do temnoty domů a jeskyní.

Palivové dříví bylo rovněž první pohonnou látkou moderní doby. Spalování stromů pohánělo parní stroje a stálo tak v počátcích industrializace.² Poté co pálení dřeva mimo táborové ohně či útulná kamna a krby v průmyslových zemích poněkud vyšlo z módy, objevila v něm poslední léta údajně ekologické palivo, použitelné dokonce i k výrobě proudu ve speciálních elektrárnách.

I jako stavební materiál nám dřevo urovnávalo cestu k civilizaci. Zbraně, zemědělské náčiní, nádoby jako kupříkladu sudy a vědra, nábytek a v neposlední řadě domy, to vše lidem pomáhalo usnadnit si život a stát se o něco méně závislými na přírodě a na nepravidelném zásobování surovinami. Doba kamenná by se ve skutečnosti měla nazývat spíše „dobou dřevěnou“,³ protože spousta nástrojů a nářadí, jako byly sekery, šípy, luky a motyky, se vyráběla především ze dřeva a jen z malé části z kamene. Když lidé na území dnešní Anglie zhruba před 5000 lety transportovali desítky tun těžké kamenné bloky na vzdálenost až 250 kilometrů, aby si vytvořili jedinečné kultovní místo Stonehenge, mohlo se jim to podařit jen s pomocí dřeva. Tehdy muselo dojít k obrovským zásahům do lesů. Co ale mnozí z nás nevědí, nedaleko Stonehenge vznikla další svatyně s názvem Woodhenge.⁴

Zatímco kovy po jisté době vytlačily kámen z lidské technologie výroby nářadí, zůstalo dřevo i nadále všudypřítomné – nejen v podobě postelí, polic, beden a palet, ale i v produkci nástrojů vysoké kultury, jako jsou housle nebo klavíry. Aktuálně se dřevo považuje rovněž za obzvlášť moderní materiál pro stavbu budov.⁵ Veliké části lidstva skýtá dodnes v podobě trámů a latěk střechu nad hlavou a i tam, kde se staví ze skla, oceli a betonu, je nepostradatelné jako bednění či lešení.

Dřevo ale hrálo stěžejní roli také při naší cestě ke globalizaci. Bylo materiálem pro stavbu flotil, s nimiž se některé společnosti vydaly objevovat pro sebe svět a coby kolonizátoři si jej podmanit. To započalo už v antice a Středomoří je varovným příkladem, jak může stavba lodí a sídlišť, stejně jako zemědělství a získávání dřevěného uhlí, nenávratně poškozovat lesní ekosystémy, nebo je dokonce přivést k zániku.⁶ Osudy středomořského prostoru nám jasně ukazují, jak může ničení přírodních zdrojů přispět k oslabení a nakonec k rozpadu politických systémů. Za to, že tamní historie navzdory zkáze lesa pokračovala, vděčí tato oblast pouze dovozu surovin z jiných částí světa.

Nedostatek dřeva psal hlavně v Evropě dějiny životního prostředí. Ve více zemích byly lesy už počátkem novověku v tak bídném stavu, že se hospodářské a politické důsledky zdály být hrozivé.

Saský důlní specialista Carl von Carlowitz dosáhl proslulosti svou výzvou, aby se jeho současníci z ekonomických důvodů systematicky věnovali produkci dřeva. V roce 1713 uveřejnil svůj spis Sylvicultura oeconomica. Sice jím asi ještě neudeřila hodina zrodu koncepce trvalé udržitelnosti, nicméně šlo o vznik lesnictví ve smyslu plánovaného vysazování stromů, podobného pěstování zemědělských plodin, aby se tak umožnilo „udržovat“ zdroje dřeva pod kontrolou.

I přes tak letité úvahy a pokusy o řešení pokračuje zkáza lesa v celosvětovém měřítku především vlivem šíření zemědělství, podněcuje ji však též lačnění po vzácných pralesních dřevinách. Dokonce i v průmyslových zemích, jako je Německo, kde nedochází k překotnému nárůstu obyvatelstva, se lesy kácejí kvůli zakládání povrchových dolů či stavbě silnic. To tedy znamená, že tyto lesy pro společnost nemají žádnou cenu – anebo ve srovnání se zmíněnými alternativami nemají dostatečnou cenu.

Woodhenge je kultovní místo z kruhovitě uspořádaných dřevěných kůlů, vzdálené pouhé 3 kilometry od proslulého Stonehenge. Je důkazem toho, že dřevo mělo též nemalý kulturní význam. Protože běhu času dokázaly vzdorovat pouze jamky po původních sloupech, byla památka rekonstruována. 

Stát Bahia na východě Brazílie. Pobřežní deštný prales s neobyčejnou hojností druhů musel ustoupit chovu dobytka. (Pierre L. Ibisch, duben 2015) 

Už jenom z hlediska využívání dřeva je záhodno se intenzivně zasazovat o les a jeho přetrvání. Dávno je totiž jasné, jak dalece jsou fungující lesy součástí našeho globálního životního prostředí, takže bez nich bychom nemohli vůbec existovat. Jestliže takovou záruku lidské existence a našeho blaha ztrácíme, musí politici a ekonomové vlastně diagnostikovat selhání trhu a něco proti tomu podniknout. To se ale zatím víceméně neděje. Lesu se tudíž nedaří o nic lépe než ostatním složkám ekosystému, v nichž už delší dobu spatřujeme základy života, ať už jde o moře a jeho ryby, úrodné půdy, biodiverzitu, či světové klima.

A jak je to s už celá desetiletí vynakládaným mezinárodním úsilím o zastavení zkázy základů našeho bytí? Tak třeba Spojené národy svolaly v roce 1992 světový summit s tématem „Životní prostředí a rozvoj“. Výsledkem byly globální zákony týkající se životního prostředí, takzvané konvence. Ty se zaměřují na klima, rozmanitost biologických druhů či šíření pouští. Na jednacím stole spočinula také konvence zaměřená na zachování lesů, ta nicméně nebyla předmětem seriózních úvah. Je ale možná záchrana světa bez lesů?

Téma budoucnosti lesů má žel ještě horší pozici než ostatní oblasti politiky životního prostředí. Právě v případě lesa se jasně definované a víceméně časově limitované ekonomické zájmy zdají být obzvlášť neslučitelné s dlouhodobými cíli „udržitelnosti“. To platí hlavně v silně zalesněných zemích, jako jsou Brazílie, Kanada či Rusko. Těm je zatěžko se už jen rozhodnout pro efektivní zachování lesů, protože s přeměňováním lesa či využíváním dřeva se tam zjevně pojí mimořádně četné krátkodobé rozvojové alternativy a možnosti zisku. Avšak nejinak je tomu v průmyslových zemích, které už nedisponují velkými lesními plochami, natož aby z lesa čerpaly svoji ekonomickou sílu. Tak byly kupříkladu snahy Evropské komise o zavedení lesní strategie v Evropské unii bojkotovány členskými státy, mimo jiné i Německem, které to zdůvodňovaly nevyvážeností strategických řešení. Pohled na ekologické cíle (klima a biodiverzitu) je prý příliš jednostranný a nebere dostatečně v úvahu význam obhospodařovaných lesů a dřeva pro bioekonomii. A navíc tak jako tak nebylo v plánu nechat si od společenství do zacházení s lesy mluvit. Tytéž státy nicméně kritizovaly jiné země, třeba Brazílii, že pro zachování lesů nedělají dost.

Může snad být příčinou těchto krátkozrakých postojů fakt, že spousta lidí les ve skutečnosti vůbec nezná? Tady mohou následující stránky pomoci zjednat nápravu.

Ostrov Vilm v Baltském moři je od roku 1936 chráněnou oblastí, od roku 1959 byl pro veřejnost uzavřeným letoviskem vládních orgánů tehdejší NDR. V roce 1994 se stal součástí biosférické rezervace Jihovýchodní Rujana. Poslední velké kácení se datuje rokem 1527, v roce 1812 byla těžba dřeva zcela zastavena. Tento malý „prales“ je také evropskou oblastí ochrany ptactva, fauny a flóry. (Pierre L. Ibisch, květen 2017) 

Les je víc než jen úhrn stromů 

Lesy jsou ekosystémy. Výraz je odvozen z řeckého slova oikos, což znamená dům, domácnost. Systémy jsou organizované a uspořádané celky. To bez vysvětlení skutečně není snadné pochopit. Nějaké domácnosti v přírodě – co tam asi pohledávají? 

Je to téměř paradoxní. Pozemská příroda nás bezprostředně obklopuje a naše existence na ní zcela závisí. Jenže nám stále ještě chybí obecně srozumitelná slova, která by všem dávala jasně vědět, oč jde.

Pojem a koncept ekosystému toho skrývá tolik, že se často dopouštíme určitého zjednodušení, aby se dal používat i mimo odborné kruhy.

Ekosystém je často definován jako společenstvo neboli biocenóza složená z živých organismů a biotopu. Tato definice ovšem není v duchu původce této myšlenky Arthura Tansleye, který „vynalezl“ ekosystém právě proto, aby se vyhnul pojmu společenstvo. V podstatě mu šlo o systémové, tj. vzájemné působení, ne jen o součet jednotlivých částí.

Na jedné straně platí, že „les je něčím víc nežli úhrnem svých stromů“, na straně druhé se ekosystém nevytvoří automaticky tím, že budeme držet různé živé organismy na jednom a témže místě. Zoologické a botanické zahrady nejsou žádné ekosystémy, pro své zachování totiž vyžadují náročnou péči a údržbu.

Pochopit ekosystém je tak důležité, že se vyplatí podívat se na něj blíž. Přitom je třeba porozumět nejen centrálním složkám ekosystémů, nýbrž především procesům, které v nich probíhají, pohonné látce, která je udržuje při životě, jejich působení a jejich funkcím. Chápat a obhospodařovat takové ekosystémy, jako jsou lesy, neznamená ani tak znát co nejlépe detaily a jednotlivě je i zpracovávat, jako spíše myslet v souvislostech. V následujících kapitolách knihy se proto budeme zabývat mnoha fyzikálními, chemickými a biologickými skutečnostmi, které se s lesy pojí. Kdo chce žít ze stromů a lesů, ten nemůže přehlížet molekuly, pokud nechce ignorovat život jako takový. Avšak buďte bez obav, svoje místo tu má i člověk – jako součást ekosystémů. 

Poměr částí k celku 

Na tomto místě je záhodno vzpomenout Alexandra von Humboldta – následujme jeho „snahu chápat jevy fyzické skutečnosti v jejich všeobecných souvislostech, přírodu jako vnitřními silami rozpohybovaný a oživený celek“. I když jde zdánlivě „jen“ o les, měli bychom se cítit zavázáni Humboldtovu kosmickému chápání vědy: „Jednotlivosti ve vědění o přírodě jsou ve své vnitřní podstatě silou osvojování schopny se vzájemně oplodňovat“1 a „v učení o vesmíru se jednotlivé vnímá pouze v jeho poměru k celku, jako součást světových jevů.“²

1 A. von Humboldt (1845): Kosmos. Entwurf einer physischen Weltbeschreibung. Úplné vydání ve 2 svazcích, H. M. Enzensberger, Eichborn, Frankfurt nad Mohanem, 2004, s. 3.

2 Tamtéž, s. 25. 

Lesy jsou systémy 

„Je načase nahradit čistě redukcionistické, molekulární nazírání novým a skutečně celostním vnímáním živého světa, pro něž budou stát v popředí evoluce, emergence a biologii vlastní komplexita.“

Carl Woese (2004)¹

Slovo „systém“ používáme v běžném jazyce dosti často. Ve starořečtině označoval výraz systema „organizovaný, z jednotlivých částí se skládající celek“. Sloveso synistanai znamená „skládat, organizovat, dávat do pořádku“. Význam ve smyslu „řada souvisejících principů, faktů, idejí atd.“ se prvně objevuje po roce 1630. Užívání tohoto pojmu pro „zvířecí tělo jakožto organizovaný celek, sumu životních procesů v organismu“ je doloženo od osmdesátých let téhož století.²

Už počínaje antikou se lidé ptají, proč vůbec existuje v přírodě řád, jakou cestou vznikají formy a jak to všechno do sebe zapadá. Avšak teprve ve století dvacátém vznikla všeobecná teorie systému, jejímž tvůrcem byl Ludwig von Bertalanffy.³ Inspirovala četná vědní odvětví a vedla ke zcela novému způsobu myšlení v souvislostech. Systemika je základním předpokladem vědy o „domácnosti“ přírody – ekologie.

Systémy se skládají z komponent (složek), které na sebe vzájemně působí. Vstupují do rozličných interakcí a výměn, které mají svoje důsledky, z nichž nejdůležitější je skutečnost, že tyto komponenty vytvářejí větší celek, jenž má zcela jiné vlastnosti. Tomuto jevu se říká emergence. Systémy mají nově vznikající, tj. emergentní vlastnosti. Systémy mohou být oživené a neoživené. Neoživené systémy jsou kupříkladu atomy nebo molekuly, tvořené jednotlivými komponentami, jež se mohou navzájem přitahovat a vstupovat do vazeb. Když spolu například dva atomy vodíku a jeden atom kyslíku zreagují a vznikne molekula, objeví se voda. Z neviditelných plynů se při určitých teplotách rodí viditelná kapalina s emergentními vlastnostmi, které s vlastnostmi oněch původních plynů nemají nic společného.

Z jednotlivých atomů uhlíku slučováním vznikají diamant, grafit nebo fullereny. Tři různé látky měkké či tvrdé, rozpustné či nerozpustné, vodivé či nevodivé. Už jen cenový rozdíl mezi téměř bezcenným grafitem a tolik ceněným diamantem může sotva být větší: 20 gramů grafitu stojí 50 centů, cena dvacetigramových diamantů se může vyšplhat na desítky milionů eur. V případě uhlíku rozhoduje o emergentních vlastnostech látky prostorové uspořádání a způsob, jímž se atomy navzájem spojují. Už tady docházíme k překvapivému poznání: vlastnosti jevu neurčují dílčí části, nýbrž jejich souvztažnosti!

Uhlík má pro život – v tom nejskutečnějším slova smyslu – elementární význam. A když se k šesti atomům uhlíku přidruží dvanáct atomů vodíku a šest atomů kyslíku, může vzniknout glukóza neboli hroznový cukr.

V přírodě je tato chemická reakce základem téměř veškerého života, který známe. Jsou to jednobuněčné řasy a chloroplasty v zelených rostlinách, které nejprve postupně rozkládají vodu na vodík a kyslík, načež spustí reakci oxidu uhličitého, molekuly skládající se z atomu uhlíku a dvou atomů kyslíku, s vodíkem, aby nakonec vznikla glukóza a opět voda. Potřebují k tomu světelnou energii, která pochází ze Slunce. Jako odpadní produkt se uvolňuje kyslík. Proces se nazývá fotosyntéza, doslova „skládání světlem“.

