BIORÓŻNORODNOŚĆ MÓRZ I OCEANÓW

Transkrypt

1 JAN WĘSŁAWSKI BIORÓŻNORODNOŚĆ MÓRZ I OCEANÓW OD SZCZYTU ZIEMI W RIO DE JANEIRO W 1992 ROKU SŁOWO BIODIVERSITY (BIORÓŻNORODNOŚĆ) STAŁO SIĘ CZĘŚCIĄ SŁOWNIKA NIE TYLKO PRZYRODNIKÓW, ALE TAKŻE POLITYKÓW, EKONOMISTÓW I LUDZI BIZNESU. ABY TERMIN TEN NIE ZATRACIŁ SWOJEGO SENSU, JAK Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 8/1998 SŁOWO EKOLOGIA, TRZEBA WYJAŚNIĆ, CO OZNACZA I DLACZEGO STAŁ SIĘ "SŁOWEM KLUCZOWYM" W BADANIACH PRZYRODNICZYCH. "Rok Oceanu" jest dobrą okazją do przedstawienia specyfiki bioróżnorodności w morzu. W krajach o niewielkiej tradycji morskiej bioróżnorodność kojarzy się przede wszystkim z lasami tropikalnymi i owadami. Tymczasem życie w morzu ma swe odmienne prawa, często odwrotne od prawidłowości obserwowanych na lądzie. MNIEJ GATUNKÓW? Wszystko wskazuje na to, że pomimo niszczącej działalności człowieka, żyjemy w epoce wyjątkowej różnorodności fauny i flory. Liczba gatunków rosła w trakcie ewolucji, obniżając się po każdym z okresów wielkiego wymierania. Największa taka udokumentowana katastrofa zdarzyła się z końcem permu, na przełomie er paleozoicznej i mezozoicznej. Przestało wtedy istnieć 96% gatunków i 50% rodzin fauny morskiej (ryc. 1). Ciekawe, że wymierały przede wszystkim gatunki - wydaje się, że, jak dotąd, nie spotkało to jeszcze żadnego taksonomicznego typu fauny. Liczbę gatunków na Ziemi obniżały nie tylko gwałtowne katastrofy. W ciągu ery mezozoicznej na całej Ziemi panował klimat tropikalny lub subtropikalny bez lodowców i stref zimnych. Ocean był ciepłym zbiornikiem z bardzo słabym mieszaniem wody. Na głębokości poniżej 200 m panowały warunki beztlenowe - tak jak obserwujemy to dziś w Morzu Czarnym. Życie ewoluowało więc w wodach płytkich i powierzchniowych. Ta historyczna zaszłość tłumaczy, dlaczego do dziś liczba gatunków występujących na płytkim dnie morskim jest dużo wyższa niż gatunków zasiedlających toń wodną otwartego oceanu. Gigantyczna, trójwymiarowa przestrzeń wód otwartego oceanu

