Oroszlánfókák a San Cristóbal-szigeten. (Fotó: Reuters/Nacho Doce)

Mintegy 14 millió éve, több tűzhányó csúcsa emelkedett ki a Csendes-óceánból nagyjából ezer kilométerre, nyugatra Ecuador partjaitól. A hegycsúcsok a korai Galápagos-szigetvilágot reprezentálták. A képződmény ma 19 nagyobb vulkanikus szigetet és 120 kisebb földdarabot ölel fel. A földtömegek összessége érdekes állatsereglet – többek között óriásteknősök, tengeri leguánok és kéklábú szulák – otthona.

Amikor Charles Darwin 1835-ben megérkezett a San Cristóbal-szigetre, a forró katlanhoz hasonlatos helyet a pokolhoz hasonlította. Látogatása viszont elkalauzolta a természetes szelekció vezérelte evolúció elméletéhez, végezetül pedig nagy horderejű, A fajok eredete című munkájához. Azóta a Galápagos természetes laboratóriumként szolgál biológusoknak és geológusoknak egyaránt. A felfedezések ellenére azonban történetük még mindig rejtély be burkolózik.

A szigetvilág olyan ökoszisztémák és állatok otthona, amelyek sehol máshol nem találhatóak meg, ilyen például a galápagosi medvefóka vagy a csököttszárnyú kárókatona. A kutatóknak a biológián túlmenően a szigetek földrajzi történetéig kellett visszanyúlniuk, hogy felderíthessék, hogyan is alakult ki ez az egyedülálló flóra és fauna.

A Galápagos-szigetek származása egy szó szerinti „forró ponthoz” köthető, ahhoz a helyhez, ahol a Föld belsejéből magma bugyog fel a kérgen keresztül, és tűzhányókat alkot az óceáni fenéken. Míg a pont állandó, az általa kialakított vulkánok nem, hiszen a Nazca tektonikus lemezen terpeszkednek, amely évente 4 centiméteres sebességgel araszol nyugatról keleti irányba. A mozgás magával vonja, hogy az idősebb szigetek, amelyek némelyike már teljesen eltűnt a víz alatt, helyezkednek el keletre. A legfiatalabb, a Fernandina pedig most még pontosan a forró pont felett ül.

Kezdetben a legelső szigetek pusztán vulkáni láva lakhatatlan tömegeiként léteztek, aztán viszont a „hegyek” kölcsönhatásba léptek a légkörrel, és esőt idéztek elő. Több ezer év elteltével a csapadék elkoptatta a bazaltos lávát, és termőföld képződött. Megjelenése pedig az első lépés volt az élet kialakulásához. A szél a páfrányok, mohák és zuzmók spóráit szállította a szigetekre, velük együtt érkeztek meg az apró rovarok és még kisebb csigák, majd a madarak is megtelepedtek.

Kéklábú szulák az Isabela-szigeten. (Fotó: Reuters/Nacho Doce)

Peter Grant, a Princeton Egyetem kutatója a BBC-nek elmondta, valószínű, hogy a tengeri madarak érkeztek elsőként a környező vizekről, velük együtt mikroorganizmusok, hiszen eme utóbbiak picinyek, sokan vannak és könnyen szétszóródnak. A növénymagvak is érkezhettek a tengeri madarakkal, de akár a szél szárnyán is Dél-Amerikából, vagy pedig a tengeren. Az óceáni élőlények, többek között az oroszlánfókák, tengeri teknősök és pingvinek ősei, valószínűleg átúsztak a szigetekre, míg a hüllők és apró emlősök (úgymint rizspatkányok) többsége növényi tutajokon juthatott el a szárazulatokra.

A hüllők jobban felkészültek voltak a zord, sós és napos kondíciókhoz a tengeren az emlősöknél, ami magyarázatot nyújt rá, hogy a Galápagoson jelenleg miért csak hat őshonos emlősfaj található, köztük a galápagosi medvefóka és oroszlánfóka. A szigeteken szintén egyedülálló a galápagosi óriásteknős. A szárazföldi teknősök legnagyobb ma élő képviselőjének testsúlya elérheti a 417 kilogrammot.

De nemcsak a szigetek elszigeteltsége és vulkanikus természete vezetett eme különleges élővilág kifejlődéséhez. A biodiverzitás és ökoszisztémák egyedisége ahhoz a tényhez is köthető, hogy a szigetek közvetlenül az Egyenlítőn fekszenek, ott is az egyenlítői rejtett áramlás útvonalában. Ez az áramlat a tengerfelszín alatt húzódik mintegy 100 méteres mélységben, nyugatról keleti irányba halad, másodpercenként több mint egyméteres sebességgel.

