| |
|
 18.12.2001
Między głodem a
drapieżcą
To dzięki drapieżcom nasz świat jest tak bardzo różnorodny
- twierdzi prof. Z. Maciej Gliwicz, uhonorowany nagrodą Fundacji
na rzecz Nauki Polskiej za wykazanie ogromnego wpływu drapieżników
na środowisko
 Prof. dr hab. Zbigniew Maciej Gliwicz
Fot. Jacek Marczewski / AG
WOJCIECH MIKOŁUSZKO: Postawił Pan śmiałą hipotezę, że aby
woda w jeziorze stała się czystsza, należy wybić ryby. Trudno
w to uwierzyć.
PROF. Z. MACIEJ GLIWICZ: Ale my to udowodniliśmy! Przed
dziesięciu laty moi współpracownicy z zakładu hydrobiologii
przeprowadzili eksperyment na niewielkim jeziorze Wirbel
koło Świętej Lipki. Wytruli tam wszystkie ryby. Czystość
wody wyraźnie się poprawiła.
Biedne rybki!
- Są oczywiście mniej radykalne sposoby, np. straszenie
ryb. Gdy płotka lub ukleja zostanie zraniona, z jej skóry
wydziela się substancja alarmowa, którą inne ryby odbierają
jako informację o niebezpieczeństwie. Wpuszczając tę substancję
do jeziora, można sprawić, by ryby schowały się przy dnie
lub przy brzegu. Innym sposobem jest racjonalna gospodarka
rybacka - trzeba łowić mniej sandaczy i dużych okoni, a więcej
płoci. W obu przypadkach woda staje się czystsza.
Co ma wspólnego trucie czy straszenie ryb lub właściwa gospodarka
rybacka z czystością wody?
- A jak wygląda woda latem w jeziorach mazurskich?
Przypomina ciepłą, zieloną zupę.
- No właśnie. W jednym mililitrze znajdzie pan tysiące glonów.
Rozmnażają się praktycznie bez przeszkód.
A kto mógłby im przeszkodzić?
- Zwierzęta planktonowe, czyli drobne raczki unoszące się
w toni wodnej, które zdobywają pokarm - glony planktonowe
- bez przerwy filtrując wodę. W naszej strefie klimatycznej
są to przede wszystkim liczne gatunki rozwielitek (dafni),
skorupiaków wielkości 0,5-5 mm. Zwierzętami planktonowymi
żywią się zaś ryby planktonożerne, takie jak płocie czy stynki.
W jeziorze, w którym nie ma ryb...
To chyba rozważanie teoretyczne, bo czy jest gdzieś na świecie
duże jezioro bez ryb?
- Nawet w Polsce mamy całkowicie bezrybny Czarny Staw pod
Rysami. W USA, niedaleko Salt Lake City, jest Wielkie Jezioro
Słone wielkości jednej trzeciej Bałtyku, w którym zupełnie
nie ma ryb. Zwierzęta planktonowe działają w takim tempie,
że na przykład w Wielkim Jeziorze Słonym cała woda jest przez
nie przefiltrowywana trzy razy dziennie. Niech pan sobie
wyobrazi, jakim trzeba być glonem, żeby przetrwać! Dlatego
woda jest tam przezroczysta.
A gdyby były tam ryby...
- Ryby najchętniej odżywiają się dużym zwierzęcym planktonem,
bo im zwierzę większe, tym bardziej widoczne. W obecności
ryb pozostają więc tylko małe zwierzęta planktonowe, które
nie potrafią zjeść dużych glonów. Te mogą więc masowo się
rozmnażać. Efekt? Zakwity wód. Jeśli uda się zmniejszyć intensywność
żerowania ryb, to zwierzęta planktonowe lepiej się najadają,
szybciej rosną i się rozmnażają. A im jest ich więcej, tym
więcej jedzą glonów i woda staje się czystsza.
Dlaczego jeziora mazurskie "kwitną" tylko
latem, skoro ryby są tam przez cały rok?
- Aktywność ryb, glonów i zwierząt planktonowych zależy
w dużej mierze od temperatury wody i natężenia światła. Zimą
temperatura jest tak niska, że życie toczy się na zwolnionych
obrotach. Wiosną za to startują wszyscy, 50 gatunków, może
sto. Ryby są wtedy zajęte tarłem i jedzą niewiele. Zwierzęta
planktonowe zwiększają więc swoją liczebność, zjadają ogromne
liczby glonów i stąd bierze się tzw. wiosenna faza czystej
wody. Rybie tarło kończy się w czerwcu. Jednocześnie ze złożonej
ikry wylęga się nowe, głodne pokolenie. Liczba ryb gwałtownie
rośnie a zwierząt planktonowych spada, co prowadzi do wzrostu
liczby glonów. I dlatego wody "kwitną" latem.
A może latem glonów przybywa, bo po prostu mają cieplejszą
wodę i więcej światła?
- Tak uważano w czasach, gdy pisałem pracę doktorską. Wydawało
się oczywiste, że jedne gatunki glonów wolą wodę chłodniejszą,
inne cieplejszą i że wiosną dominują te pierwsze, a latem
te drugie i te drugie powodują zakwity. Ja też tak sądziłem.