2 zamieszkana jest tylko przez około 1200 gatunków ryb, podczas gdy w wąskim pasie wód przybrzeżnych żyje ponad 13 tys. gatunków. Pionowe mieszanie wód oceanu, które umożliwia dopływ natlenionych wód do jego głębin, umożliwiając ekspansję fauny, rozpoczęło się dopiero w czasie trzeciorzędowego oziębienia klimatu. PRAWIDŁOWOŚCI CZY NASZE PRZYZWYCZAJENIA? Historia poznania przyrody ożywionej obszarów lądowych jest znacznie starsza niż badania mórz i oceanów, prowadzone zaledwie od około stu lat. W efekcie niemal wszystkie prawa nowoczesnej ekologii, które powstały w oparciu o obserwacje ekosystemów lądowych, bardzo często zawodzą przy próbie interpretacji zjawisk w morzu. Podobnie to, co wiemy o prawach rządzących bioróżnorodnością na lądzie, nie zawsze zgadza się z obserwacjami zróżnicowania fauny i flory w oceanie. Ryc. 1. Wzrost zróżnicowania biologicznego fauny w trakcie ewolucji wyrażony liczbą rodzin zwierząt morskich. Wyraźnie widać epizody wielkiego wymierania Wydaje się, że jednym z najbardziej oczywistych przejawów ludzkiego przyzwyczajenia w myśleniu jest geograficzny gradient bioróżnorodności. W kierunku północ-południe liczba gatunków np. drzew, motyli czy ptaków rośnie gwałtownie od bieguna ku równikowi. W morzu podobną prawidłowość obserwujemy właściwie tylko u fauny zasiedlającej skaliste płycizny. Inne grupy ekologiczne (taksonomiczne) są najbardziej zróżnicowane w strefie umiarkowanej (np. makrofity), antarktycznej (np. skorupiaki równonogie - Isopoda) lub - jak skorupiaki obunogie (Amphipoda) - liczą sobie po około 1000 gatunków w każdej ze stref klimatycznych (ryc. 2). Badania, prowadzone przy użyciu standardowych metod, wykazały, że jeżeli porównamy siedlisko charakteryzujące się podobną głębokością i podobnym rodzajem dna, różnorodność fauny będzie niemal identyczna w tropikach, strefie umiarkowanej i Arktyce. W przeciwieństwie do kierunku północ-południe, mało kto wie o występowaniu gradientu geograficznego wschód-zachód. Przejawia się on tym, żeże w obrębie morskich stref tropikalnej i subtropikalnej obserwowany jest spadek liczby gatunków koralowców i ryb w miarę oddalania się od wschodniej granicy Oceanu Indyjskiego. Jest to najprawdopodobniej wpływ zaawansowanego wieku ewolucyjnego tego obszaru - im starszy obszar, tym więcej gatunków go zamieszkuje.

3 Najsłabiej poznany został gradient głębokościowy, ponieważ nasza wiedza o faunie głębinowej jest w fazie embrionalnej. Zdaniem niektórych badaczy, w strefie najgłębszych wód może występować wielka liczba nieznanych nauce gatunków (ryc. 3). Na przykład z 21 m 2 łącznej powierzchni dna północnego Atlantyku, leżącego na głębokości 2000 m, wydobyto próbki osadu, w których oznaczono aż 800 różnych gatunków makrofauny. Inni podkreślają, że wprawdzie zróżnicowanie mierzo-ne liczbą gatunków przypadającą na 100 losowo schwytanych osobników jest rzeczywiście największe w głębinach, jednak zagęszczenia fauny głębinowej są tak niskie, że całkowita liczba gatunków jest największa w wodach szelfowych i przybrzeżnych. Ryc. 2. Zależność liczby gatunków morskich od strefy klimatycznej Jednym z koronnych argumentów na rzecz ochrony bioróżnorodności był jej związek ze stabilnością i produktywnością ekosystemu. Im bardziej złożony jest ekosystem, tym lepiej buforuje zmiany środowiska (stresy) i tym skuteczniej zwiększa produkcję biomasy - jako przykład tego mechanizmu podaje się stary las, przeciwstawiony monokulturze szkółki leśnej. Ta teoria nie zawsze sprawdza się w morzu. Najbardziej złożony ekosystem raf koralowych jest bardzo wrażliwy na zaburzenia warunków środowiska i mało produktywny. Z kolei, najprostsze ekosystemy mulistego wybrzeża czy plaż piaszczystych mają wielką zdolność regeneracyjną i bardzo wysoką produktywność. Teoria biogeografii wysp McArthura i Wilsona mówi m.in. o tym, że liczba gatunków zależy od wielkości dostępnego areału. Oznacza to, iż na dużych wyspach jest dużo gatunków, a na małych mało. Ta zależność ma wielkie znaczenie dla interpretacji bioróżnorodności w morzach. Z reguły im większą powierzchnię zajmuje dany typ siedliska (czyli jego "wyspa"), tym więcej gatunków w nim spotkamy. Konsekwencją tej zasady jest istnienie pewnej minimalnej wielkości "wyspy", na której może utrzymać się wysoka bioróżnorodność - nie uda się zachować naturalnego bogactwa fauny na małych obszarach. ZAGROŻONE MORZA Blisko 70% populacji ludzkiej żyje w pasie do 60 km od morskich wybrzeży, a niemal wszystkie największe miasta świata to porty morskie. Ten fakt w oczywisty sposób wskazuje, jak wielka jest presja obecności człowieka na przybrzeżny ekosystem morski.

