Wpływ wybranych gatunków małży na różnorodność biologiczną ekosystemów wodnych

Transkrypt

1 Wpływ wybranych gatunków małży na różnorodność biologiczną ekosystemów wodnych Anna Stańczykowska-Piotrowska 1, Krzysztof Lewandowski 1, Andrzej Kołodziejczyk 2 1 Instytut Biologii, Akademia Podlaska 2 Zakład Hydrobiologii, Uniwersytet Warszawski Różnorodność biologiczna zarówno całej biosfery, jak i każdego jej fragmentu jest niezaprzeczalnie wartością bezcenną. O ważności badań nad bioróżnorodnością świadczyć może choćby wykładniczy wzrost liczby publikacji na ten temat od roku Jednak szczegółowy opis czy ocena różnorodności biologicznej sprawiać może trudności, nawet jeśli ograniczymy się tylko do najdłużej badanego i pozornie najlepiej poznanego poziomu gatunkowego (taksonomicznego). Problematyka małże a różnorodność biologiczna przedstawiona zostanie na przykładzie wodnych ekosystemów śródlądowych, które od lat są badane przez autorów tego opracowania. Jest to środowisko wysoce zróżnicowane, obejmujące dwie zasadnicze grupy: wody stojące i cieki. Do wód stojących zaliczamy jeziora oraz bardzo zróżnicowaną grupę tzw. zbiorników wodnych niejeziornych (stawy, młaki, zbiorniki okresowe). Istnieją też wody o typie pośrednim pomiędzy zbiornikami wodnymi i ciekami kanały oraz zbiorniki zaporowe. Spośród tych wszystkich wód najbardziej różnorodne i jednocześnie najlepiej zbadane są jeziora. Wyróżniającą je cechą jest głębokość, na tyle duża, aby powstały w nich wyraźnie odróżnialne strefy płytki, prześwietlony słońcem litoral, strefa otwartej wody, zwana pelagialem, głębinowa strefa denna, zwana profundalem oraz wyraźna strefa graniczna dna pomiędzy litoralem i profundalem, tzw. sublitoral. Znaczna głębokość powoduje też, że w jeziorach w okresie letnim dochodzi do tzw. Stratyfikacji. Masa wody rozdzielona jest na cześć górną, ogrzewaną przez promieniowanie słoneczne (epilimnion), cienką warstwę graniczną z gwałtownym spadkiem temperatury (metalimnion, termoklina) i chłodną warstwę wód głębinowych (hypolimnion). Przez całe lato wody epilimnionu i hypolimnionu nie mieszają się (dochodzi do tego tylko wiosną i jesienią, przy wyrównanej temperaturze od powierzchni do dna), co ma bardzo poważne konsekwencje biologiczne. W jeziorach żyznych, tzw. eutroficznych, które stanowią większość naszych wód, na skutek rozkładu materii organicznej dochodzi latem do wyczerpania zasobów tlenu w hypolimnione, co uniemożliwia tam życie zwierzętom. W efekcie mięczaki, a w tym i małże, występują głównie w litoralu, znacznie mniej obficie w sublitoralu, a w profundalu nieliczne 1