Se svou velikou silou a přizpůsobivostí dokážou lesy obsadit i ta nejnemožnější stanoviště. „Skalní buk“ v pralese Monte Cimino v italském Laziu patří ke světovému kulturnímu dědictví UNESCO „Původní bukové lesy Karpat a dalších oblastí Evropy“. (Pierre L. Ibisch, září 2018) 

Jiné organismy, jako třeba živočichové, mohou ve svých buňkách nechat proběhnout řetězec chemických reakcí, které dokážou fotosyntézu takřka obrátit: rozkládají glukózu za pomoci kyslíku a produkují přitom vodu a oxid uhličitý. Umí tak pro svůj život získávat energii, která byla předtím rostlinami vložena do molekuly cukru. Tento proces se označuje jako dýchání. Všechny živé organismy jsou samy o sobě systémy, které existují a fungují díky součinnosti svých molekul a buněk. Ve chvíli, kdy tato spolupráce ustane, organismy umírají a rozpadají se na prvočinitele.

Přísně organizované interakce molekul v organismech, které spolu mají co do činění – v našem případě jeden požírá druhý –, vedou k emergentním vlastnostem nejen samotné živé bytosti, ale i většího systému. V daných souvislostech to znamená, že neživé prostředí z hornin, vody a plynů v atmosféře se stává prostředím živým – biosférou. Živé organismy ovlivňují své prostředí. Když rostliny produkují více kyslíku, než kolik ho živočichové zpětně vstřebávají, mění se složení atmosféry. K tomu došlo poměrně dramaticky na počátku vývoje rostlin. Po rozvoji fotosyntézy se zhruba před 2,2 miliardy let v atmosféře nahromadil dosud neznámý plyn, kyslík.⁴ Ten je velmi reaktivní: způsobuje například rezavění železa, a když se setká s vodíkem, dojde k explozivní reakci a vznikne voda. Pro rané organismy byl tento agresivní kyslík zpočátku jedem, takže se mu nejprve musely přizpůsobit a vyvinout strategie, jak ho učinit neškodným – až se na něm staly závislé.

To je pro systémy typické: emergentní vlastnosti mohou vyvolat další důsledky a řetězové reakce, které nezřídka zpětně působí na svého původce. Tomu se říká zpětná vazba. V tomto případě život „vynalezl“ fotosyntézu a vypustil spolu s cukrem do oběhu živiny, které umožnily vznik nových forem života, jako jsou například živočichové. Tak život udílením „licencí“ novým organismům sám sebe posílil, respektive zkopíroval: to je pozitivní zpětná vazba. Pro „starousedlíky“ nicméně zase tak pozitivní nebyla. Jednobuněčné organismy ze skupiny archeí, jež stály na počátku evoluce všech ostatních tvorů, byly vytlačeny do míst, kde se pro ně jedovatý kyslík nevyskytuje. Žijí kupříkladu v horkých pramenech nebo, od té doby, co existují zvířata, v jejich střevech (což se zdá být tak trochu nedůstojné „vynálezců“ života).

Kyslík se brzy stal motorem evoluce.⁵ Život se svým vlastním produktem neotrávil, spíše jím připravil základ pro opravdovou explozi nejrozmanitějších forem. Až do té doby vděčily všechny organismy za svou existenci rozkladu anorganických molekul, například sulfátů. Poté spustil vývoj obou klíčových inovací – fotosyntézy a dýchání – pravidelnou eskalaci zpětných vazeb.

Nejrůznější vzájemné vztahy a vlivy uvnitř systémů – reakce, protireakce, zpětné vazby – dávají navíc vzniknout klíčové systémové vlastnosti, kterou bereme jako danou. Systémy se totiž organizují samy, aniž by jim to muselo být nařízeno zvenku. Jednotlivé části se setkávají a vstupují do interakcí, čímž se utváří řád a často se dochází také k procesům, které stávající pořádek a organizaci ještě posilují a stabilizují. Moment – molekuly v našem těle spolupracují a udržují nás při životě, aniž by jim to bylo centrálně a detailně odněkud přikazováno a řízeno? Nejsou tu zapotřebí síly, které tomu všemu šéfují? Malé strpení, i tuto mlhu rozptýlíme.

Ekosystém vzniká z rozličných živých organismů, které organizovaně vstupují do vztahů a vzájemně na sebe působí.

Uspořádání a stavba systému však nepodléhají tak přísným parametrům jako jeho jednotlivé složky. I tak se ale ekosystémy mohou stát většími celky. Lesní ekosystém se liší od bažinného či stepního ekosystému zastoupenými biologickými druhy, vnějším vzhledem a speciálními funkcemi. Protože spolu vnitřní komponenty systému navzájem reagují mnohem intenzivněji než s faktory mimo systém, vznikají více či méně zřetelné hranice. Ty jsou ale přesto otevřené. Pták může přeletět z lesa na blízkou pláž, písek z ekosystému dun může vítr odvát do sousedního borového háje. I tak ale zůstane les lesem a duny dunami. Nicméně i tady vyvstává táž otázka, jako v souvislosti s naším tělem: Jak se takové systémy udržují a organizují?

Podívejme se na jeden z těchto systémů, konkrétně na les, poněkud důkladněji. Jeho nejnápadnějším znakem jsou stromy. Ční vysoko nad zemí, a tím i nad jiným rostlinstvem, takže jde o systémový proces par excellence. Zelené plochy potřebují sluneční světlo; čím více ho mohou mít, tím lépe. Je tudíž nabíledni, že se v průběhu evoluce vytvořily konstrukční materiály umožňující rostlinám být větší, a tudíž ničím nestíněné a blíž světlu, a vyvinout korunu, jež se rozroste do mnohem větší šíře, než by jim dopřávalo místo, na němž zakořenily.

Díky celulóze, a především díky ligninům čili vývoji dřeva, mohly rostliny vytvářet skutečné věže – zrodily se stromy. Ligniny (z latinského lignum, tj. dřevo) jsou komplexní organické molekuly složené z více stavebních prvků. Ukládají se v buněčných stěnách, jimž tak dávají větší pevnost. Tvoří až třetinu sušiny dřevnatých rostlin a patří tak v přírodě k nejčastěji se vyskytujícím látkám produkovaným živými organismy. Vznik stromů si můžeme představit jako jakési evoluční závody ve zbrojení. Stín prvního stromku přinesl nevýhody rostlinám držícím se při zemi, které tato situace přiměla k tomu, aby rovněž vytvářely konstrukce ženoucí do výšky a možná také rychleji rostly. Rychlý růst snižuje stabilitu rostlin, čemuž lze zabránit pouze vyšší investicí materiálu. To všechno ale něco stojí – a už tehdy se jako dnes řešila otázka, jak nalézt levnější alternativy.

Některé rostliny, jako třeba liány, si to usnadnily a jaly se šplhat vzhůru po stromech. Jiné, takzvané epifyty, si udělaly pohodlí přímo nahoře na kmenech stromů či ve větvích korun. Proč by měly investovat do utváření kmene, když už to udělal někdo jiný? Má to ovšem háček: životní podmínky jsou nahoře o poznání drsnější než u země. Rostliny potřebují kromě světla a vzduchu také vodu a živiny. Bez kontaktu s půdou je obtížné se k nim dostat, pokud ovšem nejste obzvlášť vynalézaví. Hezkým příkladem jsou bromélie, rostliny příbuzné ananasu. Některé z nich vytvářejí ze svých listů veliký trychtýř, do něhož chytají dešťovou vodu – v závislosti na druhu jí může být i mnoho litrů. A protože sedí takříkajíc na nesprávném místě, to znamená nikoliv dole u kořenů, nýbrž nahoře, přijímají vláhu zkrátka přes listy.

Jiné rostliny zvolily během evoluce přesně opačnou taktiku a zahájily své soupeření o světlo vlastně v jeho cíli: nejprve vyklíčí nahoře na stromech, kam se jejich semena dostanou třeba ptačím transportem, pak spustí kořeny k zemi a zesílí. Takové „poloviční“ epifyty mohou v extrémním případě svého někdejšího hostitele zcela obrůst, zadusit jej a zaujmout tak fakticky jeho místo – to dělají „škrtiči“ z řad fíkovníků. Ty lesní rostliny, které nevytvářejí kmen a setrvají na zemi, musí vzít zavděk tím, že budou mít světla poskrovnu, anebo využít pro ně v tomto směru příhodnější čas, kdy stromy – buď zjara, nebo za sucha – listy nemají.

Veškeré tyto inovace v ekosystémech se odehrávají prostřednictvím souhry mutací čili změn v genetických programech, které v sobě uchovávají řešení různých životních úkolů, a díky přírodnímu výběru: to, co se osvědčí, postupuje dál. Čím více změn a výzev systém navozuje, tím intenzivněji se musí jeho složky „dřít“ a nalézat řešení. Vznik stromů a trojrozměrné struktury lesů nesmírně nažhavil evoluci růstových forem a rozšířil škálu životních strategií rostlin – jde o další příklad eskalace zpětnovazebních procesů.

Výhoda možnosti stát se stromem je tak značná, že tato varianta růstu během evoluce vykrystalizovala v mnoha na sobě navzájem nezávislých scénářích. Stromovité organismy nepocházejí z jediného „prapředka“, naopak vznikaly z kapradin, z přesliček, z rostlin příbuzných jehličnanům i z kvetoucích druhů nezávisle na sobě a vícekrát. První stromy se objevily v období devonu, před zhruba 400 miliony let (Cladoxylopsida).⁶ Eospermatopteris, rostlina s kapraďovitými listy, dosahovala výšky 30 i více metrů. V karbonu, před zhruba 300–360 miliony let, existovaly rozsáhlé bažinaté lesy tvořené stromy Sigillaria a Lepidodendron, což byli příbuzní plavuní s kůrou zdobenou vzory ve tvaru knoflíků či kosočtverců. Jejich zbytky ještě dnes v přehojném množství spočívají pod zemí, odkud je vynášíme na denní světlo v podobě černého uhlí. V období dinosaurů nazývaném jura se zrodily první jehličnaté stromy, už blízké těm dnešním. Tak se i některé až 170 milionů let staré fosilie jinanů (Ginkgo) podobají svému jedinému dnes žijícímu příbuznému.⁷

Vznik stromů dal evoluci na planetě Zemi zcela nový směr: stromy začaly zasahovat do klimatu. V období karbonu vznikly tím, že stromy prvních velkých lesů přijímaly obrovské množství oxidu uhličitého a jejich kmeny se v bažinách rozkládaly jen neúplně, vůbec poprvé velké zásobárny uhlíku, jejichž původci byly suchozemské organismy. Uhlík má nejenom stěžejní význam jakožto stavební prvek života, nýbrž – ve spojení s kyslíkem či vodíkem z atmosféry – zásadním způsobem ovlivňuje životní podmínky na naší planetě. 

Oxid UHLIČITÝ: Malá molekula, velké důsledky 

Molekula CO2 je čímsi naprosto zvláštním, protože odlišně zachází s různými světelnými a tepelnými paprsky. Dlouhovlnné světlo a teplo absorbuje, krátkovlnné světlo nikoliv. Důsledkem je, že energeticky bohaté záření z vesmíru proniká na zemský povrch jako přes skleněnou tabuli, velká část tepelných paprsků odražených od zemského povrchu ale zůstává uvězněná ve skleníku atmosféry, jenž Zemi obklopuje. To vede k oteplení, a proto koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře reguluje teplotu. Oxid uhličitý se z nitra Země uvolňuje například při sopečných erupcích.

Pokud by se oxid uhličitý zase někde neukládal, museli bychom počítat s neustálým oteplováním. K vázání oxidu uhličitého dochází mimo jiné ve vápenatých schránkách mořských živočichů, jako jsou dírkonošci, měkkýši atd. – voda, vápenaté soli a CO2 spolu reagují a vytvářejí uhličitan vápenatý. Když potom tyto schránky klesnou na mořské dno, tvoří se vápenec, který může oxid uhličitý vázat po stovky milionů let a bránit mu ve vstupu do atmosféry. Jiný mechanismus odchytu uhlíku se odvíjí přes fotosyntézu rostlin, které vyrábějí ze vzduchu a vody cukr a pokládají tak základní kámen pro veškerou tvorbu biomasy.

V dřívějších vývojových fázích Země byla koncentrace CO2 v atmosféře podstatně vyšší: před zhruba 60–52 miliony let připadaly 2000 z každého milionu částic v atmosféře právě na oxid uhličitý (takže 2000 miliontin čili ppm, respektive 2 %). Když atmosféra obsahovala hodně CO2 a na Zemi bujela vegetace, stoupala i hladina kyslíku. To způsobilo, že hmyz, jako například vážky, mohl nabýt gigantických rozměrů, takže rozpětí křídel některých druhů dosahovalo až 70 centimetrů.¹

V období před 55–40 miliony let došlo ke skokovému úbytku CO2 v atmosféře, možná v důsledku jeho sníženého uvolňování geologickými procesy. Zhruba před 24 miliony let se koncentrace CO2 v atmosféře podle všeho ustálila pod 500 ppm a stala se podstatně stabilnější než předtím.²

V rámci výzkumu klimatických změn vědci intenzivně zkoumali spojitosti mezi globálními teplotami a koncentrací oxidu uhličitého. S představou skleníku v mysli rozlišovali mezi horkými, teplými, chladnými a ledovými obdobími. Rozdílné klimatické periody byly mimo jiné výsledkem vzájemného působení geologických událostí, polohy kontinentálních tektonických desek, slunečního záření, tvorby ledu a ledovců i rozvoje vegetace. Rovněž vývoj klimatu je systémový proces, vyplývající ze vzájemného působení jednotlivých komponent. Důsledek byl, že se neopakovaly stále stejné klimatické poměry, nýbrž permanentně vznikaly zcela nové situace.

Od dob dinosaurů (období křídy) převládaly po mnoho milionů let teplé a horké fáze, kdy byly teploty o více než 5–10 °C vyšší než dnes. Před 34 miliony let se skleník změnil v lednici: teploty prudce poklesly, Antarktidu pokryl ledovec. Pro pozdější ledové doby bylo příznačné, že se ledovce tu více, tu méně rozšířily také na severní polokouli. Periodicky se vracející doby ledové se staly důležitým stimulem biologické evoluce a ekologických procesů v Severní Americe a Eurasii. Značný dopad měly rovněž v tropech, protože během chladných období celosvětově ubylo srážek.

Před zhruba 3,3 milionu let vstoupily klima, atmosféra a biosféra do stadia, jaké tu ve srovnání s posledními 60 miliony let, ba dokonce s mnohem delším obdobím, ještě nikdy nebylo.3 Krom rozdělení světadílů na zeměkouli byl pro novou situaci důležitý také život.

1 C. Barras (2019): Scientists have discovered the world’s oldest forest – and its radical impact of life. Science: 10.1126/science.aba6333.

2 P. Pearson, M. Palmer (2000): Atmospheric carbon dioxide concentrations over the past 60 million years. Nature 406: 695–699. 10.1038/35021000.

3 T. Westerhold et al. (2020): An astronomically dated record of Earth’s climate and its predictability over the last 66 million years. Science 369: 1383–1387. 10.1126/science.aba6853.

Stáří 15–20 milionů let: Fosilní stromy nám vyprávějí o dávných lesních ekosystémech. „Kamenný les“ v Sigri na řeckém ostrově Lesbos tvořily za jeho života mimo jiné borovice, cedry, sekvojovité jehličnany, habry, olše, duby, vavříny, skořicovníky a topoly. Takový subtropicko-tropický les již dnes v Evropě nenajdeme. (Pierre L. Ibisch) 

Oxid uhličitý (CO2) a metan (CH4) jsou důležité skleníkové plyny, díky nimž panuje na planetě Zemi teplota vhodná pro život.

