bioróżnorodność morz i oceanów

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
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.
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 m2 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.
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
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 CO2 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.
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 1990-1992 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.