Z punktuwidzenia współczesnej metodologii nauk sprawa wydaje się dosyć prosta. Opis naukowy drzewa nie jest drzewem. Zatem każda teoria dotycząca drzewa opisuje drzewo  abstrakcyjne.

Drzewo, które jest faktem empirycznym, w procesie poznania staje się faktem interpretacyjnym. Niedostępność rzeczywistości w bezpośrednim doświadczeniu, rozumianym jako przeniknięcie istoty rzeczywistości badanego obiektu, nie wyklucza możliwości jej dogłębnego poznania.

Co więcej – zakres dogłębnego poznania nie jest ograniczony do rzeczywistości i dlatego może ją nie tylko obejmować, ale i przekraczać. Na podstawie takiego dogłębnego poznania można zatem powiedzieć jak drzewo zachowywać się może w danym środowisku i przewidywać jego zachowanie w dowolnym innym środowisku.

Można również wygenerować drzewo dla dowolnie skonstruowanego środowiska, które istnieje, nie istnieje ale zaistnieć może lub nawet dla takiego, które istnieć nie może. W dużej mierze nasze dociekania mogą otworzyć potencjał dla projektowania i modelowania komputerowego. Warunkiem jest jednak wykroczenie poza fakty empiryczne, badaną rzeczywistość, fenomen, byt i zbadanie potencjalnych/teoretycznych rozwiązań, procesów zachodzących w środowisku zewnętrznym, a konstytuujących określone środowisko wewnętrzne.

Spróbujmy zatem świadomie potraktować drzewo jako obiekt abstrakcyjny, który nie musi mieć kompetencji i cech wyłącznie takich, jakie posiada drzewo empiryczne. Jednak im lepiej to teoretyczne drzewo odda obserwowaną naturę drzewa empirycznego, tym lepiej będziemy mogli zrozumieć mechanizmy wzrostu i rozwoju tego typu organizmów.

Zatem można powiedzieć, że będziemy poszukiwali pewnego modelu, który z jednej strony będzie się zachowywał w sposób podobny do tego, jaki obserwujemy w przypadku drzew, z drugiej strony będzie wskazywał na zjawiska, których nie dostrzegamy lub których w drzewach nie ma, choć teoretycznie są one możliwe.

W konstruowaniu modelu drzewa zastosujemy dwa podejścia.

Pierwsze, klasyczne, polegać będzie na poszukiwaniu rozwiązań zgodnych z obserwacjami (faktami obserwacyjnymi). Będzie to rdzeń naszego modelu.

Drugie podejście, stosowane równolegle z pierwszym, polegać będzie na stworzeniu ontologicznego modelu drzewa, a więc takiego, który ujawniać będzie wszystkie rozwiązania dla danej grupy założeń.

Będą one wzajemnie się testowały, przy czym źródłem podstawowego zestawu założeń do modelu będzie zbiór obserwacji pozyskanych w oparciu o pierwsze stanowisko.

W wyniku takiego podejścia powinniśmy uzyskać dwa rodzaje wyników w postaci wniosków dedukcyjnych: wnioski dedukcyjne ekstrapolujące (o charakterze ilościowym: więcej większe; procesy wzrostowe) oraz wnioski dedukcyjne transformujące (o charakterze jakościowym: inaczej, odmiennie; punkty, w których system lub jego elementy ulegają metamorfozie, procesy rozwojowe).

Celem tych poszukiwań jest opracowanie modelu w sposób całościowy i zintegrowany opisującego zjawiska wzrostowe i rozwojowe drzew.

Drzewo jako mikroproces

W naukach przyrodniczych nie ma tradycji tłumaczenia świata od początku i zwykle przyjmujemy dokonania naszych poprzedników jako punkt wyjścia, dokładnie tak samo jak zrobili to oni oraz ich poprzednicy…

Zatem w obrębie poszczególnych dyscyplin do refleksji dotyczącej podstawowej natury rzeczywistości dochodzi rzadko. Tym bardziej warto skorzystać z takiej możliwości podczas konstruowania teoretycznego modelu systemu przyrodniczego.