Skutečnost, že dějiny planety zaznamenaly zrod na uhlík bohaté a kořeny prorostlé půdy, patrně přispěla k tomu, že obsah oxidu uhličitého v atmosféře poklesl, čímž se změnilo také klima. V silurském období (před 444–419 miliony let) byly půdy už pozoruhodně hutné a do hloubky prostoupené kořeny. V devonu (před 419–360 miliony let) už dřevité rostliny a stromy převládly, což vedlo k ještě vyšší spotřebě uhlíku a patrně alespoň zčásti zapříčinilo pozdější doby ledové (od 34 milionů let před naší současností).⁸

Největší výzvou během vývoje stromů ale nebylo utváření solidních a trvanlivých kmenů, nýbrž zásobování vodou od kořenů vzhůru do listů. Také v této souvislosti se v lese projevily mimořádně významné systémové důsledky a nově vznikající vlastnosti. První jednobuněčné rostliny pluly ve vodě, kterou jim stačilo pouze přijímat. Na souši musely rostliny začít s vodou hospodařit. Její příjem zpočátku probíhal víceméně pasivně. Mnohé mechy mohou zcela nasáknout vodou a zase vyschnout, aniž by odumřely. Moderní rostliny vyvinuly něco jako vodovodní potrubí, aby se vláha dostala od země do místa fotosyntézy. V listoví se odpaří a vzniká tah, nasávání dodávající další vodu. Pro velké, i více než 100 metrů vysoké stromy je to nicméně čím dál tím obtížnější.

S velikostí stromů pochopitelně stoupá také spotřeba vody – celková plocha listů vzrostlého buku může přesáhnout 1000 čtverečních metrů. To znamená, že prorůstání kořenů půdou musí být mnohem rozsáhlejší, než je tomu u trav a bylin ve stepích. Kořeny musí především sahat hlouběji, což je navíc nutné také pro ukotvení obrovských kmenů. Navíc pevnější zakořenění způsobuje změny v samotné půdě. Zvětrávání hornin se urychluje, půda je kypřejší, provzdušněná a obohacená výměšky s obsahem živin.

S prvními stromy a lesy vzniklo nejenom nové životní prostředí na zemském povrchu, nýbrž i celé podzemní království živoucích forem, takzvaná rhizosféra⁹ – kořeny prostoupená oživlá půda. Zrod lesů započal v bažinách a na úrodných půdách, stromy ale se zpožděním, ve středním karbonu, dokázaly osídlit též živinami neoplývající jílovité půdy a křemičité písky.

Je třeba si vždy znovu připomínat, že evoluce je neuvěřitelně dynamický proces odehrávající se v systémech. Evoluční teorie se dlouho prezentovala jako vyprávění o procesu utváření druhů, takže převládal dojem, že se evoluce týká výhradně rostlin a živočichů. Ve skutečnosti však biologickou evoluci vždy doprovází evoluce ekologická. Změnily se tudíž nejen jednotlivé komponenty, nýbrž i rozsáhlejší celek, prostředí obklopující živé organismy a vzájemné vztahy mezi nimi.

Zvlášť zřetelně se po objasnění několika málo příkladů ukazuje, že určité vlastnosti organismů vytvářejí nové podmínky pro jejich vlastní prospívání, stejně jako dosud nebývalé životní prostředí a nové možnosti vzájemného ovlivňování s jinými organismy a mezi nimi. Jednoduše řečeno, s vývojem nového typu životního prostředí – lesů – vzrůstala také rozmanitost živočišných druhů na planetě.¹⁰

A ještě něco je jasné: v systémech s velice početnými komponentami existuje veliká spousta možností jejich vzájemného ovlivňování. Už vás pomalu jímá závrať? Nás také, a proto je načase popřemýšlet o komplexitě.

Lesy jsou nepředvídatelné 

Zjistili jsme tedy, že lesy jsou komplexní systémy, v nichž je navzájem propojeno velice mnoho rozličných komponent. Proto je někdy opravdu nesnadné jim porozumět.

Mnoho částí, ještě více interakcí 

U komplexních systémů nelze z jejich vlastností bezprostředně usuzovat na jejich chování. Takže se dočkáme mnohých překvapení. Jednodušší systémy jako třeba atomy, tvořené elektrony, protony a neutrony i jejich jednotlivými částmi, jako jsou kvarky, mohou být ještě poměrně snadno předvídatelné. Rozmanitost možných druhů atomů se při 118 dosud známých chemických prvcích drží v určitých mezích.

Z nich 94 se vyskytuje v přírodě, 83 existuje už od vzniku planety, ostatní vyrobili lidé. Z těchto prvků – jako jsou vodík, kyslík, uhlík, dusík či železo – vzešlo všechno, co tvoří hmotu: veškeré plyny, tekutiny i pevné látky. Jak již zaznělo, určitá rozmanitost přichází do světa už s relativně jednoduchými atomy (vzpomeňme na uhlík, nabývající mimo jiné podoby diamantu a grafitu). Atomy mohou mít v závislosti na okolnostech při stejném počtu protonů různé zastoupení neutronů. Takové atomy, označované jako izotopy, mají poněkud odlišné vlastnosti, například atomy kyslíku (jež mají vždy 8 protonů) s 10 neutrony (¹⁸O) jsou o něco těžší než ty, které neutronů obsahují jen 8 (¹⁶O). 

Celek a části: Kolik molekul vlastně existuje?

A z kolika atomů a molekul se skládají živé systémy?

V molekulové databázi zaznamenali chemikové 2,5 milionu druhů molekul ze 17 atomů. V souvislosti s farmaceutickým výzkumem bylo vypočteno, že na základě 17 atomů – a sice výhradně uhlíku, dusíku, kyslíku, křemíku a halových prvků – může vzniknout 166,5 miliardy různých molekul. Syntetická chemie dosud vytvořila přibližně 60 milionů sloučenin.¹

Živé organismy a nejdůležitější organické molekuly se nicméně zakládají na mnohem menším počtu prvků a molekul, které se spolu nemohou libovolně slučovat. Lidský organismus je utvořen z nepředstavitelného počtu atomů (7×10²⁷), ale jen z mála stavebních prvků: 

kyslík – 65 % (24 % atomů) 

uhlík – 18 % (12 % atomů) 

vodík – 10 % (62 % atomů) 

dusík – 3,2 % (1,1 % atomů) 

vápník – 1,5 % (0,22 % atomů) 

fosfor – 1 % (0,22 % atomů) 

To znamená, že 99 % pokrývá pouhých šest prvků. K tomu přistupuje ještě 11 prvků stopových. Viděno z tohoto úhlu je naše tělo obdivuhodně komplexní. 

1 L. Ruddigkeit et al. (2012): Enumeration of 166 billion organic small molecules in the chemical universe database GDB-I. Journal of Chemical Information and Modeling 52: 2864–2875. 

Rozmanitost vlastností hmoty narůstá, když se spojují rozdílné atomy. Chemikové studují, jak spolu prvky vstupují do interakcí – slučují se do molekul vody, sulfátů či glukózy.

Biodiverzita: Rozmanitost života 

Podívejme se na příkladu nás lidí na to, jak vzniká komplexita živých organismů. Velké počty atomů a molekul tvoří buňky, které se organizují do tkání a orgánů. Počet těchto buněk v lidském těle je rovněž velmi značný:¹¹ 3,72 bilionu. I za předpokladu, že každá buňka nemůže vstoupit do vztahů vzájemného ovlivňování se všemi ostatními buňkami, počty možných interakcí a procesů v našem těle vyloženě ex- plodují.

A komplexita ještě narůstá, když se vydáme na další úroveň. Máme tu zhruba osm miliard lidí, kteří potenciálně mohou vstupovat do vzájemných interakcí nejen spolu, ale i s ostatními živými organismy na planetě, vytvářejícími s nimi globální ekosystém. Člověk je pouze jedním ze snad až deseti milionů různých druhů¹² (z nichž ale podle odhadu nebylo 86 % na souši a 91 % v oceánech dosud objeveno a vědecky popsáno). Všechny tyto druhy jsou stejně jako Homo sapiens tvořeny tisíci, miliony, miliardami, biliony jednotlivých živých entit.

Většinu dodnes neznámých zvířecích a rostlinných druhů lze objevit v tropech. Poněkud překvapivé může být, že dokonce ani ve velice důkladně prozkoumaných evropských zemích některé skupiny organismů zjevně nejsou dostatečně známy. Vědci v rámci studie prováděné v jižním Německu zjistili, že u čtyř čeledí řádu dvoukřídlých (konkrétně smutnicovitých, bejlomorkovitých, pakomárovitých a hrbilkovitých) je patrně ještě 1800–2200 druhů neznámých.¹³

Další studie se zaměřila na houby způsobující choroby dřeva třešní v Německu. I zde byly výsledky ohromující: celkem 82 druhů bylo identifikováno s vysokou a 20 druhů s nízkou jistotou; kromě toho asi 70 druhů nebylo možné přiřadit k žádnému známému druhu, což ukazuje, že třešňové dřevo i v tak dobře probádané oblasti, jakou je Německo, představuje životní prostředí, v němž přebývá značný počet dosud nepopsaných druhů.¹⁴ To platí pro všechny typy prostředí, pokud bychom je podrobili bližšímu průzkumu.

Taxonomie: Život dostává jméno 

Švédský biolog Karl von Linné zavedl ve čtyřicátých letech 18. století systematické pojmenovávání druhů. Druhy, u nichž se předpokládala blízká příbuznost, se slučovaly do rodů s latinskými názvy. Všechny duby se například přiřazovaly k rodu Quercus. Druhové označení odpovídá křestnímu jménu u člověka, avšak stojí na druhém místě. Quercus rubra je tedy dub červený, dub korkový se jmenuje Quercus suber. V průběhu oněch 250 let od počátků taxonomie bylo mimochodem dodnes identifikováno a klasifikováno jen 1,2 milionu druhů – méně než 15 % v roce 2011 odhadovaného celkového počtu. A jestli nevymřely… tak by při dosud zaznamenaném objevitelském tempu trvalo ještě půl tisíciletí, než by byly podchyceny všechny.¹

Dříve se druhy klasifikovaly na základě svého vzezření a typických znaků, aby pak přicházely rostoucí měrou ke slovu genetické metody, umožňující kvantitativní srovnání podobnosti dědičného materiálu.

Dlouho se vycházelo z předpokladu, že nové druhy vznikají štěpením druhu původního. To je nepochybně důležitý proces při utváření biologické rozmanitosti, nicméně se dochází ke stále hlubšímu poznání důležitosti inovací cestou kooperace, kombinace a fúze mezi různými druhy i uvnitř nich. Čím více víme o tom, jak velice na sebe organismy vzájemně působí, spojují se a vyměňují si genetický materiál nehledě na druhové hranice, jak se slučují a spolčují s cílem stát se metaorganismy, tím obtížnější definice jednotlivých druhů je.

1 L. Sweetlove (2011): Number of species on Earth tagged at 8,7 million. Nature 10.1038/news.2011.498. 

Jen v roce 2019 bylo popsáno zhruba 1900 nových druhů hub.¹⁵ V rámci jedné z mnoha publikací na toto téma bylo představeno nejenom 72 předtím neznámých druhů, nýbrž i 28 nových rodů, to znamená forem, jež se opravdu zřetelně liší od těch dosavad známých.¹⁶ Sem patří mimo jiné i nálezy z Německa, jako třeba rod Jeremyomyces, rostoucí na větvích vrby bílé, Piniphoma na pozůstatcích borového dřeva a Typhicola na listech orobince. Další nové druhy byly objeveny kupříkladu na listech či větvích ořešáku královského, olše lepkavé nebo dubu letního. Vedle Německa se 47 druhy patřily do první desítky území s největším počtem nově objevených hub další evropské země Itálie (63) a Španělsko (75).¹⁷ Zatímco u rostlin máme celosvětově popsanou více než polovinu druhů, v případě hub je ještě více než 90 % druhů neznámých – takže skoro všechny.¹⁸

Tím ale ještě nejsme u konce. Výše zmíněný odhad deseti milionů druhů na celém světě nezahrnuje živé organismy bez buněčného jádra, to znamená veškeré bakterie. Tam je rozlišování druhů žel ještě obtížnější než u jiných organismů. Rozmanitost je tak obrovská, že snadno ztrácíme přehled. Badatelé si ve vztahu k bakteriím nezřídka vypomáhají pojmem „taxonomických jednotek“.

Právě v království bakterií, u nichž přesně nevíme, jak je lze vůči sobě navzájem jakožto druhy vymezit, se vyskytuje nejvíce jednotlivých exemplářů. V jedné norské studii se zkoumalo 30 gramů povrchové vrstvy půdy z bukového lesa. V každém gramu zeminy bylo napočítáno 1,5 miliardy bakterií! Badatelé konstatovali, že by se tyto malinkaté bytůstky daly roztřídit do zhruba 40 000 často se vyskytujících „druhů“.¹⁹ Se zohledněním dalších, vzácnějších, těžko doložitelných „druhů“ se odhaduje, že by ve třicetigramovém vzorku půdy mohl žít až milion druhů bakterií.²⁰ V tomto ohledu se ale názory stále ještě různí: jedna aktuální studie vychází u bakterií v celosvětovém pohledu z menšího počtu, konkrétně z 0,8–1,9 milionu taxonomických jednotek.²¹

Pokaždé znovu nás může ohromit (nebo také vyděsit), že my lidé sice masivně přetváříme biosféru a – v neposlední řadě i námi vyvolanou klimatickou změnou – globálně a zásadně podrýváme podmínky potřebné pro život a vývoj, avšak pořád ještě nejsme schopni zodpovědět principiální otázku, kolik forem života vlastně existuje. V případě tak těžko rozlišitelných jednobuněčných organismů to ještě lze jakž takž pochopit – víme ale tedy alespoň, kolik je různých stromů, které utvářejí lesy naší planety? Odpověď zní ne, nevíme. Obsáhlá mezinárodní studie provedená na bázi velkého souboru dat došla naopak k závěru, že ještě existuje zhruba 9200 druhů stromů, které vědci teprve musí objevit.²² Dosud je na světě popsáno kolem 64 000 druhů stromů, z nichž 43 % se vyskytuje v Jižní Americe, 22 % v Eurasii, 16 % v Africe, 15 % v Severní Americe a 11 % v Oceánii.²³ Jen v samotné Jižní Americe se očekává, že k dosud popsaným 27 000 druhů ještě přibyde zhruba 3900 dalších.

Vědecké kruhy zveřejňují popisy nových druhů stromů neustále. Někdy je pojmenovávají po známých osobnostech, což může přispět k tomu, aby si širší veřejnost uvědomila, že tyto naše největší pozemské souputníky teprve postupně poznáváme. Tak počátkem roku 2022 proběhla tiskem zpráva o novém druhu z čeledi láhevníkovitých Uvariopsis dicaprio v kamerunském pralese Ebo.²⁴ Jeho objevitelé tak uctili amerického herce Leonarda di Capria, intenzivně se za- sazujícího o ochranu přírody v této oblasti. Zmíněný strom je skutečně příkladem četných druhů, které, sotva jsou objeveny, už stojí na červených seznamech ohrožených forem života. Mnohé z nich jsou velice vzácné a často bývají rozšířeny pouze na malém teritoriu v botanicky málo probádaných oblastech.