2 gatunki i to tylko w jeziorach mało żyznych (oligotroficznych i mezotroficznych), gdzie w strefie przydennej nie dochodzi do wyczerpania zasobów tlenu. Omawiane tu małże (Bivalvia) stanowią jedną z ośmiu gromad w typie mięczaków (Mollusca), który pod względem liczby gatunków ( tys.) zajmuje drugie miejsce po owadach, a same małże (20-25 tys. gatunków) ustępują w nim tylko ślimakom. Większość małży to gatunki morskie; w naszych wodach śródlądowych występują przedstawiciele czterech rodzin (skójkowate, kulkówkowate, racicznicowate i Corbiculidae), razem ok. 30 gatunków. Ze względu na znaczną często liczebność i duże rozmiary niektórych gatunków, małże mogą wpływać na określone cechy środowiska, na występowanie różnych grup organizmów wodnych a nawet na całe ekosystemy. Wpływ ten realizują przez swój specyficzny sposób odżywiania się filtrację, przez wytwarzanie dużej ilości fekaliów i tzw. pseudofekaliów, akumulacje w ciałach i muszlach dużych ilości biogenów czy np. metali ciężkich, a także kształtując strukturę środowiska (zarówno osobniki żywe, jak i puste muszle) oraz wchodząc w skomplikowane nieraz interakcje z innymi organizmami. Najliczniej występującym w naszych wodach gatunkiem małża (i najintensywniej badanym) jest racicznica zmienna (Dreissena polymorpha). Jest to małż osiadły (przyczepia się do podłoża krzepnącymi w wodzie nićmi, tzw. bisiorem). Występuje kolonijnie i osiąga często zagęszczenie kilku tysięcy osobników na 1 m 2 dna. Najwyższa notowana w Europie wartość to 114 tys./m 2 w Zalewie Szczecińskim. Jego występowanie uzależnione jest od żyzności jezior, w miarę wzrostu trofii racicznica zmienna ustępuje z wielu wcześniej opanowanych zbiorników. Racicznicą odżywiają się liczne ptaki wodne (np. kilka gatunków kaczek), niektóre ryby (głównie płoć), a także raki i piżmak. Z drugiej strony, obrastając licznie np. duże małże z rodziny skójkowatych, racicznica może utrudniać im poruszanie się, zagrzebywanie w osady denne czy pobieranie pokarmu, prowadząc w skrajnych przypadkach do ich śmierci, a w skali całego środowiska do zaniku poszczególnych gatunków. Duża liczebność i intensywność filtracji powodują, że w niektórych jeziorach racicznice mogą przefiltrować wody całego epilimnionu nawet w ciągu kilkunastukilkudziesięciu dni. Oznacza to oczyszczenie wody z zawiesiny organicznej, która częściowo tylko ulega asymilacji, a jej znaczna część zostaje odłożona na dnie (fekalia i pseudofekalia). W Jeziorze Mikołajskim w ciągu sezonu (6 miesięcy) populacja racicznicy mogła odfiltrować z toni wodnej i odłożyć na dnie kilkaset ton zawiesiny organicznej! Eksperymenty terenowe, przeprowadzone w tym jeziorze wykazały, że procesy filtracji i asymilacji ulegają jednak zahamowaniu w pozornie najbardziej korzystnym okresie (wysoka temperatura, obfitość 2

3 glonów planktonowych), czyli w środku lata. Przyczyną okazało się masowe występowanie w tym czasie pewnej grupy glonów planktonowych, bruzdnic, których twarde, ostre pancerzyki drażnią delikatne tkanki małża, uniemożliwiając mu pobieranie pokarmu. Wpływ organizmów na środowisko może być szczególnie istotny w przypadku gatunków inwazyjnych. Chociaż przemieszczanie się organizmów i kolonizacja przez nie nowych obszarów są zjawiskami najzupełniej naturalnymi, to jednak nasilenie tych procesów, za sprawą człowieka, drastycznie wzrasta. Ekspansje i inwazje nowych gatunków roślin i zwierząt są uważane obecnie za jedno z największych zagrożeń różnorodności biologicznej. W naszych wodach śródlądowych, wśród licznych nowych gatunków ryb i bezkręgowców, pojawiły się też cztery nowe gatunki małży. Najstarszym przybyszem jest właśnie omawiana wcześniej racicznica zmienna, która prawdopodobnie pojawiła się na przełomie XVIII i XIX wieku, wykorzystując sieć kanałów łączących zlewiska Morza Czarnego, Azowskiego i Kaspijskiego ze zlewiskiem Bałtyku i Morza Północnego, rozpoczęła ekspansję na północny zachód. Wykorzystywała przy tym zarówno łodzie i tratwy, do których kadłubów może się przyczepiać, jak i fakt posiadania w swoim rozwoju stadium planktonowej, swobodnie pływającej larwy. Jej ekspansja pociągnęła za sobą m.in. zmiany w rozmieszczeniu i wędrówkach niektórych żywiących się nią ptaków wodnych. Małż ten w latach 80. XX wieku przedostał się do Wielkich Jezior Amerykańskich, prawdopodobnie jako larwy w wodach balastowych statków transoceanicznych, gdzie w krótkim czasie osiągnął zagęszczenie nie notowane wcześniej w Europie (do setek tysięcy osobników/m 2 ). Efektem tego były zarówno niekorzystne oddziaływania na gospodarkę człowieka (obrastanie łodzi, urządzeń mechanicznych w portach, elektrowniach, zatykanie przewodów doprowadzających wodę), jak też drastyczne i często niekorzystne oddziaływania na miejscowe biocenozy i gatunki. Szczególnie wyraźnie zaobserwowano to w odniesieniu do rodzimych małży skójkowatych, z których kilka gatunków wyginęło. W Europie, po przerwie spowodowanej prawdopodobnie wzrostem trofii i zanieczyszczeniem wód, nastąpiła w drugiej połowie XX wieku dalsza ekspansja tego małża, który przekroczył Pireneje i dotarł do środkowej Hiszpanii, przekroczył Alpy i dotarł do środkowych Włoch, a także, dzięki bezpośredniej pomocy człowieka, na burtach transportowanych promami jachtów do Irlandii. Także w Polsce, gdzie racicznica ustępuje z eutrofizujących się jezior, równocześnie zaczęła opanowywać różne niewielkie zbiorniki antropogeniczne i to na obszarach, gdzie nigdy wcześniej nie była notowana na Śląsku i w okolicach Krakowa. 3

