en hu

Rövid áttekintés... A következőkben szeretném röviden összefoglalni a legfontosabb tudnivalókat a fitolitokról és a "fitolitos világról"...

A fitolit elnevezés a görög eredetű phyto (növény) és a lithos (kő) szavakból származik. Jelentése a szemcsék növényi eredetére utal. A fitolitok valójában nem mások, mint növények szöveteiből (bőrszövet - epidermis) származó kovaszemcse. Több szinonimája is ismert, gyakran találkozhatunk az opál fitolit, kovás sejt, fű opál, növényi opál, növényi opalit vagy éppen a biogén opál kifejezésekkel is.

Fitolitok a növény bőrszövetében - röntgen felvétel (Cheng, 1989)
Fitolitok a növény bőrszövetében - röntgen felvétel (Cheng, 1989)

A fitolit minden esetben élő növények szöveteiben, a növény életműködései folyamán keletkező optikailag izotróp anyag, melyenek anyaga nagyrészt hidratált kvarc (SiO2 x nH2O), de nyomokban egyéb elemeket is tartalmazhat (Al, Fe, Cu, N, P, etc.), mikroszkópikusan egyértelműen felismerhető és meghatározható. Fajsúlya 1,5 - 2,3 g/cm? között változhat. Színe változatos, a szintelentől az átlátszó halvány szürkéstől, a rózsaszínen át egészen a sárgáig. Mérete 5-200 mikron között lehetséges, általában 10-30 mikron között található (az emberi hajszál kb. 100 mikron átmérőjű). A fitolitok kimutathatóak az élő növényben is, de általában annak elpusztulása és bomlása után szabadul fel és kerül a későbbi fitolitot tartalmazó közegbe. Általában 2-20 mg fitolit található 1 g növényi szárazanyagra vonatkoztatva, de ez az érték különböző növényeknél igen jelentős eltéréseket mutathat.

De miért és hogyan választanak ki a növények fitolitokat a szöveteikben?

Mindenek előtt fontos tisztázni, hogy a növények fitolitképző képessége eltér akár egyed szinten is. Ennek oka, hogy a növények fitolit képzésben nagy szerepe van többek között az éghajlatnak, a talaj fizikai-kémiai tulajdonságainak, a növény korának, rendszertani helyének. Vannak növények, melyek igen jelentős fitolit produkcióval bírnak (Pázsitfüvek családja - Poacaea), míg mások egyáltalán nem állítanak elő fitolitot mint például a manióka (Manihot esculenta) (Piperno, 1988). A fitolitokhoz nélkülözhetetlen szilicium-dioxidot ortokovasav vagy monokovasav formájában veszik fel a növények a gyökerükön keresztül megfelelő kémhatású körülmények között (pH 2-9) (Piperno, 1988). Nem teljesen tisztázott, hogy az oldott állapotú kvarcot aktív vagy passzív transzport útján kerül felvételre. A kutatások mindkét esetre szolgálnak példával.

A fitolit kiválasztása a növényben a következő három, jól meghatározott helyen mehet végbe (Piperno,1988):

Fitolitok a növény bőrszövetében (epidermis)
Fitolitok a növény bőrszövetében (epidermis)

fitolitok szerepe igen változatos és jelentős a növények életét tekintve. Iler (1979) a következő összefüggést találta: bizonyos növények esetében minél több szilicium-dioxidot kerül felvételre, a növény annál jobb a betegséget okozó gombák elleni védekezése. Simpson és Volcani (1981) szerint a növények szervezetében található szilicium-dioxid nem csak a sejtfal szilárdításában nélkülözhetetlen, de a növény anyagcseréjében (metabolizmusában) is.

Mire használhatjuk a fitolitokat? Miért érdekesek a kutatóknak?

A természettudósok érdeklődését hamar felkeltette a növényekben található kis szemcsék. Természetesen ezek megfigyeléséig várni kellett a megfelelő technikai háttér megszületéséig. A mikroszkópok kifejlesztését követően aztán hamar megindultak a mikroszkópikus kutatások. Az első kutató, aki fitolitokkal foglalkozott A. G. Struve volt, aki recens növényekben figyelte meg azokat 1835-ben, Németországban. Innentől számíthatjuk a fitolit kutatások megindulását. A vezető kutatások egészen a második világháborúig Európában folytak, és a legjelentősebb kutatók között meg kell említeni még Ehrenberg, Grob, Haberlandt és Mobius nevét. A nagy világégés után a kutatás súlypontja áthelyeződött. Az amerikaiak mellett a japán és orosz kutatók is óriási eredményeket mutattak fel. Igaz, addigra már készültek kezdetleges rajzos határozók. A múlt század közepétől a fitolitok vizsgálata elsősorban ökológiai szempontból történt. Igen sok új információ halmozódott fel, ami aztán megalapozta a 70-es évektől kezdődő régészeti célú kutatásokat. Ekkor már a régészeten belül is egyre erősödött az igény, hogy mind pontosabb képet kapjon arról a környezetről, amelyben az adott régészeti kultúra létezett. Hiszen a környezeti változások akár egész civilizációk életét, felemelkedését vagy éppen bukását is okozhatták. Az ekkor megerősödő ökológiai szemlélet pedig szintén megfogalmazta az igényt, hogy a kutatók mind alaposabban tárják fel az ember és környezete kapcsolatát. Magyarországon a fitolit kutatás múltja igen csak egyszerűen összefoglalható. Biológiai tanulmányok keretében találkozhattak vele a hallgatók, általában növényszervezettan vagy növényélettan témájú kurzusok keretében.