Někdy jsou tyto endemické nové druhy rozlohou omezených regionů opravdu jedinečné, bez bližšího příbuzenstva, takže botanikové zároveň s jejich popisem etablují hned i nový rod.

To byl také případ stromu Aenigmanu alvareziae z peruánského národního parku Manu, popsaného v roce 2021.²⁵ Objevy nápadných nových druhů se ale uskutečňují také v mnohem lépe poznaných oblastech. Tak byl v australském Queenslandu roku 2021 nalezen nový druh Endiandra wongawallanensis z čeledi vavřínovitých.²⁶ Existuje pouze 1000 exemplářů tohoto stromu.²⁷ Jen několik desítek přeživších vykazuje další kandidát: byl objeven roku 1994 v australském národním parku Blue Mountains a dostal jméno Wollemia nobilis. Tento strom patří do skupiny araukárií a je živoucí fosilií – předtím byl znám pouze ze zkamenělin starých miliony let.

Skutečnost, že je počet druhů stromů v lesích naší planety velmi rozdílný, má nejrůznější příčiny. Většinu druhů najdeme ve vlhkých tropech. Sluneční energie, nutná k tomu, aby rostliny prospívaly, je tu k dispozici v nejvyšší míře, což obzvlášť intenzivně probouzí možnosti evoluce, především je-li k dispozici dostatek vody. Počet druhů navíc stoupá i díky mnohotvárnosti terénu, klimatu a půd.

Nároky kladené na život na suchých a chladných hranicích polopouští, vysokohorských i polárních oblastí jsou tak značné, že tam lze vyvinout jen poměrně málo řešení umožňujících růst stromů. K tomu přistupuje skutečnost, že klima těchto hraničních zón v minulosti nezřídka silně kolísalo. Velké části boreálního jehličnatého lesa v Severní Americe, severní Skandinávii a Rusku rostou dnes tam, kde se v dobách ledových rozkládaly krajiny beze stromů, často dokonce pokryté ledovcem (latinsky borealis = severní).

a mírných zónách to neplatí, protože klimatické podmínky tam silně kolísají, tím patrnější to však je v tropech. Ke špičkám na poli biodiverzity se řadí jihoamerické Andy, Východoafrická vysočina, hory v oblastech Sečuán a Jün-nan v Asii, stejně jako pohoří Papuy-Nové Guiney. I horský region Atlantického deštného pralesa v Brazílii a hory severního Bornea a Kostariky byly vyhodnoceny jako oblasti pyšnící se přímo „megadiverzitou“ rostlin. Především severní Andy a horský region Yungas v Andách patří k druhově nejbohatším oblastem planety. Například severní části And jsou domovem zhruba 45 000 rostlinných druhů, z nichž je přibližně 44 % endemických.²⁹

Stromy – mapa rozmanitosti druhů 

Oblasti, kde druhy stromů vykazují největší rozmanitost, najdeme především v tropech na severu Jižní Ameriky a v jihovýchodní Asii. Největší zalesněná oblast planety – boreální jehličnatý les na dalekém severu Severní Ameriky a Eurasie – je na druhy chudá (podle Liang et al. 2022)¹ 

1 J. J. Liang et al. (2022): Co-imitation towards lower latitudes shapes global forest diversity gradients. Nature Ecology and Evolution 6: 1423–1437. 10.1038/s41559-022-01831-x. 

Vliv „nemrtvých“ aktérů 

Zní to jako hádanka: Kdo nežije, ač je produktem biologické evoluce? Kdo nemůže zemřít, avšak vládne nad životem a smrtí? Odpověď zní: Viry 

Stromovitá kapradina u potoka v tropickém pralese v Ekvádoru, Komunální chráněná ekologická oblast Siete Iglesias. (Pierre L. Ibisch, březen 2013) 

Je paradoxní, že vůbec nejpočetnější biologičtí aktéři nejsou skutečné živé bytosti, nýbrž struktury stojící mezi komplexními molekulami a živočichy. Viry jsou tvořeny genovou informací uloženou v takzvané kapsidě a neprobíhá u nich látková výměna; k rozmnožování využívají buňky všech možných organismů. Nejsou to živí, ale spíše „nemrtví“ aktéři se značným vlivem na biosféru. V té se podle odhadu nachází 10 kvintilionů virů (což je desítka s 31 nulami) napadajících bakterie.³⁰ Pro srovnání, na zeměkouli je odhadem asi 3,04 bilionu stromů (to znamená trojka s 12 nulami).³¹

I stromy musí s viry žít (a umírat). Tito slepí pasažéři často ani nezpůsobují viditelné symptomy chorob, takže bývají odhaleni spíše náhodně, za pomoci moderních metod molekulární genetiky.³² Známější jsou takové viry, které zapříčiňují onemocnění užitkových rostlin.³³

Některé viry se označují jako viry lesní, protože je nalézáme zásadně v uzavřených lesích, kde jimi mouchy infikují opice, zatímco sají jejich krev. Tyto lesní viry mohou snadno přeskočit na člověka, když se intaktní lesy mýtí a lesní zvěř se setkává s lidmi. Příkladem je třeba virus Mayaro,³⁴ který dokáže vyvolat těžké, i když nikoliv smrtelné onemocnění. S postupujícím narušením souvislých ploch tropických lesů narůstá riziko šíření skutečně nebezpečných chorob, jakou je například ebola.³⁵ V mnoha případech je rozhodující kontakt s netopýry sídlícími v lesích, kteří, jak se zdá, četné viry hostí. V případě nově se vyskytnuvšího viru Nipah v Malajsii vedlo patrně vypalování lesů a ztráta zdrojů potravy k tomu, že kaloni pronikli do plantáží a nakazili prasata i lidi.³⁶

Přestože viry nejsou svébytné organismy, mají potenciál rozhodovat o přežití či záhubě jiných druhů, a tak do značné míry ovlivňovat evoluci. Mohou zasahovat i do ekologických procesů globálního významu, například když napadnou a oslabí druhy, pro něž je typická fotosyntéza. V průběhu nedávné pandemie viru SARS-CoV-2 si mnozí z nás uvědomili, jak rychlý a šokující může být zásah těchto „drobečků“ do tak komplexního systému, jakým je lidské tělo, či dokonce celá naše civilizace.

Viry – zdivočelý genetický materiál, nebo zdegenerovaný život?

Otázka po původu života odjakživa fascinuje vědce i širokou veřejnost. Porozumění evoluční historii virů by nám tento počátek mohlo trochu poodkrýt.

Žádné přesvědčivé vysvětlení původu virů však dodnes nemáme. Mohly povstat z mobilních genetických komponent, které získaly schopnost pohybovat se mezi buňkami, což znamená, že viry jsou genetický materiál, který se vymkl kontrole a toulá se živou přírodou. Mohou ale také být potomky kdysi volně žijících organismů uplatňujících strategii parazitárního množení, které v jistém okamžiku už nebyly samy o sobě životaschopné. Viry možná existovaly už před evolucí buněčného života a třeba k ní dokonce i vedly.1 Hloubka naší nevědomosti vzhledem k faktu, že viry mohou ohrozit život organismů a existenci rostlinných i živočišných druhů, to znamená doslova a do písmene rozhodovat o životě a smrti, je udivující. 

1 D. R. Wessner (2010): The origins of viruses. Nature Education 3(9): 37. 

Komplexita nevypočitatelná, překvapující, podceňovaná

Jestliže stále ještě přehlédnutelný počet prvků znamená obrovskou spoustu možných kombinací a chemických sloučenin, je jasné, že se rozmanitost života v tomto směru rovná přímo explozi. A navíc systémy života se skládají z komponent, které jsou rovněž systémy. 

Existují různé úrovně atomů a jejich součástí, molekul, virů, buněk, jednobuněčných a nakonec mnohobuněčných organismů schopných vstupovat do interakcí se sobě rovnými, avšak i přes hranice jed- notlivých úrovní. Organismy kupříkladu reagují na chemické sloučeniny ve svém okolí – anebo samy nějaké vylučují – a různé organismy vytvářejí lokální systémy, které na sebe regionálně i globálně navzájem působí. Tím je dána taková komplexita, že počty možných interakcí probíhajících v jejím rámci dosahují nepředstavitelných cifer, takže už nemohou být smysluplně popsány.

Tento v pravém slova smyslu nepopsatelný počet interakcí mezi ekosystémem, organismy a molekulami má zcela praktický dopad: vždy se dočkáme nějakých překvapení. To souvisí především s faktem, že se určité vlastnosti a jevy mohou velice rychle a nelineární formou proměňovat či šířit. Lineární vztah se vytvoří, když se silněji šlápne na pedál a vozidlo patřičně nabere rychlost, anebo když se váha, na niž postupně přidáváme kostky cukru, zcela pravidelně víc a víc vychyluje. Takové vztahy se v ekosystémech nevyskytují, i když to někdy vypadá, jako by existovaly.

Klasickým případem sugerujícím jednoduché souvislosti v ekosystémech, který v učebnicích biologie poučoval celé generace žactva, je vztah mezi predátorem a kořistí: rysem kanadským a zajícem měnivým. Vychází z bádání a výpočtů prováděných v třicátých letech minulého století.³⁷ Velikosti populací obou zvířecích druhů přitom oscilují kolem určité střední hodnoty, přičemž se vychází z domněnky, že když rysí populace poroste a bude požírat stále více zajíců, populace kořisti se bude zmenšovat, takže počty rysů nutně rovněž poklesnou.Existují různé úrovně atomů a jejich součástí, molekul, virů, buněk, jednobuněčných a nakonec mnohobuněčných organismů schopných vstupovat do interakcí se sobě rovnými, avšak i přes hranice jed- notlivých úrovní. Organismy kupříkladu reagují na chemické sloučeniny ve svém okolí – anebo samy nějaké vylučují – a různé organismy vytvářejí lokální systémy, které na sebe regionálně i globálně navzájem působí. Tím je dána taková komplexita, že počty možných interakcí probíhajících v jejím rámci dosahují nepředstavitelných cifer, takže už nemohou být smysluplně popsány.

Tento v pravém slova smyslu nepopsatelný počet interakcí mezi ekosystémem, organismy a molekulami má zcela praktický dopad: vždy se dočkáme nějakých překvapení. To souvisí především s faktem, že se určité vlastnosti a jevy mohou velice rychle a nelineární formou proměňovat či šířit. Lineární vztah se vytvoří, když se silněji šlápne na pedál a vozidlo patřičně nabere rychlost, anebo když se váha, na niž postupně přidáváme kostky cukru, zcela pravidelně víc a víc vychyluje. Takové vztahy se v ekosystémech nevyskytují, i když to někdy vypadá, jako by existovaly.

Klasickým případem sugerujícím jednoduché souvislosti v ekosystémech, který v učebnicích biologie poučoval celé generace žactva, je vztah mezi predátorem a kořistí: rysem kanadským a zajícem měnivým. Vychází z bádání a výpočtů prováděných v třicátých letech minulého století.³⁷ Velikosti populací obou zvířecích druhů přitom oscilují kolem určité střední hodnoty, přičemž se vychází z domněnky, že když rysí populace poroste a bude požírat stále více zajíců, populace kořisti se bude zmenšovat, takže počty rysů nutně rovněž poklesnou. 

Šelmy jako například rys bývají nezřídka považovány za regulátory, údajně totiž chrání les před přílišným počtem srn. Tak jednoduché to ale není. 

Tento devíti- až jedenáctiletý cyklus vývoje od malé k velké zaječí populaci bylo možno pozorovat ve velmi dlouhých časových úsecích. Výzkumy přitom ukázaly, že změny v populaci zajíců nepadají v první řadě na konto rysů, jak se zprvu předpokládalo, nýbrž souvisejí mimo jiné s dostupností rostlinné potravy,³⁸ stavem výživy a hladinou stresu u zajíců. Počet rysů se spíše řídil počtem zajíců než naopak. Mezitím vyvolaly klimatické procesy změnu situace. Devíti- až jedenáctiletý cyklus se zkrátil na 7–8 let, což souvisí především s proměnami vegetace. Predátorem vyvolaný stres u zajíců by tak mohl ztratit smysl. V budoucnu by se navíc mohl celý systém v důsledku častějších a intenzivnějších požárů vyvíjet zcela jiným směrem.³⁹ Teorie lovce a kořisti dostává ještě další závažnou trhlinu, protože zajíc měnivý, který by jako druh vykazoval jednotné vlastnosti, de facto vůbec neexistuje.⁴⁰ Genetická rozmanitost zajíců vede v neposlední řadě k odlišným strategiím ochrany před ulovením a při vyhledávání vhodných zdrojů potravy. Takovéto individuální chování je další fasetou rozmanitosti a komplexity dění v proměňujících se ekosystémech. Nahraďte zajíce měnivého rysem nebo třeba dubem letním (nebo jakýmkoliv jiným živým organismem) a vytušíte, jak málo předvídatelný ekosystém ve svých detailech je.

Organismy v ekosystémech současně podléhají velkému počtu selekčních faktorů, způsobujících, že jednoduché vzájemné vztahy téměř neexistují. Jejich prospívání může záviset kupříkladu na klimatických podmínkách, na dostupnosti vody, na tlaku ze strany hladových predátorů, na výskytu původců chorob, na konkurentech, na síle imunitního systému či na předchozích onemocněních. V populacích k tomu pak přistupují další faktory, související třeba s rozmnožováním. Tam, kde je hustota populace vysoká, se snáz přenášejí a šíří choroby, při menší hustotě se jedinci možná setkávají až příliš zřídka, než aby mohli plodit potomstvo. To mimo jiné znamená, že existují prahové hodnoty, s jejichž dosažením mohou procesy znenadání probíhat zcela odlišně než předtím. Zpravidla se na tom podílejí zpětné vazby.

Nepatrné jevy mohou potenciálně narůstat a eskalovat. To je třeba případ masivního šíření epidemií. Jde o efekt sněhové koule: čím větší kouli válíme, tím více sněhu nabírá, a rychlost, s níž se zvětšuje, stoupá. Stejně tak se od velkého počtu nemocných jedinců v ekosystému mohou stále rychleji infikovat další, až onemocní všichni. Jestliže je k propuknutí choroby potřeba čas (inkubační doba), může se zpočátku zdát, že šíření původce nemoci zůstává bez následků – až do okamžiku, kdy náhle dojde k vyloženému zhroucení populace nakaženého druhu. Především velké systémy charakterizuje určitá setrvačnost. Zpočátku reagují pomalu, avšak v momentě, kdy se negativní dynamika prosadí, může nabrat těžko zvládnutelnou akceleraci.

Systémy připomínají sítě. Jednotlivé komponenty jsou propojeny vlákny a vzájemně na sebe působí. Komplexní systémy lze zase popsat jako větší počet na sobě závislých sítí, jejichž funkčnost se zakládá na tom, že fungují jiné sítě, s nimiž jsou provázány.⁴¹ Jestliže některé z uzlů neplní svůj účel, přenáší se to na uzly v jiných sítích, což může vést k dalším výpadkům. Ty potom zpětně působí na prvotní síť, nastává řetězová reakce selhávání uzlů ve stále větším počtu sítí – a zpočátku nepatrný problém tak může způsobit jejich potrhání. Takovéto řetězové reakce bývají předmětem matematických analýz a zasahují nejen komplexní systémy v přírodě, nýbrž také svět financí či techniky.⁴²

Příklad nám poskytne studie prováděná na fragmentech čínských lesů.⁴³ Zkoumalo se 13 lesních ploch, na nichž se vyskytuje 47 druhů ptáků, které vykazují 134 jedinečných vzájemných vztahů s rostlinnými druhy. Existovalo tam vícero různých sítí: jednu tvořili ptáci žijící na stromech, druhou ptactvo aktivní pod stromy nebo pod stromy i na nich, v třetí byli zapojeni ptáci pohybující se mezi lesními patry.