Spróbujmy przyjrzeć się drzewu substancjalnemu i procesualnemu jako pewnym punktom odniesienia, na których można zbudować teorię.

Drzewo substancjalne

Warto zdać sobie sprawę z tego, że nauka nowożytna, choć rzadko tą kwestię podnosi, posadowiona jest na hipotezie o substancjalnej naturze świata. Zarówno współczesna filozofia (zwłaszcza filozofia analityczna)  jak nauki przyrodnicze przyjmują założenie o substancjalnej naturze bytu.

Ograniczeniem tej koncepcji jest zewnętrzność procesów wobec substancji i pewien rodzaj samowystarczalności substancji. Jednym z efektów jest spojrzenie redukcjonistyczne, tłumaczące powstawanie złożoności i systemowości procesami samozłożenia substancji.

Hipoteza ta implikuje rozumienie świata zbudowanego z substancji, która choć zmienna zachowuje swoją istotę. Zgodnie z nią to z substancji wyłania się i składa cały wszechświat[1].

Jest to, co jest substancją. Innym efektem ubocznym przyjęcia takiego paradygmatu jest nieokreślony status rzeczywistości, której natura jest procesualna, niesubstancjalna. Procesy zachodzą pomiędzy substancjami i w związku z nimi. Ponieważ są substancje to są procesy. W tym ujęciu sam proces wydaje się mieć naturę pochodną w stosunku do substancji a zatem gdyby nie było substancji to nie byłoby również procesów.

Przejawia się to m.in. rozbiciem nauki na nauki przyrodnicze (badające substancję) i humanistyczne (badające zjawiska o charakterze niesubstancjalnym, np. procesy psychiczne, społeczne, języki, kultury, itp.). Pęknięcie, o którym tu mowa jest znacznie głębsze i wydaje się być fundamentem nowożytnej nauki lub nowożytności w ogóle.

Drzewo procesualne

Wyjdźmy od założenia, że drzewo jest procesem zatem ma procesualną naturę. Jest konstytuowane przez środowisko zewnętrzne, ale ponieważ samo natury podstawowej nie ma, stanowi środowisko dla systemów niższego rzędu (organów roślinnych, tkanek, komórek, organelli, procesów fizjologicznych, cząsteczek, atomów, itp.). Mamy zatem procesy w procesach. Jak jednak w tej złożoności się nie pogubić?

Spróbujmy odkryć czym taki proces/system jest na tle swojego środowiska, a więc środowiska, które go konstytuuje (pomijając na razie wszystkie środowiska, które konstytuują to środowisko). Ten system/proces ma zdolność adaptowania się do swojego środowiska, im środowisko jest bardziej zmienne tym plastyczność adaptacyjna tego procesu/systemu musi być większa[2].

Mamy zatem system, którego natura może być różna (ożywione, nieożywione, złożone, proste, itp.), który w danym środowisku może zachować integralność i ciągłość w znaczeniu procesualnym. Środowisko bowiem jest zarówno twórcą systemu/procesu jak i jego destruktorem, kiedy system/proces nie będzie mógł dłużej zachować swojej ciągłości i integralności (zmiana wartości określonych czynników może dotyczyć zarówno środowiska wewnętrznego jak i zewnętrznego).

Taki system adaptacyjny, charakteryzujący się plastycznością adaptacyjną w danym środowisku można nazwać adaptonem. System, który nie zmienia swojej złożoności ale ze względu na zbyt szybką lub zbyt dużą zmianę warunków środowiska zewnętrznego traci zdolność do dostosowania się do niego możemy nazwać synergonem (ponieważ złożoność/systemowość ma naturę synergiczną –splotu procesów).

Drzewo, system, proces, środowisko.

Zatem drzewo jest systemem/procesem, który ma zdolność do adaptowania się do swojego środowiska, czego efektem jest trwanie w tym środowisku przez relatywnie długi czas.

W każdym momencie drzewo jest konstytuowane przez niepoliczalną ilość procesów biorących początek poza nim ale w nim wchodzących we wzajemne relacje, zagęszczających się i tworzących splot procesów mających zdolność do trwania w czasie.