Természetesen a fent megfogalmazott környezetrekonstrukcióval kapcsolatos igények teljesítése csak igen széleskörű csapatmunkával, és mind alaposabb kutatásokkal valamint ismeretanyaggal teljesíthető. A mindenkori környezet adott állapotáért számtalan tényező felelős. A környezet rekonstrukciója ezért igen bonyolult. Nehéz megmondani, hogyan is nézett ki a vizsgált terület 500, 5.000 vagy éppen 50.000 évvel ezelőtt. Változhatott a domborzat, a klíma, az ott élt növény és állatvilág. A változások nyomon követéséhez minél több környezeti elemről kell információt szerezni. A közvetlen információk igen nagy része elveszik. De ezzel egy időben felértékelődnek azok az elemek, amelyeket a kutatók sikerrel vallathatnak az egykori környezetről.

Környezetrekonstrukció során alkalmazott kutatási területek
Környezetrekonstrukció során alkalmazott kutatási területek
Az egykori vegetáció fitolitjainak eltemetődése
Az egykori vegetáció fitolitjainak eltemetődése
Zavartalan fúrásminta fitolit elemzéshez
Zavartalan fúrásminta fitolit elemzéshez

Egy csigahéj alapján meg lehet mondani, hogy azon a területen, ahol az a csiga élt, volt-e víz? És ha igen, milyen mély volt? Folyó volt-e vagy tó? Az elszenesedett magokból meg lehet mondani, mit termesztettek az egykor élt emberek. A virágporszemekből (pollenekből) megtudhatjuk, voltak-e erdők egy területen és milyen fák alkották azt. A dendrokronológia a fák évgyűrűit vizsgálja, és azok vastagságából akár a hideg-meleg, vagy éppen a száraz-nedves évek váltakozásáról szolgáltat adatokat. Természetesen ezek csak kiragadott példák, hiszen ha rendelkezésre állnak, sokkal több elemből lehet információt nyerni...

A fitolitok kiválóan használhatóak környezetrekonstrukciós munkákban. Természetesen ezek az eredmények is annál értékesebbek, minél több egyéb vizsgálattal vannak alátámasztva, kiegészítve. Miután a növény kiválasztotta a fitolitot, lényegében egy olyan azonosítót hoz létre, ami magánál a növénynél sokkal ellenállóbb. A növény megsemmisülése (rothadás, égés) után is jelzi, milyen növény is élt azon a helyen. A fitolitok mérete, alakja alapján jól lehet azonosítani az őt létrehozó növényt. Adott esetben akár faj szinten is. De sokszor már az is sokat jelent, ha csak annyit tudunk mondani a fitolitok alapján, hogy fű vagy fa uralt táj volt-e a vizsgált területen. A különböző tulajdonságú (morfológia, méret, szín, etc.) fitolitok alapján az egykori vegetáció szépen modellezhetővé válik, sőt, a kultúrnövények nemesítése is megfigyelhető! A nemesített növények fitolitjainak a morfológiája megváltozik, amit elsősorban a Latin-Amerika egykori kukoricatermesztő indián kultúráinak a tanulmányozása során használnak fontos információval. Mint minden határozásnál, itt is fontos a referencia-anyag összállítása, ami növények begyűjtésével, majd azok fitolitjainak kinyerésével és fotózásával készül.

A fitolitok kinyerése elsősorban geológiai fúrásmagokból célszerű, ha van rálehetőség, bolygatatlan mintából. De szelvényfal mentén is lehetséges nagy időtávot átfogó mintavételezés. Ekkor hosszabb időn keresztül lehetséges az egykori vegetáció nyomonkövetése. Régészeti célú munkák esetében azonban egy adott régészeti rétegből, esetleg egy objektumból történik a mintavételezés. Meg lehet vizsgálni például egy szemétgödör tartalmát, ahová a konyhai hulladékot dobták. Vizsgálhatóak az őrlőkövek, aminek a felületére rátapadnak a szétzúzott növény fitolitja. Hasonló a helyzet az emberi vagy állati fogakra tapadt fitolitokkal is. Az egykori tűzrakó helyek hamujának elemzése a használt tüzelőanyagról ad képet.

A fitolit kutatásnak, mint szinte valamennyi tudományos módszernek vannak erősségei és gyengeségei. Röviden összefoglalva ezek a következőek:

Erősségek:

Gyengeségek:

Fitolit kutatás a napjainkban

A fitolit kutatás helyzete még nem mindenhol esik azonos megítélés alá. Minden esetre örvendetes, hogy mind a régészetben, mind a környezettörténeti rekonstrukciókban érdekelt szakemberek között egyre többen ismerik meg a fitolit kutatás eredményeit, használati lehetőségeit. Nemzetközi szinten a Society for Phytolith Research tömöríti a kutatókat és szervezi a konferenciákat. Kidolgozásra került ez első egységes fitolit nómenklatúra (ICPN, 2005). Nemzetközi szinten a fitolit kutatás legnagyobb alakja Dolores R. Piperno, aki a legfontosabb könyveket, és számtalan meghatározó cikket írt. Hasonlóan fontos munkát végez Marco Madella, Terry Ball, Deborah M. Pearsall, Steve Weiner... A neveket hosszan lehetne sorolni, de álljon még itt két kutató neve, akiknek ezúton is szeretném megköszönni minden szakmai segítségüket: Mikhail Blinnikov (Minnesota) és Débora M. Zurro (Barcelona).

Felhasznált fontosabb irodalom: