Urlop z sinicami

Bałtyk, który na ogół odstrasza amatorów kąpieli zimną wodą, w tym roku jest rekordowo ciepły. Niestety nie jest to wcale dobra wiadomość dla spędzających urlop nad polskim morzem. Takie warunki bardzo odpowiadają bowiem sinicom, których masowe zakwity regularnie powodują zamykanie wielu kąpielisk. Czy globalne ocieplenie wpływa na sinice?

Sinice, fotosyntetyzujące bakterie wchodzące w skład planktonu, są naturalnym składnikiem ekosystemu Morza Bałtyckiego. Problemy – związane z odtlenianiem wody czy zatruciami zwierząt – pojawiają się dopiero podczas ich masowych zakwitów, mogących obejmować nawet 200 000 km² (M. Kahru i R. Elmgren, 2014). Te natomiast są konsekwencją zmian zachodzących w Bałtyku, przede wszystkim jego eutrofizacji w wyniku działalności ludzi. Nawozy i zanieczyszczenia spływające rzekami doprowadziły do takiego nagromadzenia składników odżywczych w Bałtyku, że zakwity sinic na otwartym morzu, notowane sporadycznie przed II Wojną Światową, od lat 60. XX wieku stały się normą (T. Finni i in., 2001). Jest jeszcze jeden czynnik, który dodatkowo pogarsza – i dalej będzie pogarszał – sytuację: zmiana klimatu.

Coraz cieplejsze oceany

Rosnąca temperatura powierzchni mórz i oceanów oddziałuje nie tylko na metabolizm żyjących w wodzie organizmów, ale także na opady i uwarstwienie (stratyfikację) wody skutkującą gorszym jej mieszaniem, tym samym więc na dostępność składników odżywczych. Nie pozostaje to bez wpływu na skład gatunkowy fitoplanktonu, a zachodzące przemiany, w tym coraz większa częstotliwość i zasięg szkodliwych zakwitów glonów, widoczne są w akwenach całego świata. Morze Bałtyckie nie jest tu wyjątkiem (H. W. Paerl, 2014, T. B. H. Reusch i in., 2018, czytaj także: Ocieplenie oceanów – co oznacza i czym się może skończyć?). Liczba dni, podczas których temperatura powierzchni naszego morza przekracza 17°C prawie się podwoiła od lat 80. XX wieku (29 dni w 1982 i 56 dni w 2014, M. Kahru, R. Elmgren i O. P. Savchuk, 2016), a w sierpniu 2018 roku zanotowano rekordowo ciepłą powierzchnię wody: 25°C. Do tego coraz cieplejsze zimy powodują, że stabilna stratyfikacja wody pojawia się wcześniej w ciągu roku i trwa dłużej (C. P. Funkey i in., 2014). Te zmiany warunków wpłynęły na przesunięcie się czasu wiosennych i letnich zakwitów glonów, inaczej kształtuje się także roczne maksimum stężenia chlorofilu. W latach 80. XX wieku miało ono miejsce w okolicach majowego zakwitu okrzemek, a obecnie przesunęło się na lipcowy zakwit sinic (M. Kahru, R. Elmgren i O. P. Savchuk, 2016). Oznacza to jedno – sinice mają w Bałtyku coraz lepsze warunki do rozwoju.

Ciepłolubne sinice

Ich sukces opiera się na kilku cechach, pozwalających im uzyskać przewagę nad innymi glonami w zeutrofizowanych, ciepłych obszarach blisko wybrzeży.Nagrzana woda trudniej ulega mieszaniu w pionie, co sprzyja zarówno odtlenianiu, jak i zmniejsza dopływ składników odżywczych, takich jak azot, bliżej powierzchni (czytaj także Ocieplenie oceanów – co oznacza i czym się może skończyć?). Gdy wiosenny zakwit okrzemek i bruzdnic wyczerpie zapasy azotu, organizmy te obumierają, powodując odtlenianie wody. Sinice potrafią jednak czerpać azot z powietrza, więc gdy nadal dostępny jest niezbędny do ich wzrostu fosfor, zaczynają się intensywnie rozmnażać (C. P. Funkey i in., 2014, P. M. Visser i in., 2016, M. Kahru i in., 2018). Co więcej – anoksja sprzyja dostępności fosforu, gdyż w warunkach beztlenowych uwalniany jest on z osadów dennych (czytaj także: Globalne ocieplenie, prądy morskie i życie w oceanach). W przypadku Bałtyku, posiadającego olbrzymie, mające ponad 65 tys. km2 strefy beztlenowe, oznacza to, że ilość odzyskiwanego w ten sposób fosforu może nawet trzykrotnie przekraczać tę, która spływa rzekami (J. Carstensen i in., 2014, C. P. Funkey i in., 2014, A. Andersson i in., 2015).

Sinice mają więc pod dostatkiem składników odżywczych, a cieplejsza woda dodatkowo im sprzyja. Podczas gdy tempo wzrostu gatunków eukariotycznych, takich jak okrzemki, zaczyna spadać w temperaturze około 25°C, to dla sinic jest ona idealna (H. W. Paerl, 2014). Do tego ich masowe pojawienie powoduje wzrost pochłaniania promieniowania słonecznego przy powierzchni, co dodatkowo nagrzewa górne warstwy wody, w Bałtyku nawet o 1,5°C, napędzając „sinicowe” sprzężenie zwrotne. Wszystko to powoduje, że zakwity sinic pojawiają się obecnie około 3 tygodnie wcześniej niż jeszcze 4 dekady temu (M. Kahru i R. Elmgren, 2014, T. Blenckner i in., 2015).

Na korzyść sinic działa także modyfikacja warunków hydrologicznych na obszarze zlewni Bałtyku. Kombinacja epizodycznych napływów składników odżywczych (gwałtowne ulewy, większy spływ wiosną) i następującego później ciepłego, suchego lata z niskim poziomem wody w rzekach (mały dopływ azotu do morza) zwiększa ich przewagę konkurencyjną nad innymi gatunkami (B. Grizzetti, F. Bouraoui i A. Aloe, 2011, H. W. Paerl, 2014). Obserwowane w ostatnich kilkudziesięciu latach zmniejszone zasolenie Bałtyku, szczególnie północnego, także wpływa pozytywnie na rozwój sinic (T. Blenckner i in., 2015, A. Brutemark i in., 2015, J. Carstensen, R. Klais i J. E.Cloernc, 2015, A. Takolander, M. Cabeza i E. Leskinenb, 2017). Prognozy wskazują, że ta tendencja się utrzyma, gdyż opady w regionie Skandynawii mogą wzrosnąć, szczególnie w okresie zimowym, nawet o 30% do końca XXI (A. Andersson i in., 2015).

Zagrożenie dla turystyki i rybołówstwa

Zachodzące zmiany klimatyczne nie tylko powodują powiększanie ogólnej biomasy sinic, ale także wpływają na rozmieszczeniu najbardziej szkodliwych gatunków. Na całym świecie fitoplankton, w tym gatunki tworzące szkodliwe zakwity, są taksonem, który najbardziej rozszerza swój zasięg globalny wraz z ociepleniem – o ponad 400 km na dekadę (E. L.Howes i in., 2015). Morze Bałtyckie zagrożone jest skażeniem np.: Lyngbya majuscula (której obecność stwierdzono już w cieśninie Kattegat, przy przylądku Arkona i w Zatoce Ryskiej) i Cylindrospermopsis raciborskii. Pojawienie się w Bałtyku tego drugiego gatunku, gwałtownie rozprzestrzeniającego się w europejskich jeziorach pod koniec XX wieku, byłoby prawdziwą katastrofą zarówno dla rybołówstwa jak i turystyki. Niestety małe zasolenie Morza Bałtyckiego powoduje, że – szczególnie u wybrzeży – mogą pojawiać się glony słodkowodne, w tym gatunki toksyczne takie jak C. raciborskii (P. Rzymski i B. Poniedziałek, 2012, H. W. Paerl, 2014, J. Engström-Öst i in., 2015, E. Wilk-Woźniak i in, 2016, P. Rzymski, A. Brygidera i M. Kokociński, 2017)

Częstotliwość, zasięg i czas trwania szkodliwych zakwitów glonów wzrasta w ostatnich dekadach na całym świecie (P. M. Gilbert i in., 2014). Morze Bałtyckie, ze względu na swoje zeutrofizowanie, dużą ilość stref beztlenowych, małe zasolenie jest szczególnie narażone na niekorzystne zmiany składu gatunkowego fitoplanktonu (Daniel J. Conley i in., 2011).

Prognozy wskazują, że temperatura Bałtyku pod koniec XXI wieku będzie wyższa, a zasolenie i zawartość tlenu niższa niż kiedykolwiek od roku 1850. Morze ociepli się do 2100 roku o 2–4°C, a pokrywa lodowa zmniejszy zimą o 50–80% (H. E. M. Meier i in., 2014, A. Andersson i in., 2015, S. Saraiva i in., 2018). Zmienią się także ilości odprowadzanej z lądu wody – zimą będzie jej więcej, latem mniej. Wszystko to spowoduje, że na koniec stulecia zakwity sinic będą dłuższe, a średnia wielkość ich biomasy wzrośnie dwukrotnie (H. E. M. Meier i in., 2014).

Ofiarą sinic padnie nie tylko turystka, ale także rybołówstwo. Masowe obumieranie tych jednokomórkowych organizmów będzie prowadziło bowiem do dalszego zmniejszania ilości rozpuszczonego tlenu w wodzie, przez co kurczyć się będzie obszar morza zdatny do życia dla ryb. Jeśli do tego na polskich wybrzeżach pojawią się toksyczne gatunki, to słabą pociechą będzie fakt, że do tej pory, ze względu na to, że polskie wybrzeże graniczy z otwartą częścią akwenu Bałtyku, nasza sytuacja i tak nie była taka zła.

Anna Sierpińska, konsultacja merytoryczna: prof. J. M. Węsławski