Jednak jeśli liczba powiązań z otoczeniem spadnie z powodu różnego rodzaju zaburzeń, zdolność do adaptacji również spadnie (zmiana nie musi być proporcjonalna ponieważ zmiany o charakterze jakościowym mogą w znacznie większym stopniu powodować dysfunkcję systemu) i może osiągnąć poziom gdzie dalsze trwanie nie będzie już możliwe.

Aktualna rzeczywistość zostanie przeorganizowana. W zależności od procesów konstytuujących dany adapton może on ulec natychmiastowej dezintegracji albo powoli się rozkładać na coraz bardziej podstawowe procesy.

Drzewo teoretyczne w... stresie

Aby nie komplikować modelu przyjmiemy, że będzie on modelem drzewa posiadającego pełnię zdolności adaptacyjnych a więc funkcjonującego w przedziale od neustresu do dystesu. Jednak musimy uświadomić sobie o jakich stresorach myślimy i jakie w modelu uwzględnimy a z jakich możemy zrezygnować.

Jeśli drzewo nie będzie poddawane żadnemu stresowi (będzie pod działaniem neustresu) to nie powinno dochodzić do żadnej zmiany struktury ponieważ zmiana struktury oznacza adaptację do zmiany środowiska i odbywa się pod wpływem zmiany środowiska. Neustres oznacza zatem brak wzrostu i rozwoju.

Ponieważ drzewa rosną oznacza to, że poddawane są stresowi wyższemu niż neustres. W przypadku organizmów tkankowych nie można całkowicie znieść stresu wewnętrznego dlatego poszukując neustresu tak naprawdę poszukujemy stresora o wartości i charakterze pozwalającym na neutralizację stresu wewnętrznego.

Pojawia się jednak problem dotyczący różnych form życiowych drzewa, które charakteryzują się różną adaptywnością do środowiska zewnętrznego takich jak nasiona, drzewa w stanie spoczynku zimowego, estywacji, w okresie kwitnienia czy owocowania, itp.

Należy tu wyraźnie powiedzieć, że drzewo w stanie zimowego spoczynku przyjmuje formę „przetrwalnikową”, która charakteryzuje się bardzo szerokim spektrum adaptacyjnym, w którym dominujący stres zewnętrzny w istocie jest neustresem (choć w sezonie wegetacyjnym byłby krytyczny lub letalny).

Jednak woda lub/i temperatura uaktywniają/przywracają procesy fizjologiczne i włączają adaptację plastyczną do zmieniających się sezonowo warunków środowiska zewnętrznego. Sezonowość, a właściwie zmiana warunków termicznych i wodnych, jest niewątpliwie silnym i ważnym źródłem stresu.

Wiemy jednak, że sezonowość nie jest zjawiskiem powszechnym. W okolicach równika możemy zobaczyć, że brak sezonowości nie wyklucza wegetacji, co więcej nie ogranicza również bioróżnorodności.

W poszukiwaniu podstawowego cyklu środowiskowego

Żeby uniknąć dodatkowych komplikacji przyjmijmy, że nasz model będzie opisywał drzewo w środowisku bez zmian sezonowych.

Drugim, cyklicznym, źródłem stresu jest cykl okołodobowy. Można powiedzieć, że z punktu widzenia życia na Ziemi mający znaczenie pierwotne i kluczowe.

Jednak próba odnalezienia na Ziemi warunków bez tego cyklu przenosi nas na bieguny (gdzie nasze oczekiwanie jest spełnione połowicznie…) Okazuje się również, że dzień polarny nie zapewnia dogodnych warunków do wegetacji, zwłaszcza dla organizmów takich jak drzewa, chociaż sumaryczna ilość energii słonecznej dostarczana w dzień polarny (w sezonie wegetacyjnym) mogłaby wystarczyć na funkcjonowanie w takich warunkach przynajmniej niewielkich drzew.

Pojawiają się jednak bardzo silnne inne ograniczenia, które w rzeczywistości ograniczają występowanie takich organizmów jak drzewa. Ponadto w tym przypadku nie zostaje jednak spełnione nasze oczekiwanie warunków bezsezonowych.