4 Jednym z najważniejszych zjawisk, z jakimi organizmom morskim przychodzi się zmierzyć, jest degradacja siedlisk. Szczególnie dotyczy to strefy tropikalnej i raf koralowych. W 1993 roku oceniono, że blisko 60% powierzchni raf koralowych w Azji zniszczono przy okazji wydobycia wapienia koralowego, a także przez zanieczyszczenia chemiczne, używanie dynamitu do połowu ryb i zamulenie wód powodowane erozją gleby. Ryc. 3. Odkrycie nowego typu taksonomicznego zwierząt jest tak rzadkie i ważne dla nauki, że można je porównać z odkryciem nowej planety. W 1983 roku R.M. Kristensen wraz z Higginsem odkrył Loricifera - żyjące na morskim piasku półmilimetrowe organizmy, a w 1995 roku wraz z Funkiem - jeszcze mniejsze Cycliophora, znalezione na narządach gębowych homara Poza rafami koralowymi najbardziej zagrożone są namorzyny, słone bagna, estuaria i równie pływowe. Wszystkie te miejsca są ważne jako naturalne wylęgarnie fauny morskiej (nursery grounds) - miejsca, gdzie większość jaj, larw i młodych osobników dorasta przed migracją na szelf i do wód otwartych. Na zmniejszanie się bioróżnorodności wpływa nie tylko niszczenie siedlisk, ale również ich rozdzielanie. Zgodnie ze wspomnianą już teorią biogeografii wysp fragmentacja siedlisk utrudnia imigrację oraz wymianę gatunków i przyspiesza ich wymieranie. Kolejny problem to zmiany klimatu. Wzrost średniej temperatury wody, podniesienie się poziomu morza oraz gwałtowne sztormy, których częstotliwość systematycznie wzrasta, mają niszczący wpływ na płytkowodne ekosystemy. Gdy w czasie anormalnie ciepłego lata temperatura wody na Karaibach podniosła się z 28 C do 31 C, obserwowano masowe blaknięcie (bleaching) i wymieranie korali. Także w Arktyce wysoce produktywny i wyspecjalizowany zespół organizmów związanych z lodem morskim jest w oczywisty sposób zagrożony wzrostem globalnej temperatury. Efektem ubocznym zmian klimatu są wahania w natężeniu promieniowania ultrafioletowego docierającego do powierzchni Ziemi. Choć woda szybko pochłania to promieniowanie, wzrost jego intensywności stanowi zagrożenie dla organizmów żyjących na powierzchni wody lub na odsłanianych w czasie odpływu wybrzeżach. Są to obszary najbogatsze w gatunki, dlatego zagrożenie dla bioróżnorodności jest z tej strony realne. Także nadmierna eksploatacja środowiska morskiego - przełowienie, czy nawet wytępienie, pewnych gatunków może mieć daleko idące konsekwencje, jeżeli wyeliminowany zostanie tzw. kluczowy gatunek, na którym opiera się funkcjonowanie