A 2015-ben felébredt Wolf-vulkán az Isabela-szigeten. (Fotó: Reuters/Galápagosi Nemzeti Park/Diego Paredes)

Kristopher Karnauskas, a Colorado-i Egyetem kutatója szavai szerint véletlen egybeesés, hogy a Galápagos-szigetvilág az Egyenlítőn fekszik és elég nagy hozzá, hogy befolyása legyen az áramlásra. De ugyancsak ez a tény vezetett el egy olyan ökoszisztéma létrejöttéhez is, amelynek nincsen párja a világon.

Ahogyan az áramlat beleütközik a nyugati szigetekbe, a mélyből felfelé nyomja a tápanyagban gazdag, hűvösebb vizet. Amint pedig az óceáni állatok által még érintetlen tápanyagok elérik a napsütötte zónát, beindul a fotoszintézis – mondja a szakember. Ez a termelékenység vonzza oda a tengeri élővilágot, a hűvös víz pedig lehetővé teszi egy, az inkább a trópusi régiókra jellemző ökoszisztéma megszületését.

A hidegebb óceáni hőmérsékletek a szigetek nyugati oldalán táplálékot és megfelelő hőmérsékletet nyújtanak a galápagosi pingvineknek, amelyeknek 90 százaléka az Isabela- és Fenandina-szigetek nyugati partvidékén lakozik. Karnauskas szavai szerint ennek oka, hogy ott található táplálék, és mivel eredendően hideg vízi élőlények, állományuk ott gyarapszik fel. A keleti oldal sokkal inkább trópusi éghajlatú.

Tengeri leguánok a Santa Cruz-szigeten. (Fotó: Reuters/Guillermo Granja)

Karnauskas és Eric Mittelstaedt, az Idahói Egyetem geológusa azt feltételezte, hogy az egyenlítői rejtett áramlás kezdeti ütközése a szigetekkel idézhette elő a biológiai robbanást a Galápagoson. Drasztikus változást okozhatott a szigetek ökoszisztémáiban és a ma ott élő, rendkívül változatos élővilág fenntartásához szükséges potenciáljukban.

Az esemény időzítésének tanulmányozásához két modellt fejlesztettek ki. Az első időben visszafelé lépdel, és rekonstruálja a földtömegek méretét és formáját az évmilliókra vetítve. Az így kapott információval szimulálták az áramlatokat és a hőmérsékleti mintázatokat a környező óceánban.

A modellek azt sugallták, hogy kétmillió éve az egyenlítői rejtett áramlás áthaladt a régión. De 1,5 millió éve egy sziget blokkolta haladását. A csapat ezt követően megvizsgálta az üledékmagokból kinyert adatokat. (A mintákat a Galápagos-szigetek és a Dél-Amerika közeli tengerfenékből gyűjtötték be.) A magok rögzítik a tengerfelszín hőmérsékleti változásait az évmilliók folyamán. Kiderült, hogy az óceán hőmérséklete körülbelül 1,6 millió éve drasztikusan megváltozott.

Óriásteknősök a Galápagoson. (Fotó: Reuters/ Guillermo Granja)

Karnauskas szerint akkortájt bekövetkezett valamiféle változás a szigetekben, ami előidézte ezeket a paleoklimatikus adatokat. Körülbelül ez lehetett azon időszak, amikor a szigetvilág végül elég nagyra duzzadt hozzá, hogy útját állja az áramlásnak, és a biológia is ekkor indulhatott felvirágzásnak.

A folyamat biztosan hatással volt a tengeri élőlények ökológiájára és evolúciójára, valamint módosíthatta a szárazulatokon a feltételeket az új növény- és állatfajok megtelepedéséhez – tette hozzá Grant. Viszont, ha ténylegesen ez a mintegy 20 ezer év alatt végbement ütközés indította el az élővilág fejlődését a Galápagoson, más geológiai események továbbra is kihatással lehetnek irányára.

A szigetek kezdeti kiemelkedése óta a tengerszint is ingadozott, mondja Dennis Geist, az Idahói Egyetem geológusa. Szavai szerint az utóbbi bő hárommillió évben mintegy harmincszor emelkedett meg és süllyedt le. Ezek a változások drasztikusan módosíthatták a Galápagos földrajzát, aminek következményei lehetnek a szigetek biológiájára nézve is – írta még 2014-es tanulmányában Jason Ali, a Hongkongi Egyetem és Jonathan Aitchison, a Sydney-i Egyetem kutatója.