Ptáci nahoře na stromech jsou mobilnější a častěji létají ze stromu na strom, aby si opatřili potravu; tím pádem mnohem více putují po celém okolí. Vydávají se na dlouhé výpravy, čímž zajišťují transport plodů a semen a s ním také zachování rozmanitého spektra rostlin, na nichž jsou zase závislí ptáci žijící pod stromy. Ptáci první úrovně mají větší systémový význam a do jisté míry drží pohromadě i fragmentovaný les – jsou aktivnějšími krajinnými síťaři. Pokud je jejich síť vztahů narušena, nejvíce tím trpí ostatní druhy, přímo i nepřímo.

Uvedený příklad je dosti zjednodušený, nezabývá se totiž ostatními druhy, které se v daném životním prostředí pohybují. Ptáci mají nanejvýš důležitý vztah k příslušníkům hmyzí říše. Ti zase opylují květy nebo slouží jako potrava ptákům a mnoha dalším zvířecím druhům. Jakmile se z lesa vytratí hmyz – a to v současné době žel není nereálný scénář –, utrpí nejprve s ním přímo spojení aktéři, jako třeba hmyzem se živící ptactvo. Rostliny strádají v závislosti na strategii rozmnožování leckdy dokonce ve vícero ohledech. Nejprve se projeví nedostatek opylovačů, poté chybí ptáci roznášející semena, kteří rovněž – taková je prostě komplexita – ještě přímo závisejí na hmyzu, jejž potřebují, když vychovávají mladé. Dalšími postiženými v metasíti jsou samozřejmě savci živící se semeny a plody a mnohé další druhy. 

Oblast Saj-chan-pa v čínském Che-peji je od roku 1962 zalesňovaná za účelem zabraňování písečným bouřím na severu Číny. Lidmi vysazované jehličnaté lesy mají sloužit také ochraně 400 kilometrů vzdáleného hlavního města Pekingu. (Pierre L. Ibisch, září 2017) 

Přírodu tvoří navzájem propojené sítě¹ 

Zjednodušené znázornění vzájemně závislých sítí v komplexních ekosystémech.

Uzly v síti B (komunikační síť) jsou závislé na uzlech v síti A (síť energetických vztahů); uzly v síti A jsou závislé na uzlech v síti B, pokud jde o informace nutné pro řízení. Grafika ukazuje běžnou situaci, kdy se mezi uzly různých sítí nevytváří relace 1:1. (Viz Buldyrev et al. 2010: Catastrophic cascade of failures in interdependent networks. Nature 464: 1025–1028.)

1 S. Havlin et. al (2012): Catastrophic cascade of failures in interdependent networks. Proceedings of the International School of Physics „Enrico Fermi“. Volume 176: Complex Materials in Physics and Biology, 311–324. 10.3254/978-1-61499-071-0311 (Version: link). 

Tady je namístě důležitá a znepokojující informace k tématu hmyzu a sítí: aktuálně je celosvětově ohroženo 40 % hmyzích druhů.⁴⁴ Motýli, blanokřídlí (k nimž patří například včely) a chrobákovití brouci jsou obzvlášť zasaženi. V hmyzích skupinách vázaných na vodu, jako jsou vážky, jepice, pošvatky a chrostíci, je už ztracena podstatná část druhů. Nejdůležitější příčiny jsou mizení životního prostředí a užívání toxických látek v zemědělství. V roce 2022 byla více než čtvrtina hmyzu evidována jako ohrožená.⁴⁵ V Belgii vedla ztráta životního prostředí ke stálému poklesu stavů u 69 % tamních 45 druhů motýlů, zatímco míra zániku od roku 1950 stoupla z 0,2 na 1,7 druhu za pět let, protože se urbanizace a intenzita zemědělství zosminásobily.⁴⁶ To byla na počátku století mimo odborný svět sotva zachycená špatná zpráva. Více pozornosti vzbudily v roce 2017 šokující výsledky zkoumání prováděného v Německu: během 27 let došlo v některých chráněných oblastech k postupnému mizení biomasy křídlatého hmyzu o 76 %, uprostřed léta dokonce o 82 %.⁴⁷

Špatné zprávy přicházejí ze všech koutů planety. V deštných pralesích Portorika byly za období 36 let do roku 2021 u členovců sídlících v půdě a korunách stromů (k nimž patří i hmyz a pavouci) zaznamenány ztráty biomasy v rozmezí 98 a 78 %, jejichž roční míra kolísá mezi 2,7 a 2,2 %. Studie zachytila paralelní úbytky u ptáků, žab a ještěrek v týchž oblastech jako důsledek nedostatku potravy. Tamní vysoce komplexní sítě jsou v rychle probíhajícím rozpadu.⁴⁸

Když se sítě života takto znatelně potrhají, co se pak začne hroutit a sypat ve velkém měřítku?

V současnosti probíhá intenzivní bádání usilující o porozumění tomu, jak a kdy dochází ke kritickým přeměnám komplexních systémů v něco jiného – k takzvaným bodům zvratu.⁴⁹ Tak se například před 12 000 lety přetvořilo celosvětové klima naprosto nečekaně a velmi rychle do úplně jiné podoby. Pro člověka to mělo rozhodující význam, protože po fázi prudkých výkyvů náhle zavládla nepoznaná stabilita. Ustálenost této nové epochy, nazývané holocén, po předchozím střídání dob ledových a meziledových byla nejspíš předpokladem vzniku lidských civilizací. S holocénem, dobou poledovou, započal věk člověka.

Mezi zlomové prvky zemského systému patří také velké ekosystémy jako Amazonie nebo Sahara. V posledních tisíciletích se tyto oblasti několikrát proměnily z pouště v zelenou a vlhkou krajinu a zase zpět. Dnešní saharská poušť byla v období před 14 000–5000 lety savanovou krajinou s vodními plochami. Žili tam hroši a ryby i lidé. Pak tato krajina poměrně rychle vyschla: šlo o dosud největší klimaticky podmíněnou změnu ekosystému od konce doby ledové.⁵⁰ Předchozí saharská zeleň souvisela zaprvé s výkyvy oběžné dráhy Země, a tudíž s posouváním klimatických zón, a zadruhé půda vlivem silnějších srážek zjílovatěla, což nahrávalo šíření travnaté vegetace.

Nový ekosystém si posléze sám nadělil o 16 % vyšší srážky, což zelené porosty dále stabilizovalo,⁵¹ protože více zeleně znamenalo lepší ukládání vody, častější utváření oblačnosti a následně ještě bujnější zeleň. Zpětné vazby v systému tak neustále zvyšovaly jeho výkonnost.

Spirála se nicméně může obrátit – systémový zvrat se odehrál právě takto, poté co nejprve malé změny snížily množství srážek, načež krajina severní Afriky opět nabyla podobu pouště. Jedním z následků bylo, že se lidé začali shromažďovat podél Nilu, kde pak založili civilizaci starého Egypta.⁵² Mnozí obyvatelé Sahary tak přišli o své životní prostředí, zato se však zrodila jedna z velkých světových kultur. To už je sice jiné téma, avšak dobrý příklad, jak stav ekosystémů spolu s klimatem odjakživa ovlivňoval dějiny lidstva, což je podceňovaný aspekt „velké historie“.

Stav všech velkých lesních oblastí je spojen s body zvratu. Jeden takový začarovaný kruh nám prezentuje Amazonie: sucha způsobovaná masivním mýcením mají za následek, že se odpařuje méně vody, což zvyšuje úmrtnost stromů i riziko požárů a zhoršuje existenční podmínky pro les.⁵³ Zatímco se dlouho hledělo téměř výhradně na tropické deštné pralesy,⁵⁴ rozsáhlým boreálním jehličnatým lesům se taková pozornost nevěnovala. Díky své enormní rozloze už dlouho vzdorují mnoha negativním vlivům a snášejí neuvěřitelně rozsáhlé kácení, obrovské požáry i historicky ojedinělé oteplování a sucho, nicméně i zde by se za kritickými body mohly rozběhnout překvapivě rychlé proměny.⁵⁵

S oteplováním oblastí za polárním kruhem se dají do pohybu opravdu velké síly. Jen v samotném Rusku by se do konce století táním permafrostu mohlo uvolnit několikanásobné množství skleníkových plynů, než jich má na svědomí aktuální odlesňování v tropech.⁵⁶

Boreální modřínový les na řece Katun ve zlatých horách Altaje jižně od Gorno-Altajsku, Altajská republika, Ruská federace.(Pierre L. Ibisch, září 2016) 

Lesy mohou být velké a silné, v konečném efektu však nebývají imunní vůči řetězovým reakcím a bludným spirálám, které jsou pro komplexní systémy typické. Rozhodující roli pro fungování lesa hrají – jak jinak – stromy. Krajinné ekosystémy pozvedly na předtím nebývalou úroveň funkčnosti, pro svoji existenci však potřebují určité minimální předpoklady. Stromy a lesy jsou ve střednědobém horizontu odkázány na víceméně stabilní prostředí. Jestliže se objeví extrémy a dojde k větším výkyvům, mohou mít potíže. Lesy se přizpůsobily vedrům, chladu, tmě a ohni – to však jenom do jisté míry. Když se kupříkladu překročí prahová hodnota četnosti požárů, může kvapem nastat problém s produkcí a klíčením semen stromů. Co se boreálního jehličnatého lesa týká, zdá se, že v mnoha regionech už bylo dosaženo bodu, kdy oheň způsobí, že se les už nezvládne zotavit. To má závažné důsledky pro energetickou rovnováhu krajiny.⁵⁷

V mírných zeměpisných šířkách s dlouhodobým využíváním lesa bychom se neměli nechávat ukolébat zdánlivou jistotou bezpečí před zpětnými vazbami a bludnými kruhy. Na příkladu národního parku New Forest Nationalpark v Anglii bylo popsáno, jak by se bukové pralesy mohly dostat do začarovaného kruhu, kdyby už nezůstalo dost starých stromů, aby se les vyrovnal s výkyvy podmínek prostředí.⁵⁸ Ztráta takových stromů zhoršuje podmínky růstu pro ty, které zůstaly.

Důvody toho, že se stromům nevede dobře, bychom ovšem neměli hledat jen v absenci starých exemplářů. Příčiny se často mohou skrývat v půdě, například když se tam nedaří takzvaným mykorhizním houbám, které žijí se stromy v symbióze. Strom není jen strom, v ekosystému k němu patří i jiné organismy. Nejnovější studie ukazují, že akutní zhoršování zdraví evropských stromů může částečně způsobovat prohlubující se nedobrý stav hub v půdě. Tudíž se i v této souvislosti, kdy sehraná struktura zcela vypadne ze svého rytmu, hovoří o bodech zvratu.

Sklon lesa jakožto komplexního systému k překvapivému chování se zvlášť projevuje tam, kde jde o zásahy člověka včetně cílů a opatření souvisejících s obhospodařováním. Nelineárním změnám my lidé ve skutečnosti nerozumíme. Umíme si docela dobře na základě minulých zkušeností představovat budoucnost – to se nicméně často zvrtne a všechno dopadne úplně jinak –, ale nechybí nám ani schopnost dobře se přizpůsobit tomu, že jsme se v dané situaci mýlili.⁵⁹

Avšak než se seznámíte s veskrze negativními zvratnými body, dovolíme si na tomto místě malý výhled na závěr knihy: mohou totiž existovat veskrze pozitivní, zelené body zvratu, a to v případě, že konečně změníme způsob, jakým se k lesu chováme. (My jsme totiž navzdory všemu optimisté.)

Všichni jsou důležití, avšak některé komponenty jsou důležitější 

Vraťme se tedy znovu k ekologickým sítím: všechny jejich uzly totiž nejsou stejně silné a stejně důležité, jako je tomu třeba v rybářské síti. Některé uzly mají vyšší význam, což souvisí hlavně s tím, se kterými dalšími uzly jsou ve spojení. Jinak řečeno, v ekosystému existují druhy, které jsou důležitější než jiné. Teoreticky si tudíž lze představit, že by třeba některá přízemní bylina vyhynula, aniž by les přestal fungovat a být lesem. Samozřejmě na tom les není dobře, když padnou stromy – koneckonců právě ony jsou stěžejními prvky struktury. Existují však i další druhy s klíčovým významem, ač jejich biomasa nepadá tolik na váhu (v doslovném významu těchto slov). Může jimi být například hmyz, který opyluje rostliny, nebo malí živočichové roznášející semena. Tady se nabízí určité srovnání s influencery na sociálních sítích. Takové druhy nejsou jen jednotlivými komponentami jako všechny ostatní, nýbrž směrují či udržují vývoj celé sítě. V tom spočívá jejich klíčový význam.

Můžeme si položit otázku, čím to, že si ekosystémy vůbec mohou „dovolit“ živočichy. Teoreticky by si totiž vystačily jen se zelenými rostlinami jakožto producenty shromažďujícími energii slunce a pak snad ještě s houbami, které rozkládají odumřelé rostliny a vracejí tak živiny zpět do oběhu. Někteří velcí býložravci, jako například sloni, mohou dokonce rozvoj lesa potlačovat a vytvářet savany. Takže k čemu jsou živočichové dobří?

Zůstaňme u slonů. Ti roznášejí semena a prosvětlují křoviny. Velké stromy tak mohou vzejít a růst. Sloni tímto svým působením mají vliv dokonce na to, kolik uhlíku se může v ekosystému nashromáždit. Dupající sloni jako inženýři ekosystému a ochránci klimatu?⁶⁰ Při typické hustotě 0,5 až jeden africký pralesní slon na kilometr čtvereční zvyšují těmito zvířaty způsobená poškození vegetace hmotnost povrchové biomasy o 20–60 tun na hektar. Vymření slonů pralesních by oproti tomu vedlo k úbytku nadzemní biomasy ve středoafrických pralesích o 7 %.⁶¹

Zvířaty zapříčiněná narušení ekosystému znatelně přispívají k rozmanitosti struktur, biotopů a forem. Umožňují koexistenci většího počtu druhů v určitém prostoru – což je něco jako pojistka pro případ, že některý z druhů vypadne, případně že se změní životní podmínky a víceméně náhle vznikne poptávka po jiných formách života, aby se celý systém udržel v chodu. Třeba takzvané pionýrské druhy dřevin jsou světlomilné a mohou tudíž existovat na malých mýtinách, takže už jsou na místě, jakmile je jich například po vichřici nebo požáru „potřeba“ větší množství. Více biomasy a pojistka proti výpadku, to už jsou přece dobré důvody, aby si les pěstoval zvířata!

Poté co se lesem proženou velké a středně velké druhy narušitelů, jako jsou například divoká prasata, je půda rozrytá, rostliny vytrhané, pařezy s kořeny vyhrabané, objevují se jámy. Prasata tak vytvářejí pestré spektrum životních podmínek pro druhy, které by se na neporušené půdě s hustým porostem nemohly vyskytovat. Proto jsou divoká prasata i jiné druhy prasat, jako třeba američtí pekariové, v různých lesích naší planety skutečnými inženýry životního prostředí a designéry ekosystému. Šíří nejenom semena a houby, nýbrž též chystají zaneseným semenům dobré startovní podmínky pro klíčení. Navíc hubí býložravce, jako jsou myši a larvy brouků, odstraňují mršiny a sama mohou představovat nezanedbatelný zdroj potravy pro velké masožravé živočichy.⁶² Prasata mění druhovou skladbu lesů⁶³ a mohou tedy coby influenceři jejich vývoj značně ovlivňovat. Pokud ovšem jsou mimo své životní prostředí včleněna do ekosystémů, jejichž druhy nejsou na „prasečinu“ připraveny, může docházet k závažnějším problémům.⁶⁴

Agutiové, více než půlmetroví hlodavci amerických tropů, jsou obzvlášť zajímavým příkladem klíčového zvířecího druhu. Bylo totiž zjištěno přes 160 rozličných interakcí mezi těmito požírači ovoce a rostlinami.⁶⁵ Podobně jako prasata mají jakožto roznašeči a konzumenti semen vliv na druhové spektrum v lese rostoucích stromů. Přitom se zdá, že výhody jsou na straně druhů s těžšími semeny a větším objemem biomasy, což má zase pozitivní vliv na úložné kapacity uhlíku v daném lese. Krom toho mají semena, která agutiové sklízejí a hromadí, vyšší pravděpodobnost přežití. Tito hlodavci jsou tudíž pro stromy skutečnými zahradníky.

V mnoha evropských, severoamerických a asijských ekosystémech jsou jako klíčové druhy známi také ptáci z čeledi krkavcovitých, jako třeba sojka obecná, kteří mohou zvláště při obnovách lesů či přeměnách monokultur na lesy hrát významnou roli jako vysévači stromů.⁶⁶ Přitom se často dostávají do popředí ty druhy stromů, které mohou usnadnit další vývoj lesa. Dobře je známo, jak sojky tím, že si schovávají spoustu semen do zásoby a pak je spotřebují jenom zčásti, přispívají k obnově lesa a pestrosti jeho struktury. Z jejich nespotřebovaného proviantu rostou nové stromy. Sojky ale nesázejí do řad jako lidé, nýbrž se nechávají při nerovnoměrném rozdělování semen inspirovat rozmanitostí krajiny. Semínko odloží tam, kde jim nějaká struktura připomene skrýš. Studie dokládají, že sojkami „ošetřované“ lesy mohou být odolnější vůči klimatické změně.⁶⁷ Havran polní je dalším příkladem ptáků, kteří prospívají stromům. Nejenže se za potravou vrhá na vysetá pole, nýbrž může také zasévat nové stromy na neobdělávaných plochách.⁶⁸

Za klíčové se považují rovněž některé druhy stromů. Příkladem jsou topoly v severských lesích, ale i v mírnějších zeměpisných šířkách.⁶⁹ Semena pionýrských stromů přilétají po lesních požárech a jiných škodách z větších dálek, velice efektivně klíčí a mladé stromky rychle přebírají ústřední roli v dalším vývoji lesa. Udržují v něm půdu a živiny, redukují kyselost poškozených půd, rychle rostou do výšky a vytvářejí klima, v němž je lesním rostlinám a zvěři dobře. Chrání tak i druhy, které mohou žít na nich a pod nimi. Současně jsou jim důležitým zdrojem potravy.⁷⁰

Mnohá fakta svědčí o tom, že výpadky klíčových druhů mohou zvlášť snadno rozpoutat kaskádovité reakce v komplexní síti.⁷¹ Z jejich oslabení plynou závažnější systémová rizika. Lze je srovnávat se stěžejními bankami ve finančním systému, jejichž pád může spustit velkou hospodářskou krizi.⁷² Podstatné každopádně je, že klíčové druhy jsou důležité pro diverzitu a fungování většího celku, aniž by se samy musely vyskytovat zvlášť hojně.

V žádném případě bychom neměli očekávat, že klíčové druhy musí být výhradně komplexní organismy na vyšším vývojovém stupni. Je prokázáno, že tuto roli dokážou sehrát i mikroby. Příkladem může být přístupnost dusičnanů v půdě. Dusičnany, sloučeniny dusíku s kyslíkem, jsou pro rostliny nejdůležitějším zdrojem tohoto prvku, který potřebují k produkci bílkovin. Intenzivní využívání krajiny a půdy snižuje komplexitu mikrobiomu v oblasti kořenů, a tím i hojnost klíčových druhů podstatných pro získávání živin.⁷³

Půdní mikroorganismy se právě v poškozených a narušených ekosystémech projevují jako skutečný „game changer“.⁷⁴ Ovlivňují dostupnost živin, strukturu půdy, možnosti vsakování a zadržování vody a potlačují choroboplodné zárodky, čímž výčet rozhodně nekončí.

Na počátku stojí bakterie! To platí nejen pro první stadia evoluce na Zemi, ale vždy a ve všech ekosystémech, kde mají fungovat komplexní struktury.

Sojka si coby fanatik opatrnosti vytváří mnohem více zásobáren, než potřebuje. Z nevyzvednutých semen vyrostou nové stromy. 

Ani pořádek nic neřeší 

V komplexních ekosystémech, ale i v lidských společnostech jsou zpravidla příčinami zvratu či kolapsu dvě situace.⁷⁵ Vedle extrémních událostí, vyvolávajících šok, způsobují interní problémy, jež se v síti kumulují, jakýsi „motýlí efekt“. Pod tímto názvem vešel v širší známost závažný fenomén objevený při výzkumu chaosu. Meteorolog Edward Lorenz vznesl v roce 1972 provokativní dotaz, zda by mohlo zatřepetání motýlích křídel v Brazílii rozpoutat tornádo v Texasu. Nemínil to úplně doslovně, šlo mu o zacílení pozornosti na fakt, že nepatrné změny výchozích podmínek mohou v komplexních chaotických systémech vést k netušeným variacím v konečných výsledcích. V případě předpovídání počasí máme navíc co činit s konkrétním faktem, že je i při optimální výpočetní kapacitě nemožné vypracovat prognózy překračující časový rámec dvou týdnů. Motýlí efekt v konečném důsledku znamená, že v komplexních systémech může sice současný stav určovat budoucnost a malé změny mohou mít obrovský dopad, zároveň ale nelze z aktuální situace v malém měřítku usuzovat na budoucí vývoj celku.

Systémy, které podmiňují počasí, jsou už dosti komplexní, avšak ekosystémy – a to bychom chtěli znovu zdůraznit – jsou ještě podstatně komplexnější. Od sedmdesátých let minulého století se první poznatky o komplexních chaotických systémech začaly aplikovat také na ekosystémy.⁷⁶ Pionýrem výzkumu chaosu byl australský biolog Robert May, jenž poukázal i na skutečnost, že modely, které komplexitu okleští, neodpovídají realitě. Potvrdilo se také, že chování populace nezřídka charakterizuje chaos, což znemožňuje přesné dlouhodobé předpovědi.⁷⁷

Dokonce i v souvislosti s už zmíněným příkladem rysa kanadského a jeho kořisti zajíce měnivého vidíme, jak velice se ve vývoji populace objevují prvky chaosu – aniž by k tomu bylo zapotřebí nějakých změn v životním prostředí.⁷⁸

Vezmeme-li na vědomí neuvěřitelnou komplexitu ekosystémů, možná nás chaotické chování v přírodě zase tolik nepřekvapí. Rozhodně méně než skutečnost, že je tu stále ještě znatelně přítomen i řád. Tím se dostáváme k velikým a zásadním otázkám: Čím to, že vůbec existuje na Zemi život, a to bez přerušení už celé miliardy let? Jak to, že nezanikl v chaosu? Jestliže život byl stále rozmanitější a komplexnější, kupříkladu i vznikem stromů a lesů, proč potom nenarůstal také chaos? Proč řád během času dokonce sílil, takže se utvářely mimořádně komplexní organismy jako stromy nebo lidé, které fungují po desetiletí, staletí či v krajním případě – a tady máme na mysli staré stromy – dokonce celá tisíciletí?

To jsou opravdu důležité otázky, na něž odborná veřejnost už delší dobu hledá odpovědi. Matoucí na tom je, že navzdory chaotickému chování jednotlivých složek a narůstající rozmanitosti života ekosystémy jako takové ani zdaleka chaotické nejsou, ani to nevypadá, že by k tomu průběžně spěly. I tak ale zůstává chaos permanentní hrozbou. Držet se od něho dál je podle všeho jednou z největších výzev pro veškerý život.

Proč tomu tak je a k jak pevnému řádu se může život dopracovat? Tady se zase podíváme na uhlík, který je pro život tolik důležitý. K nejméně chaotickým materiálům patří čistý uhlík v podobě diamantů. Ty se svými stabilními krystalovými mřížkami ve tvaru krychle a pevnými vazbami mezi atomy dokonalému řádu už dosti blíží. Za vynaložení značného množství energie a pod velikými tlaky vznikaly v zemském plášti a mohou být staré stovky milionů, či dokonce miliardy let.⁷⁹

S tak stabilními materiály se nicméně život organizovat nedá. Látky, které jsou tak netečné, jako je diamant, budou ze všech substancí nejdéle mrtvé. Život ale spočívá v dynamice, změně a interakcích.

Překvapivým poznatkem tudíž je, že živé systémy si musí udržovat odstup jak od chaosu, tak od přílišné uspořádanosti. Z toho vyplývá jejich smíšený charakter, který vystihuje pojem „chaordické systémy“ (z řeckého chaos a latinského ordo = řád, pořádek). V našem světě je mimochodem snazší vyhnout se řádu nežli chaosu. Všichni to známe z každodenního života: o to, abychom „udrželi v pořádku“ svoje vztahy, dům či ledničku, je třeba neustále pečovat, musíme tedy uklízet a starat se. Totéž platí pro všechny živé systémy, jež pořád musí pracovat na tom, aby nesklouzly do chaosu a zkázy.

Avšak navzdory všemu není chaos zdaleka tak špatný, jak špatná je jeho pověst. Pojí se s nesmírnou kreativitou, takže představuje jednu ze základních podmínek přežití.

Chaos a tvůrčí destrukce 

Pralesy se nám zdají tak divoké, protože v nich zjevně nevládne řád, nýbrž naprostý chaos. Nespočetné druhy se tu nezkrotně mísí v divé houštině mladých, starých a mrtvých stromů. Tady se odlomila větev nebo část koruny, tam se zase skácel strom-obr. To má za důsledek nejenom nerovnoměrné světelné podmínky v podrostu, nýbrž i zábrany tvořené visícími či padlými stromy, vyvrácenými kořeny a zejícími jámami. Prales dovede být jaksepatří nepořádný!

Z malých a velkých narušení, jako jsou všemožné katastrofy, ale i z vymírání stromů daného věkem se rodí dynamika a strukturální rozmanitost. Z těch zase vyplývá, že ve starém pralese vedle sebe rozhodně nestojí jen stejně staří stromoví veteráni, ale že se mladým stromům mnohde nově udílejí „licence k růstu“. Tak mohou v bukovém pralese v přímém sousedství staletých kmenů vyrůstat malé, světlo vyžadující druhy jako jeřáb nebo černý bez, které by jinak proti obrům neměly nejmenší šanci. Rychle obsadí místo, kde se některý z velkých stromů zřítil. Při pádu zraní a ubije jiné rostliny a jeho padlé hynoucí, ale i už mrtvé a pomalu se rozkládající dřevo se postará o okolní chaos. Tím se znovu rozdělují povolenky k životu.

Houby či hmyz mohou proniknout do zraněných sousedních stromů a živit se tam. Na místě spadlého stromu vznikají v desetiletí trvajícím procesu rozkladu nová klíčiště pro mladé stromy.⁸⁰ Ta obsahují živiny a velkou spoustu nastřádané vody. Například u kanadské břízy žluté lze pozorovat, že se stromky vyrůstající na mrtvém dřevě lépe vyrovnávají s nedostatkem světla v podrostu a vykazují vyšší podíl přeživších.⁸¹

Mrtvé dřevo navíc ztěžuje velkým býložravcům cestu lesem. Když vichřice pokácí stromy, vznikají miniaturní životní prostředí a refugia chránící před okusem.⁸² Především velká množství silného mrtvého dřeva jsou v tomto ohledu velice efektivní.⁸³ Díky visícím či ležícím stromům jsou mladé stromky v bezpečí nejen před býložravci, jako jsou srny a jeleni, ale i před větrem, příliš prudkým sluncem, přízemními mrazíky a vysycháním. Mrtvé dřevo chladí a zvlhčuje půdu⁸⁴ a je životodárným prostorem pro živočichy, houby a mikroby všeho druhu. Dřevo se mění v cenný humus. Pamatujme si, stromy dodávají lesu sílu ještě dlouho po odumření.

Právě v dobách provázených extrémními událostmi – například vichřicemi, suchem či masivním výskytem nenasytného hmyzu – četné stromy umírají, pouští k půdě světlo a dávají šanci mladším ročníkům i jiným druhům. Podobně je tomu po lesním požáru. Ohně bývají, alespoň v přirozených podmínkách, málokdy tak prudké, aby stromy zcela shořely, a odumřelé a částečně zuhelnatělé kmeny, které dříve či později padnou, jsou důležitou pomocí při obnově lesa. Jejich vklad ve prospěch pozdějších generací se podobá přínosům mrtvých stromů v pralese.

Umírání stromů tak povzbuzuje vitalitu lesa a je předpokladem nových experimentů i adaptace na změněné životní podmínky. To koneckonců platí pro veškerý život. Kdyby organismy neumíraly, planeta by jimi za chvíli byla přeplněná a ucpaná. Když během evoluce vznikaly stále komplexnější mnohobuněčné organismy a metaorganismy, bylo třeba „vynalézt“ také stárnutí a smrt, aby se vytvořilo místo pro nové formy. Obojí je zakódováno v genetických programech a aktivně se vyvíjí, z čehož plynou evoluční výhody.⁸⁵ I když se to nám lidem nelíbí a odjakživa horečně pátráme po kouzelném nápoji, medicíně nebo účinných genových manipulacích, abychom dosáhli nesmrtelnosti, musíme jednoho dne odejít ze scény a rozložit se tak jako ostatní bytosti, aby z našich částic mohlo vzejít něco nového – třeba následující generace. Bez smrti a vymírání prakticky všech živých organismů, které kdy žily, bychom neexistovali. Pro život však je poté, co zavládl chaos a rozpad, ještě důležitější schopnost zase se zotavit.

Z pozůstatků staletého dubu vyrůstají mladé břízy; lesní úřad Stavenhagen, Meklenburská jezerní plošina, Meklenbursko-Přední Pomořansko. (Pierre L. Ibisch, červen 2019) 

Čím komplexnější a vlastními silami organizovanější systémy jsou, tím důležitější je pro ně dovednost „skočit“ po narušení či rozpadu zpět do funkční způsobilosti, to znamená být resilientní. Výraz resilience pochází z latiny (resilire) a znamená přesně toto: skočit zpět. Dnes se atribut „resilientní“ používá v souvislosti s lidmi, kteří jsou odolní, takže se po případných obtížích zase rychle vzchopí.⁸⁶ Tomu odpovídající důležitost má koncept resilience v psychologii.

Severoamerický ekolog Crawford S. Holling vyrůstal v lesích Ontaria. Coby vědec se nejprve zabýval hmyzem a později matematickými modely vztahů mezi predátorem a kořistí. Nakonec se stal průkopníkem science of surprise (vědy o překvapení) – tak jej v nekrologu nazval Stockholm Resilience Center.⁸⁷ Holling v roce 1999 pomohl povolat do života toto centrum i koncept sociálně-ekologických systémů. Myšlenku resilience aplikoval na ekosystémy a vyvinul koncept popisující, jak se tyto celky vypořádávají s narušeními, respektive změnami, a přitom umožňují pokračování evoluce.⁸⁸ Jde o koncept adaptivních cyklů.

Představa koloběhu v přírodě je prastará. Už období antiky si tváří v tvář smrti a zkáze hýčkalo útěšnou představu věčného života, který jen neustále nabírá nové formy. To například vyjádřil v roce 43 před naším letopočtem narozený básník Ovidius, když ve svých „Proměnách“ nechává promlouvat filosofa Pýthagora.⁸⁹

„A v celé světa šíři se – věřte mi – neztrácí nic…“ Ne, úplně takhle to žel v přírodě přece jen nechodí. Avšak během evoluce se systémy značně zdokonalily v umění leccos si alespoň po určitou dobu ponechat. Je dostatečně známo, jak se v lese kupříkladu recyklují živiny. Mrtvý strom padne k zemi, rozkládá se a důležité prvky jako dusík nebo fosfor může v molekulách přijmout jiná rostlina.

Aby se tak mohlo dít, musí ekosystém – v podobě hub, mikrobů a živočichů – vynaložit energii a zapracovat. I recyklace bývá spojena s úsilím a náklady, nicméně se vyplatí systémy čas od času přebudovat.

Organismy umírají, aby tak umožnily zrození něčeho nového – to je koloběh života. Jenomže celá věc má háček: organismus, který zahyne, už nikdy nelze poskládat přesně do původní podoby. Vznikne nový celek, který ale bude trochu jiný. A právě to je šance, kterou nám vývoj nabízí: po rozpadu starého exempláře může z jednotlivých částí vzniknout nová verze, možná lépe přizpůsobená ekologickým podmínkám, jež případně také doznaly změny. To se děje prostřednictvím přetvoření genetické informace, takže dochází k přizpůsobování v evolučním duchu. Proto se hovoří o adaptivním cyklu, o koloběhu přizpůsobování.

To, co se děje během života a umírání jednotlivých brouků či sedmikrásek, platí také pro celé lesní ekosystémy. Když například jehličnany zničí vichřice, oheň, sucho nebo kůrovec poté, co možná po celá desetiletí v daném prostoru prosperovaly, loterie se nastartuje znova. Podle toho, jakým konkrétním způsobem stromy smrt a rozklad postihly, se liší i startovní podmínky.⁹⁰

Vznikne-li v lese holá plocha – dejme tomu proto, že lesníci mrtvé stromy odklidili –, musí ekosystém víc zabrat a startovat od nuly. Ke slovu tak přicházejí nenáročné rostliny, které bez okolků pokrývají půdu, rychle vstřebávají živiny a jsou velice odolné vůči drsným podmínkám na mýtině. Po požáru to mohou být kupříkladu osiky, jejichž semena přivál vítr. Osiky jsou na restart lesů specializované a s tvrdým životem na holé pláni si dobře poradí. Lépe to vypadá tam, kde smrky zahubené kůrovcem směly zůstat stát, mohou totiž i bez jehličí vrhat na zem stín a zmírňovat tak vysoké teploty. Pod jejich ochranou pak dorostou i citlivější druhy rostlin. Pod odumřelými jehličnany připravují jeřáby a bezové keře půdu pro nový les tím, že skýtají závětří a svým listím vylepšují humus. Opět se ale mohou vmísit smrky a některé další druhy stromů. Které z nich nakonec vyrostou, to budou určovat klimatické podmínky, ale i náhody.

Rozhodující je, že starý les bude zase lesem, ale nebude ani přesně týž, ani podobný jako dřív. Koloběh zrození, zániku a opětného formování znamená vždy proměnu. Řecký filosof Hérakleitos z Efesu vešel s Platónovým přičiněním ve známost díky své výstižné formulaci Nevstoupíš dvakrát do stejné řeky, neb další vody nese proud. Opakovaně se můžeme koupat v Rýnu, avšak molekuly vody, které nás obklopují, jsou pokaždé jiné, stejně jako ryby nebo látky rozpuštěné ve vodě. Goethe to nádherně vystihl ve své básni „Jedno a vše“:

„Ať se to hýbe, tvoří, činí 

To, co povstane, se zas změní 

Okamžik ticha se jen zdá 

Živoucí věčnost všemu vládne 

Tudíž se všechno v nic rozpadne 

Jen tak se v bytí zachová“⁹¹ 

Z „Proměn“ římského básníka Ovidia (psáno zhruba v letech 1–10 našeho letopočtu).

Všechno mění se jen, nezemře nic. Sem a zas tam 

bloudí živoucí dech, jenž do libovolných údů 

pak vniká a ze zvířat do lidských přechází těl, 

i do zvěře z nás, a tak trvá po všechny věky. 

Tak jako tvárný vosk hned nabývá podoby jiné 

nic nezůstane, jak bylo, aniž ustrne ve stejném tvaru, 

a přece je stále týmž; tak trvá, jak učím, i duše, 

jež zůstává neměnná, stejná, jen volí si rozličné formy. 

A v dalším úryvku se výslovně hovoří o přírodě, která sice změnu miluje, avšak nedá ničemu zaniknout: 

Nic netrvá v podobě stejné a tím, jak miluje změnu, 

vytváří příroda nově zas jiné formy z těch byvších, 

a v celé světa šíři se – věřte mi – neztrácí nic, 

přerod a změna týká se podoby pouze. 

Vznik a soustavný zrod jsou jen jiným počátkem bytí 

a zánik zas pouze a jenom jiným bytím než dřív, 

jedno se mění v druhé a to zase přesídlí jinam, 

vcelku tak přetrvá všechno, leč pravím, 

že stále totožný obraz neskýtá na světě nic. 

Po přečtení takových poetických řádků z navzájem vzdálených epoch – ať už z pera Ovidiova, nebo Goethova – nás nejspíš napadne, že zkáza může být navýsost tvůrčí a lidi už odjakživa fascinuje. Podobně uvažoval také rakouský ekonom Josef Schumpeter, jenž již v roce 1942 hovořil o „průmyslovém mutačním procesu, který neustále zevnitř revolucionizuje hospodářskou strukturu tím, že starou strukturu permanentně ničí a vytváří novou“.⁹² Schumpeter ze svých pozorování ekosystémů usuzoval na změny v podnikových celcích. V tržním hospodářství musí malé i velké firmy obhájit svoji existenci v konkurenčním boji, přizpůsobovat se, zlepšovat, procházet inovacemi. Občas je nevyhnutelné, že ustrnulé, staromódní podniky zaniknou, aby uvolnily místo novým startupům, které dokážou uvolněné zdroje využívat jinak a možná efektivněji. V ekonomice je to stejné jako v hospodárně se chovajících ekosystémech či u individuálních živých organismů.

Jestliže se jednotlivé části neustále obnovují, může nadřazený systém víceméně stabilně fungovat, alespoň po určitou dobu. Poté co se systém zorganizoval a vybudoval, zajišťují četné malé koloběhy regulaci a pokud možno optimální zachování většího celku. I člověku zůstává jeho osobní identita, přestože to v nás ustavičně a nepozorovatelně pracuje, takže jsme v permanentní přestavbě. Buňky na povrchu našich střev žijí kupříkladu jen několik málo dní, nervové buňky oproti tomu mnoho let. Výpočty ukazují, že člověk vážící 70 kilogramů, se zhruba 30 biliony buněk a 46 kilogramy buněčné hmoty (bez tekutin a pevných látek nacházejících se mimo buňky), vyprodukuje každého půldruhého roku buněčnou hmotu v přesně stejném množství. Zní to šíleně, ale je to pravda: Každých pár let se stáváme někým jiným, alespoň co do materiálu.

Přesně tak je tomu v lese. Nejrůznější živé organismy a druhy přicházejí a odcházejí, ale celkové vzezření a funkce ekosystému zůstávají podobné. Někdy se ale vystřídají druhy stromů. Taková obměna je zvlášť nápadná, když třeba vymřou smrky a na jejich místě pak vyrůstají listnaté stromy, dejme tomu buky. Jiným příkladem je jistou houbou způsobovaná choroba, jíž padají za oběť evropské jasany. Tato houba, zvaná voskovička jasanová, jejíž nápadný výskyt byl teprve na přelomu 20. a 21. století zaznamenán v Dánsku, se poté razantně rozšířila, postižené lesy vymíráním jasanů náhle prořídly a přechodně pozbyly určité vlastnosti. Avšak v některých lesích severního Německa už jilm vaz coby náhradník klenbu z korun zase uzavírá.⁹³

Jde o hezký příklad toho, že se v biologicky různorodých systémech dá velký kolaps odvrátit, protože jsou už předtím, než dojde ke zhroucení, nachystány náhradní varianty, které následky změny zmírní. Většina funkcí lesa zůstává patrně zachována, nicméně pro organismy závislé na jasanu je jeho ztráta samozřejmě katastrofou. Nadějí zůstává, že se některé jasany ukážou být vůči zkázonosné houbě rezistentní; aktuálně vyšly najevo skutečnosti, které tomu nasvědčují.⁹⁴ Důležitou roli přitom mohou sehrát mikroorganismy: objevily se zprávy, že nově objevené bakterie rodu Luteimonas na listech jasanu zabraňují pronikání původce choroby.⁹⁵ To by pěkně dokumentovalo evoluci v akci a mohlo navíc přece jenom ještě umožnit jasanům návrat.

V lesních ekosystémech rozhodně nevládne plynulá rovnováha ani skutečný koloběh tak, jak si jej staří Řekové pro svůj život představovali. Navzdory obnově menších celků systémy uzrávají a mění se. A jsou to právě jejich dlouhověké komponenty s informacemi, jež v sobě nesou, které jim propůjčují specifický charakter.

Přírodu nelze předvídat ani řídit. Proč? 

Mnohotvárnost života je něco nádherného a současně děsivého. Komplexita lesů s neskutečnou spoustou faktorů, které spolu vstupují do vzájemných interakcí, majících překvapivé, mnohdy chaotické důsledky, je zdrojem fascinace, překvapení a úžasu. Současně ale znesnadňuje pochopení toho, jak les funguje. To je dostatečný důvod zastavit se a trochu popřemýšlet.

My lidé jsme celkem schopní kriminalisté-amatéři. Umíme kombinovat, sbírat indicie a důkazy – a nakonec objasníme, co nebo kdo je pachatelem, a jsme v tom vážně dobří. Máme rádi napětí a přechodnou nejistotu. Zdařilý detektivní příběh má navíc v závěru vždy nachystané řešení. Představme si takový román Agathy Christie, v němž by nám na posledních stránkách nebyl představen pachatel. Konec by byl otevřený, zločin s určitou pravděpodobností spáchala tato – nebo možná jiná – osoba. Dokonce ani důkazy by nebyly nevyvratitelné a oběť vraždy by možná ani nezemřela. Takhle se dobrý příběh vyprávět nedá. Hádanky prostě milujeme jen tehdy, když mají řešení.

Proto také máme tolik vědců a vědkyň. Lidé totiž také rádi vnášejí do chaosu řád, klasifikují systémy, pojmenovávají neznámé jevy, popisují jejich vzájemné souvislosti a vysvětlují, jak to či ono funguje. O tom pojednávají také rozsáhlé části této knihy. Věda usiluje především o vystopování příčinných souvislostí. Co z čeho vyplývá? Jaká je příčina? Co se stane, když jsou dány určité podmínky? Problém nicméně spočívá v tom, že čím hlouběji věda kutá, čím přesněji měří a detailněji se táže, tím sice lépe mapuje hranice poznání, avšak současně musí opustit myšlenku, že existuje jedna jediná „pravda“ a vše může být až do nejmenších detailů vysvětleno a předpovězeno.

Věda nám každopádně už ukázala, proč tyto hranice vědění a toho, co lze poznat, existují. Klíčovým problémem je nesmírná komplexita systémů, jimiž se zabýváme a k nimž i sami patříme. Jestliže tedy v lese existuje tak velké množství prvků, které mohou být takové nebo onaké, dělat to či ono, které jsou proměnnými, jak by řekl matematik, a v důsledku toho mohou procesy probíhat překvapivě rychleji nebo pomaleji, když jsou přítomny prahové hodnoty a zlomové body i zcela chaotické procesy,⁹⁶ pak nastává velký problém při analýze: velmi snadno se dopouštíme chyb.

V případě komplexních systémů se nezřídka domníváme, že jsme objevili souvislosti tam, kde žádné nejsou. Jde o důsledek myšlení, které náš živočišný druh, Homo sapiens, přivedlo k dosavadním úspěchům. Jsme totiž schopni filtrovat jednotlivé informace z toho obrovského množství podnětů, s nimiž jsme denně konfrontováni. Útočí na nás tolik zvuků, barev, tvarů, vzorců a pachů, že prostě zjednodušujeme, předpokládáme a činíme rozhodnutí. Izraelský psycholog Daniel Kahneman proslul svými hypotézami o dvou typech lidského myšlení – rychlém a pomalém.⁹⁷ Náš rychlý myšlenkový systém rozhoduje na základě emocí, domněnek, předchozích znalostí a předsudků. V nebezpečných situacích to někdy spěchá: když to v podrostu za námi zapraská, může to být lev, který nás vmžiku napadne – takže raději utečme, hlavně se neohlížejme a nechtějme přijít věci na kloub!

Náš mozek pracuje celkem rychle a efektivně při rozpoznávání vzorců či struktur, které nám připadají známé. To může při orientaci v přírodě pomáhat. Mozek si přitom nikdy nedává pauzu a snaží se ze všeho, co se kolem nás děje, pokud možno honem vytáhnout nějakou informaci. Někdy to ovšem přehání, takže pak občas spatřujeme v mracích či křivých stromech zvířata a obličeje. Zřejmě nás uspokojuje, když do věcí vkládáme nějaký smysl, než abychom se smířili s nahodilostí a nesmyslností.

Je tu ale i další možný způsob myšlení: můžeme také dumat, hloubat a přemítat pomalu. To je takříkajíc vědecký způsob, který si uvědomuje komplexitu, zvažuje důsledky, pozdější dopady i nejistoty. Jenomže jsou-li systémy skutečně komplexní, mají to dokonce i lidé „od vědy“ velice těžké. Musíme být ostražití, protože jinak bychom mohli analyzovat domnělé vztahy mezi komponentami, které se vlastně navzájem nijak přímo neovlivňují. Zdánlivé korelace by pak sváděly k nesprávným hypotézám a mylným závěrům.

Oblíbeným – a patřičně absurdním – učebnicovým příkladem z oblasti statistiky je situace, kdy se ve vesnicích s velkým výskytem čápů na komínech rodí více miminek. Z toho je možné vyvodit, že děti nosí čáp. Samozřejmě víme, že tomu tak není. Skutečným důvodem specifičnosti plodných „čapích“ vesnic je spíše fakt, že leží v krajích, kde se čápům daří a kde jsou i životní podmínky pro mladé rodiny tak atraktivní, že se do těchto lokalit cíleně stěhují. Další možnost by byla, že se při výzkumu zapomnělo na regiony, v nichž čápi nehnízdí. Anebo v určitém roce náhodou dojde k takové koncentraci miminek a čápů, že podobných statistických hodnot nelze v jiných letech ani zdaleka dosáhnout.