5 lokalnego ekosystemu. Tak było w latach osiemdziesiątych, gdy na Morzu Barentsa przełowiono gromadnika - niewielką, podobną do śledzia rybkę, która stanowiła podstawowy pokarm kilkudziesięciu innych gatunków ryb, ptaków i ssaków morskich. Eksploatacja organizmów tworzących całe siedliska, jak np. rafy koralowe, pociąga za sobą pośrednie zniszczenie wielu gatunków zależnych od koralowca. Do tej "puszki Pandory" należy dorzucić jeszcze zanieczyszczenia. Do najgroźniejszych dla bioróżnorodności morskiej należą PCB (polichlorowane bifenyle, produkty przemysłu chemicznego i rafineryjnego, powstające również w wyniku spalania niektórych tworzyw sztucznych), dioksyny i inne kumulujące się w organizmach toksyny. Poważnym problemem są odpadki plastikowe połykane przez żółwie morskie i ptaki, a także urwane fragmenty sieci rybackich (ghost nets), w których ginie wiele ssaków morskich. W porównaniu do innych zagrożeń ropa naftowa i spektakularne katastrofy tankowców mają mniejszy wpływ na zbiorowiska fauny i flory morskiej, które stosunkowo szybko regenerują się po rozlewach olejowych. WARTOŚĆ BIORÓŻNORODNOŚCI Bioróżnorodność jest obiektem zainteresowania nie tylko przyrodników. Ostatnio ekonomiści dokonują obliczeń, ile wart jest światowy ekosystem w twardej walucie. Obliczono, że "dobra i usługi" dostarczane przez cały ekosystem morski są równe ogólnoświatowemu dochodowi rocznemu brutto, czyli około 1.8 bln dolarów amerykańskich ["Nature", 6630/1997]. Ryc. 4. Liczba gatunków w poszczególnych typach, żyjących współcześnie w morzach i oceanach Podstawą takich obliczeń jest rozumowanie, że jeżeli założenie filtrów redukujących emisję dwutlenku węgla kosztuje X dolarów, a kwitnące wiosną glony morskie pochłaniają Y ton CO 2 na dobę, to glony wykonują pracę wartą tyle dolarów, ile kosztowałyby filtry o tej samej efektywności. Innymi słowy, gdyby nie było tych glonów, trzeba by założyć więcej filtrów i wydać więcej pieniędzy. Podobne "usługi" wykonują dla nas piaszczyste plaże, działające jak żywy, aktywny filtr, przez który przy każdym sztormie pompowane są przybrzeżne wody. Mikroorganizmy stabilizujące osad powstrzymują erozję, wykonując pracę, którą w innym wypadku trzeba by zlecić firmie zabezpieczającej brzegi przed osuwaniem się gruntu.

6 Te "usługi" ekosystemu morskiego nie są nam dane raz na zawsze. Można zniszczyć lub wyjałowić plaże, można doprowadzić do lokalnego zaniku glonów itd. Coraz większe znaczenie eko- nomiczne przypisuje się estetycznym walorom ekosystemów. Już w 1996 roku blisko 10% światowej turystyki stanowiła tzw. turystyka ekologiczna, której uczestnicy płacą za możliwość kontaktu z "nieskażoną" przyrodą. Dlatego znacznie więcej wart jest dziś 1 km rafy koralowej o wysokiej różnorodności biologicznej niż luksusowy hotel, mający do zaoferowania jedynie wyłożone glazurą baseny. W latach turyści zostawili więcej pieniędzy w amerykańskich parkach narodowych, rezerwatach i oceanariach niż w obiektach sportowych. Na Balearach, gdzie wybrzeże morskie zostało szczelnie zabudowane hotelami, konsorcjum właścicieli ustaliło, że dla utrzymania najlepiej płacących klientów trzeba wyburzyć w kilku miejscach tańsze hotele, żeby na ich miejscu usypać ponownie wydmy i uformować "dzikie plaże". Hiszpańscy ekonomiści mają dokładne wyceny wartości plaż (wyrażone w dolarach na metr kwadratowy), a nawet... koloru wody w Morzu Śródziemnym (niebieska woda o przezroczystości sięgającej 15 m ściąga jak magnes płetwonurków; przy spadku przejrzystości do 3 m dochody maleją dziesięciokrotnie). Edward O. Wilson, twórca pojęcia bioróżnorodności i jeden z największych przyrodników XX wieku, nazywa naszą chęć do pozostawania w kontakcie z przyrodą "biofilią" i przewiduje, że będzie ona stale wzrastać. Doc. dr hab. JAN MARCIN WĘSŁAWSKI pracuje w Instytucie Oceanologii PAN w Sopocie.