Z drugiej strony jeśli byśmy próbowali znaleźć warunki środowiska jednorodne, co oznacza brak cyklu dobowego i brak cyklu sezonowego, to takich warunków w naturze na lądzie nie znajdziemy. Jednak głębie oceanów poniżej kilkudziesięciu metrów pod powierzchnią wody charakteryzują się ogromną stałością warunków. Jednak i w takich warunkach drzew nie ma.

Można zatem szukać warunków „prostszych do opisu”. Wydaje się, że bezsezonowość z regularnym cyklem okołodobowym, może stanowić dla modelu dobry punkt wyjścia. Przyjmiemy zatem, że zmianą, którą zaakceptujemy w modelu będzie cykl równego dnia i nocy.

Mamy zatem drzewo, które jest procesem/systemem adaptacyjnym funkcjonującym w jednorodnym klimatycznie środowisku (regularne opady, niewielkie amplitudy temperatur, osłona przed wiatrem dzięki gęsto rosnącym wokół drzewom), zmieniającym się w cyklu okołodobowym.

Takie środowisko „konstytuujące” drzewo i sprzyjające jego trwaniu odpowiada charakterystyce okolic równika. Czynnikiem zmiany jest dzień i noc i do tej zmiany powinno adaptować się drzewo.

Czy jednak dzień i noc są źródłem dystresu lub eustresu? Czy dzień i noc wytrącają drzewo z równowagi, którą moglibyśmy określić jako neustres? Jeśli tak to jaką naturę ma stres działający na drzewo w dzień a jaki ma stres działający na drzewo w nocy?

Wszystko się zmienia

W przypadku dowolnego systemu adaptacyjnego trudno jest mówić o pojedynczym źródle stresu, czy jednym rodzaju stresu, ponieważ adaptacja do tego stresu angażuje zwykle liczne procesy i wywołuje w nich zmianę… która jest również stresem.

Odpowiedź na stres ma charakter wielopoziomowy, kaskadowy i zmienia stan całego adaptonu. Dlatego jeśli nawet przyjmiemy, że jedynym zewnętrznym stresorem będzie cykl okołodobowy a wszystkie pozostałe czynniki środowiska będą na stałym poziomie to musimy sobie zdawać sprawę z tego, że w trakcie adaptacji do tego stresu wrażliwość na poszczególne czynniki środowiska może się zmienić.

Oznacza to, że coś co stresorem nie było może się nim stać (uwrażliwienie) lub system może uzyskać dodatkową odporność na inny czynnik środowiskowy (niezależnie od tego czy mowa jest o czynniku wewnętrznym czy zewnętrznym).

Ważne jest również to co będziemy rozumieli pod pojęciem stałego poziomu środowiska. Czy będzie to poziom optymalny dla wzrostu? Czy optymalny dla procesów rozwojowych? A może taki, który procesy wzrostu lub rozwoju neutralizuje?

W tym kontekście możemy rozpatrywać takie czynniki środowiska jak: temperatura, wilgotność, transpiracja, czynniki mechaniczne, itp.

Paweł Kojs

---------------------------

[1] To dosyć dziwne założenie zważywszy, że na początku nie było substancji, zatem nie mogła ona dać początku Wszechświatowi. Jeśli ma zaś naturę pochodną Wielkiego Wybuchu i przezeń została zrodzona, to co ją poprzedzało? Czy nie był to proces? A jeśli był, to czy nadal u podstaw tego co postrzegamy jako substancję nie znajduje się proces?

[2] Amplituda zmian środowiskowych (w skali roku lub doby) może być równa zero (dla środowisk pod względem danego czynnika niezmiennych, stałych) ale może również być bardzo duża dla środowisk zmiennych. Zmiany mogą mieć charakter cykliczny i niecykliczny. Im większa cykliczność zmian tym amplituda dotycząca jakiegoś czynnika środowiskowego może być większa. Mogą zachodzić gwałtownie lub powoli. Im wolniej zachodzą tym organizm może dostosować się do większej amplitudy zmian danego czynnika. Zmiany te są przyczynami powstawania stresu środowiskowego.