1 Wpływ wybranych gatunków małży na różnorodność biologiczną

Wpływ wybranych gatunków małży na różnorodność biologiczną ekosystemów wodnych
Anna Stańczykowska-Piotrowska1, Krzysztof Lewandowski1, Andrzej Kołodziejczyk2
1
Instytut Biologii, Akademia Podlaska 2Zakład 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 1988. 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
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 (100-150 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 m2 dna. Najwyższa notowana w Europie
wartość to 114 tys./m2 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
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/m2). 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
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./m2). 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
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