4 Na świecie obserwuje się obecnie ekspansję dwóch bliskich krewniaków racicznicy zmiennej, którzy w niedługim czasie mogą pojawić się i w naszych wodach. Jednym z nich jest racicznica Dreissena bugensis, pochodząca z ujściowego odcinka rzeki Boh (Bug Południowy). Ten mało znany małż od lat 30. XX wieku zaczął się rozprzestrzeniać na północ, do wielkich rzek i zbiorników zaporowych dawnego ZSRR. Niespodziewanie pojawił się też w Wielkich Jeziorach Amerykańskich, prawie równocześnie z racicznicą zmienną, gdzie jednak konkurencja miedzy tymi bardzo podobnymi gatunkami nie była zbyt silna zajęły one inne środowiska (D. bugensis preferuje chłodniejsze, głębsze wody). Natomiast w płytkich zbiornikach zaporowych Rosji i Ukrainy D. bugensis zaczęła wypierać z zajmowanych dotąd siedlisk racicznicę zmienną. W ostatnich latach zaczęła ona przejawiać wzmożoną ekspansywność także w środkowej i zachodniej Europie, co oznacza, że niedługo może pojawić się i w naszych wodach. Drugi gatunek Mytilopsis leucophaeata, zasiedla wody słonawe i słodkie; z Ameryki Północnej został już pod koniec XIX wieku zawleczony do Europy, jednak dopiero na przełomie XX i XXI wieku zaobserwowano jego wzmożoną ekspansję w tym również niedaleko naszych granic. Największym obecnie naszym małżem jest zawleczona z narybkiem egzotycznych, ciepłolubnych ryb karpiowatych (larwy małży z rodziny skójkowatych, tzw. glochidia, pasożytują okresowo na skrzelach i płetwach ryb) szczeżuja chińska Sinanodonta woodiana. Bezpośrednio została ona przeniesiona prawdopodobnie z hodowli tych ryb na Węgrzech. W sztucznie podgrzanych (są włączone w obieg chłodzenia elektrociepłowni) jeziorach konińskich znalazła dogodne warunki do życia, osiągając ogromne jak na tak dużego (do 20 cm) małża zagęszczenie (do 60 osobn./m 2 ). Przy tak dużej liczebności i biomasie, odgrywa w efekcie ważną rolę w oczyszczaniu wody, osadzaniu się na dnie materii organicznej oraz w kształtowaniu składu i liczebności biocenoz dennych. Pojawiła się już także w kilku akwenach o naturalnej termice. Egzotycznym gatunkiem, także pochodzącym z wód wschodnich Chin, jest niewielki małż Cobicula fluminea. Z Ameryki Północnej, dokąd wprowadzili go w latach 20. XX wieku chińscy robotnicy (jest jadalny), przedostał się w 1980 roku, prawdopodobnie także jako larwa w wodach balastowych statków, do portów zachodniej Europy, skąd powoli przesuwał się na wschód i w roku 2003 został znaleziony w podgrzanych wodach kanału Dolnej Odry. W następnych latach małż ten opanował już większą część biegu tej rzeki, a w kanale Dolnej Odry pojawił się drugi, bardzo podobny gatunek o dosyć niejasnym pochodzeniu Corbicula fluminalis. 4

5 Pojawianie się nowych gatunków uważane jest zawsze za szkodliwe. W przypadku małży nie jest to jednak takie proste przede wszystkim zarówno racicznica zmienna, jak i Corbicula fluminalis były mieszkańcami obszaru obecnej Polski przed okresem zlodzenia oraz w niektórych przynajmniej interglacjałach. Można wiec w ich przypadku mówić raczej o rekolonizacji. Poza tym nasza fauna słodkowodna jest bardzo zubożona po epoce lodowcowej i różne nowe gatunki dość łatwo są włączane do istniejących zespołów. W dodatku wiele spośród tych gatunków (szczeżuja chińska, C. fluminea, C. fluminalis) to gatunki ciepłolubne i możliwość ich występowania w wodach o naturalnej termice wydaje się mocno ograniczona. A wreszcie wszystkie nasze rodzime gatunki roślin i zwierząt pojawiły się dopiero po ustąpieniu lodowca, i to też nie jednocześnie. Które z nich są wiec już gatunkami rodzimymi, a które wciąż jeszcze nowymi? 5