Szárazföldi leguán lávagyíkkal hátán a Santa Cruz-szigeten. (Fotó: Reuters/ Guillermo Granja)

A régióban a tengerfenékről készült térképek tanulmányozásával Ali észrevette, hogy a víz viszonylag sekély a szigetvilág szívében, körülbelül 200 méteres. Tanulmányukban a kutatók megbecsülték, hogy a tengerszint mintegy 144 méterrel jelenlegi szintje alatt állhatott körülbelül 20 ezer évvel ezelőtt. 630 ezer éve pedig a becslések 210 méterrel tették lejjebb a vízszintet a maiaknál. Ez alacsonyabb érték, mint a szigetvilág bizonyos részein maga a tengerfenék magassága.

Ali a BBC-nek kifejtette, rájött, hogy valamikor ezeknek a szigeteknek össze kellett kapcsolódniuk egymással, ami lehetővé tette a közlekedést. A szigeteket összekötő hidak kibővíthették a szárazföldi állatok, úgymint a leguánok, a Galápagosi lemezesujjú gekkók és az Alsophis biseralis siklófaj lakókörzetét.

Közelebbi vizsgálatra kiderült, hogy a valamikor összekapcsolódott szárazulatok ugyanolyan élővilágon osztoznak, míg a peremre szorultak sajátos létformákkal gazdagodtak. Ali szerint csak akkor áll össze ez a kép, ha a geológiai háttér is rendelkezésre áll.

A szigetvilág középső szigeteit két kígyófaj foglalja el. A szakemberek szerint közös ősük mintegy 138 ezer évvel ezelőtt közlekedhetett a szigetek között. Majd, a tengerszint újbóli emelkedésével, a két elszigetelt állományból fejlődött ki nyugaton a Pseudalsophis slevini, míg keleten a P. dorsalis.

Kaktuszfa az ember által lakatlan Santa Fé-szigeten, a Galápagos-szigetvilágban.(Fotó: AFP)

Grant szavai szerint általánosságban a szigeteken az élőlények elszigetelődése lehetővé teszi adaptálódásukat a helyi feltételekhez. Az izoláció megszűnésével – amikor a tengerszint esik és a szigetek összekapcsolódnak – lehetővé válik ennek ellenkezője, a korábban elszeparált populációk elegyedése.

Végezetül, míg a vulkánkitörések megvetették az élet alapjait a Galápagoson a szigetek kialakításával, a mai napig folytatják az ökoszisztémák alakítását is. A Fernandinán két-háromévente történnek ébredések, a hegyoldalakon lecsorgó láva bizonyos fajokkal közvetlenül végezhet Mittelstaedt szerint, míg másokat két csoportra oszthat, amelyek aztán általában meg sem próbálnak átkelni rajta.

A szigeteken rendszerint a teknősök egy-egy faja található meg vulkánok körül. Az Alcedo-tűzhányó jelenleg a galápagosi teknősök legnagyobb populációjának otthona, a becslések szerint 3-5000 állat él körötte. Amikor viszont a biológusok szemügyre vették a teknősfaj genetikai sokféleségét, mintegy 88 ezer évvel ezelőtti genetikai palacknyakra, vagyis beszűkült változatosságra bukkantak.

Vulkáni kráter az Isabela-szigeten. (Fotó: AFP)

Geist kálium-argon kormeghatározó technikát használt, hogy feltárja, az Alcedo éppen akkoriban ébredt fel, ráadásul eléggé robbanékonyan. Úgy hiszi, az esemény a kihalás közelébe juttatta ezeket az óriásteknősöket, és alapvetően egyetlen nőstény maradt életben a kataklizmát követően. A biológusok becslése szerint az Alcedón ma élő hüllők 91 százaléka az ő leszármazottja.

Grant szavai szerint a geofizikai események vizsgálatával a geológusok segédkezet nyújthatnak a biológusoknak a múltbeli környezeteknek és változásaiknak megismeréséhez, ezáltal annak felderítéséhez, mindeme tényezők miképpen befolyásolhatták az állatok, növények, mikrobák életét.

A Galápagos-ökoszisztémában a geológiai hatások máig jelen vannak, néha még kisebb időskálán is egyértelműen kimutathatóak. 2015-ben például a szigetek legmagasabb csúcsa, a Wolf-vulkán kitörése potenciális veszélybe sodorta a Conolophus marthae rózsaszín leguánfaj egyetlen ismert populációját.

Az ökoszisztémák jövőbeli változásában a jelek szerint az embernek is óriási szerepe van. Az utóbbi néhány évszázadban az emberi látogatók révén tűzhangyák, kecskék és földi szeder jutott el a szigetekre, ezek mindegyike sebet ejtett a Galápagos őshonos fajainak némelyikén. Ezenfelül a kutatók szerint az antropogén klímaváltozással járó emelkedő tengerszint is potenciálisan kihalásokat idézhet elő.