Na pozadí problémů zdánlivých souvztažností, jako je případ čápů a novorozeňat, učinila statistika ve vědě obrovské pokroky, povzbuzována gigantickými možnostmi moderní výpočetní techniky. Zásadní výzvou jsou přitom analýzy multifaktoriálních pochodů v komplexních systémech. Současná matematika vyvinula četné statistické testy a postupy, aby prověřila věrohodnost souvislostí. Užívání takzvaného strojového učení a umělé inteligence přitom znamená nový, převratný stupeň lidského nakládání s čísly a daty.

Jen pro zajímavost uveďme, že statistika nabízí také „lesní metodu“, postup zvaný Random forest (náhodný les), jenž ale nemá co činit s ekosystémy, nýbrž pracuje s náhodně vygenerovanými „rozhodovacími stromy“. „Les“ těchto automaticky vytvořených „stromů“ nakonec umožňuje přiblížit se odpovědi na otázku, zda spolu určitá data souvisejí. Výpočet se tak sám učí a v rozeznávání souvislostí se neustále zlepšuje. Pro vědce tak mnohdy bývá výzvou držet se strojem krok a podrobně porozumět tomu, co vlastně počítač v detailu provedl… jinými slovy rozpoznat skutečný les pro digitální stromy.

Tváří v tvář všem těmto novým možnostem musí být věda navýsost ostražitá, aby se v analýze nadobro neztratila. V lesních ekosystémech jsou působící faktory velmi početné a ještě k tomu neovlivňují jen jeden určitý parametr, nýbrž i sebe navzájem. Výsledky takových analýz pak často podléhají náhodám, a navíc platí jen pro okamžik záznamu dat.

Jestliže kupříkladu zkoumáme, jak dalece se v lese po kácení dřeva změní teplota, stojíme před nelehkým úkolem.⁹⁸ Tam, kde se badatelé soustředí pouze na důsledky děr v zelené „střeše“ lesa, dojdou k jiným závěrům, než když vezmou v úvahu také biomasu. Její úbytek rovněž ovlivňuje teplotu v lese. A dokonce i když zohledníme naprosto všechny aspekty, je výsledek platný pouze pro daný rok. Tento fakt vědce a vědkyně mající se statistikou zkušenosti nijak zvlášť neleká, avšak ztěžuje jim komunikaci s lesníky, kterým jsou krátké a úderné verdikty milejší než komplikované „na rámcových podmínkách závislé to nebo ono, respektive ještě něco jiného“.

Čím přírodnější a divočejší les je, tím obtížněji se dá analyzovat. Živočišné a rostlinné druhy, mikroorganismy, struktury, živiny a jiné zdroje, vlastnosti terénu, stáří stromů, historie různých narušení a nahodilých událostí a mnoho dalších faktorů, to vše je po lese rozprostřeno nerovnoměrně. Totéž platí pro počasí, které lze zaznamenat mnohem snáz. V jedné ze zkoumaných oblastí s několika meteorologickými stanicemi se lze snadno přesvědčit, že na místech vzdálených od sebe jen několik kilometrů dokonce prší v různé dny. Tím spíš je každý kousek lesa jedinečný a nesrovnatelný s jinými.

Tomu odpovídá také obrovské pokušení zjednodušit podmínky výzkumu, tj. zredukovat komplexitu za účelem dosažení výsledků, které obstojí ve statistických testech, jemuž jsou vědci a vědkyně vystaveni. Oblíbené jsou kupříkladu experimenty s vysazováním stromů, jako třeba obří projekt BEF-China v provincii Ťiang-si.⁹⁹ Zde bylo v letech 2009 a 2010 na 440 hektarech a 566 dílčích plochách vysazeno celkem 226 400 domácích stromů 40 druhů v rozličných kombinacích od monokultur až k sestavám s až 24 druhy. Tyto plochy poté sloužily k výzkumu růstu a produktivity stromů. Tak se kupříkladu došlo k poznání, že vyšší počet druhů vyrovnává individuální zbrzdění růstu, k němuž u některých druhů v jednotlivých letech dochází.¹⁰⁰

Výsledek bádání, jenž, jak se zdá, hovoří ve prospěch větší druhové pestrosti, se dal očekávat a potvrzuje předchozí hypotézy a studie. V tomto případě byl velice přesvědčivý i díky dobrému statistickému zpracování. Závěr autorského týmu zní: „Zjištěné mechanismy, jimiž bohatství druhů u stromů stabilizuje produktivitu lesa, podtrhují význam rozmanitých, druhově bohatých lesů pro adaptaci na klimatické změny.“ Z ekologického hlediska je tudíž všechno v nejlepším pořádku. Jenomže experiment nevypovídá o skutečných lesích skoro nic, a sice proto, že se vůbec nezkoumaly. Šlo totiž o výzkum zaměřený sice na rozmanitost druhů, nicméně prováděný na jen 10 let starých plantážích, kde prostě odpadá celé univerzum vlastností lesa. Jeho koncepce dokládá v některých kruzích převažující chápání lesních ekosystémů jakožto směsek stromů. Není žádnou novinkou, že druhová pestrost je v plantážích prospěšnější než monokultura. O dlouhodobém vývoji těchto výsadeb – o původních lesích ani nemluvě – za zhoršujících se klimatických podmínek nám experiment neprozrazuje zhola nic.

Studie by mohla vést ke klamnému závěru, že více druhů v lese si pokaždé automaticky žádá pozitivní hodnocení. Existují autoři snažící se stůj co stůj dokázat, že se lesu vždy daří lépe, když lidé stromy pokácejí a posléze znovu vysadí. Za tímto účelem počítali druhy ve využívaných a nevyužívaných lesích.¹⁰¹ Když potom v obhospodařovaném lese objevili více rostlinných či ptačích druhů, byl to pro ně důkaz pozitivních vlivů užívání lesa. Přitom se naprosto ignorovala skutečnost, že šlo o jiné než lesní druhy, které do prořídlého lesa pronikly zvenku. Takové druhy svou přítomností určitě nezlepšují fungování lesního ekosystému, jehož komplexita doznala škod. V komplexním systému je, jak známo, celek něčím víc než součtem svých částí. Větší počet nalezených komponent však automaticky neznamená vzestup celku.

Ne všechno, co je statisticky doložitelné, musí nutně prohlubovat naše porozumění komplexním systémům. Onen náročný čínský experiment je také dobrým příkladem dávného badatelského dilematu: Aby se komplexní systém dal zkoumat, bývá nezřídka ovlivněn či proměněn už samotnou studií. Četné zásahy člověka do beztak již velice komplexních lesních systémů ztěžují jejich prozkoumatelnost a ještě více zastírají dané souvislosti.

V těchto složitých systémech je tudíž nemožné zcela spolehlivě objasnit, proč došlo k určitým jevům a výsledkům. Některé z nich jsou velmi pravděpodobné, i proto, že je potvrzuje bezpočet pozorování, jiné takové nejsou. Jednoznačné důkazy prakticky nelze přinést. Přesto ale od vědy očekáváme, že zodpoví naše otázky. Nemohli bychom se tedy poučit alespoň z věrohodných „faktů“? Žel nám komplexní ekosystémy i v tomto ohledu dělají čáru přes rozpočet. Skutečně nejsme s to předem určit a změřit všechny relevantní znaky ekologických systémů, komplexnost sama činí systémy neredukovatelně neurčitými. Ekosystémy a jejich součásti mohou navíc reagovat na nové výzvy, které přinášejí nové stavy systému.¹⁰² Jsou nepředvídatelné.

Pro lidi vědy, ale i praxe je nanejvýš frustrující, jestliže nemohou z toho, co bylo, usuzovat na to, co bude. Přitom je právě tohle poselstvím z minulosti ekosystémů naší planety.

Sice je pravda, že určité podmínky mohou opakovaně vést ke srovnatelným výsledkům – tady máme na mysli třeba vznik stromovitých forem růstu z vegetace bylinného typu nebo vznik lesů určité výše a produktivity. Druhová kompozice budoucích lesů zůstává nicméně otevřená. Toto je skutečně důležitá vlastnost vývoje života, totiž že je otevřený novým možnostem existence (věda tu hovoří o takzvané „ontické otevřenosti“¹⁰³ ze starořeckého on = jsoucí). Ano, je třeba přiznat, že to zprvu zní komplikovaně. Tato otevřenost vůči bytí jako takovému zahrnuje i pro lidi spíše nepředstavitelné a nežádoucí modality, například naprosté vymizení určitých forem života či celých biotopů, respektive ekosystémů. Přesně to se ale v minulosti dělo neustále. Myslitelné je i samotným životem způsobené vyhasnutí biosféry; to je dokonce řádově pravděpodobnější než úspěšné přenesení života na jiná nebeská tělesa.

Otevřenost bytí znamená, že se v globálním ekosystému může přihodit (skoro) všechno, přinejmenším tehdy, když je na to dostatek času. S omezením to platí v případech závislosti na konkrétních cestách proměny. Není třeba dost dobře představitelné, že by život na Zemi, založený na sloučeninách uhlíku, zčistajasna přesedlal na křemíkové sloučeniny. Existují i čiré nemožnosti, například že by se z mechu náhle vyvinuly stromy nebo že by se stromy jako čtvernožci procházely krajinou. Mnohé procesy jsou vyloučeny už proto, že by stály velice mnoho energie, která není v přírodě k dispozici. Mnohé vývojové linie se již také vyčerpaly. Fotosyntéza rostlin už pravděpodobně nemůže být efektivnější, to ale neznamená, že evoluce náhle dosáhne konečného bodu a žádné inovace se už neobjeví. Mnohem pravděpodobnější je, že druhy a ekosystémy ještě zrodí úžas budící nové jevy, jaké si dnes ani v nejmenším nedovedeme představit. To ovšem bude trvat miliony let – za předpokladu, že nejbližší budoucnost evoluci neuloupí příliš mnoho potenciálu, což by následný vývoj mohlo značně zpomalit, nikoliv však zastavit.

Velmi vzdálená budoucnost lesních ekosystémů se předpovědět nedá. V časech zjevných problémů se snižující se funkčností lesů a tváří v tvář nepřehlédnutelné klimatické krizi s rychlými a nejasnými změnami bychom přesto rádi věděli, co bude dál. Navzdory nejistotám je důležité představit si všechny možné podoby budoucnosti, abychom vší mocí zabránili nepříznivým scénářům. Pokud budoucnost nelze předví- dat, pomůže nám alespoň její modelování pokročit o kousek dál?

Ekologie dostala v posledních letech do rukou mocné nástroje v podobě moderních počítačů, takže dokáže zvládat i komplikované operace. Vědci stále znovu modelují, jak by se mohlo jednotlivým druhům a ekosystémům v budoucnu vést. Zejména palčivá je otázka, zda budou při změnách klimatu ekonomicky cenné druhy, jako jsou lesní stromy, patřit k vítězům, či k poraženým.¹⁰⁴

Přitom je už celá desetiletí jasné, že se s takovým modelováním pojí značná míra nejistoty, což vyžaduje odpovídající debatu o mnoha faktorech.¹⁰⁵ Už samotné metodické aspekty jako kvalita modelů a převedení modelovaných vlastností do dat a algoritmů, ale i typy organismů, o nichž máme alespoň nějaké spolehlivé poznatky, vytvářejí obraz do té míry neostrý, že ani nedokážeme říci, jak dalece se od sebe jednotlivé modely liší. To dotyčné studie dokonce i přiznávají.¹⁰⁶ S čím už se většinou nikdo nechlubí – protože jinak by se ony náročné modelace v současné formě třeba už vůbec neprováděly –, je fakt, že komplexita populací, druhů a ekosystémů stejně jako nevyhnutelnost jejich chaotického, nelineárního chování činí seriózní projekci zcela nemožnou.

Výše zmiňovanou studii z roku 2009, vybavenou pestrými mapami údajně možné lesní vegetace, použila o 12 let později také Evropská komise při tvorbě Lesní strategie EU. Podle ní by 31–42 % lesa mohlo přináležet k zóně „potenciální přirozené vegetace“.¹⁰⁸ Je děsivé, že se na takovém základě reorganizují lesy, jak se to momentálně na velkých plochách skutečně děje.

Buk lesní v současné době už lesní hospodářství zčásti pohřbilo, ač se ukazuje jako nesmírně přizpůsobivý. Zásluhou ukrajinsko-slovenské iniciativy vznikala od roku 2007 lokalita evropského přírodního dědictví UNESCO věnovaná buku a jeho unikátní cestě po skončení doby ledové „Původní bukové lesy Karpat a dalších oblastí Evropy“. Po rozšíření v roce 2021 k tomuto přírodnímu dědictví patřilo 94 dílčích oblastí z 18 evropských zemí od Aspromonte v jižní Itálii po baltickou Rujanu, od Ukrajiny až po Španělsko. Dílčí oblast Grumsin leží v biosférické rezervaci Schorfheide-Chorin v Braniborsku. (Pierre L. Ibisch, listopad 2019)Buk lesní v současné době už lesní hospodářství zčásti pohřbilo, ač se ukazuje jako nesmírně přizpůsobivý. Zásluhou ukrajinsko-slovenské iniciativy vznikala od roku 2007 lokalita evropského přírodního dědictví UNESCO věnovaná buku a jeho unikátní cestě po skončení doby ledové „Původní bukové lesy Karpat a dalších oblastí Evropy“. Po rozšíření v roce 2021 k tomuto přírodnímu dědictví patřilo 94 dílčích oblastí z 18 evropských zemí od Aspromonte v jižní Itálii po baltickou Rujanu, od Ukrajiny až po Španělsko. Dílčí oblast Grumsin leží v biosférické rezervaci Schorfheide-Chorin v Braniborsku. (Pierre L. Ibisch, listopad 2019) 

Členitý „lesní organismus“ 

Symbióza: Od soupeření k soužití 

Regenerace a další vývoj lesního ekosystému po smrkové monokultuře. V blízkosti lokality Königshütte v pohoří Harz vyrůstají pod odumřelými smrky mladé javory a jeřáby ptačí. (Pierre L. Ibisch, květen 2021) 

Lišejník důlkatec plicní (Lobaria pulmonaria) se vyskytuje v lesích blízkých přírodě a bohatých na srážky. Velmi citlivě reaguje na aktivity lesníků a všude v Německu do značné míry vymizel. Snímek je z Norska. (Dorothee Killmann, září 2021) 

Alfred Möller, pruský vrchní lesmistr a ředitel Lesní akademie v Eberswalde, formuloval roku 1922 ve své stejnojmenné knize myšlenku trvalého lesa. Viděl les jako organismus a odmítal monotónní lesy věkových tříd. Mnozí lesníci se na něho dnes odvolávají, přestože se venku v lese řídí spíše naukou jeho odpůrce Alfreda Denglera. 

Jako všechny staré stromy jsou i duby ve staletém Stavertonském parku v anglickém hrabství Suffolk časovými kapslemi a důležitou součástí paměti ekosystému. (Pierre L. Ibisch, srpen 2011) 