Do czasu, gdy w 1969 r. pojechałem na staż podoktorski w
Strefę Kanału Panamskiego. Wraz z moją żoną Joanną byliśmy
rezydentami położonej na bezludnej wyspie Stacji Terenowej
Instytutu Badań Tropikalnych Smithsona. Wyspę otaczało wielkie
jezioro Gatun. Zamieszkiwały je zwierzęta znane mi z polskich
jezior, ale żyły one w innych warunkach. Przez okrągły rok
miały 12 godzin nocy, 12 godzin dnia i wodę o stałej temperaturze
ok. 30 st. C. A mimo to widać było zmiany w liczbie osobników
i gatunków zwierząt planktonowych! Ich przyczyną nie mogła
być więc długość dnia, stopień nasłonecznienia czy temperatura.
Doszedłem wówczas do wniosku, że główną przyczyną jest drapieżnictwo
ryb. Potwierdziłem to potem w Polsce. Ale żeby odkryć, jak
ogromny wpływ drapieżcy wywierają na swoje środowisku, trzeba
było pojechać do tropików.
Drapieżcy? Tak określa się rekiny, ewentualnie szczupaki
czy sandacze, ale małe płotki...
- Skoro płotki zabijają i zjadają dafnie, to te pierwsze
są drapieżnikami, a te drugie ofiarami. Co do tego nie ma
wątpliwości. Kontrowersyjny jest natomiast pogląd, że dafnie
też są drapieżcami - w stosunku do glonów.
To tak, jakby drapieżcą nazwać królika.
- Królik, jeleń czy antylopa nie zabijają roślin. Obgryzają
je, ścinają, urywają, wysysają, tną, krótko mówiąc, zabierają
kawałek, przy okazji często stymulując ich wzrost. Natomiast
zwierzęta planktonowe zjadają całe glony i tym samym je zabijają.
Moim zdaniem można je więc określić słowem drapieżcy. Tym
bardziej że ich wpływ na glony jest prawie taki sam jak wpływ
ryb na zwierzęta planktonowe.
Taki sam, czyli jaki?
- W Jeziorze Mikołajskim, gdzie ryb nie brakuje, żyje ok.
50 gatunków zwierząt planktonowych. Natomiast jeziora bezrybne,
takie jak Czarny Staw pod Rysami czy Wielkie Jezioro Słone,
zamieszkuje wyłącznie jeden gatunek. W tym pierwszym jest
to duża, ponaddwumilimetrowa, czerwona rozwielitka Daphnia
pulicaria. W drugim zaś - blisko dwucentymetrowej długości
skorupiak Artemia franciscana z rzadko spotykanej u nas grupy
liścionogów. Zimą w stanie Utah temperatura spada poniżej
zera i artemie przechodzą w stan spoczynku. Ten czas wykorzystują
glony, które zaczynają się rozmnażać na potęgę. Jezioro staje
się oszalale zielone. Są to przy tym glony tylko jednego
gatunku! Wystarczy jednak tydzień wiosny, kiedy artemie znów
zaczynają intensywnie filtrować, by glon, który zdominował
jezioro zimą, stał się jednym z wielu gatunków. I to jest
właśnie wpływ drapieżcy na ofiarę, o który pan pytał.
To jakiś paradoks! Wydaje się, że właśnie gdy nie ma drapieżcy,
ofiary mogą mnożyć się, rozwijać i rosnąć do woli.
- Tak, ale do czasu. Dość szybko, wskutek ich dużej liczby
zaczyna brakować pokarmu. W warunkach, gdy niemal wszystkie
glony są już zjedzone, najlepiej radzą sobie zwierzęta planktonowe
o dużych rozmiarach. Potrafią "uzbierać" tyle pokarmu,
by urosnąć, osiągnąć dojrzałość płciową i wydać na świat
potomstwo. W ten sposób na placu boju pozostaje zwykle jeden
największy gatunek. Mniejsze zostają "wykolegowane" -
umierają z głodu lub nie mogą urosnąć na tyle, by mieć dzieci.
Na przykład Daphnia pulicaria z Czarnego Stawu potrzebuje
roku, by osiągnąć dojrzałość płciową, podczas gdy rozwielitkom
z Jeziora Mikołajskiego wystarcza na to sześć dni.
Czy to oznacza, że życie w obecności drapieżcy jest lżejsze?
- Jak dla kogo. Ryba rozgląda się dookoła, widzi różne zwierzęta
i szacuje ich liczebność. Na ofiarę wybiera te lepiej widoczne
- duże i kolorowe. Ponieważ dostrzega je z większej odległości,
przecenia ich zagęszczenie. Dopiero kiedy liczebność dużego
gatunku zmniejszy się, ryba zaczyna jeść drobniejsze ofiary.
Dlatego na Mazurach w jednym litrze wody jest przeciętnie
tylko jedna duża rozwielitka Daphnia hyalina, a aż dziesięć
mniejszych z gatunku Daphnia cuculata. Co ciekawe, takie
zagęszczenie populacji jest zarówno w żyznym, jak i ubogim
jeziorze. Różnica polega na tym, że w ubogim dafnie będą
rosły wolno i składały mniej jaj, w żyznym zaś szybciej.
Ale o ich liczebności zadecydują ryby, a nie tempo rozrodu.
A nie mogą uciec czy schować się przed drapieżcą?
- Ja badam zwierzęta wód otwartych....
Wód otwartych? Co to znaczy?
- Dobrze to oddaje angielska nazwa offshore, czyli z dala
od brzegu. W języku polskim tę część jeziora określamy jako
wody otwarte albo pelagial. Tu nie ma kryjówek, woda jest
zwykle przezroczysta i zwierzęta planktonowe narażone są
na ataki drapieżców nieprzerwanie. Jedynym sposobem obrony
jest ucieczka w dół, tam, gdzie jest ciemno i ryby nie są
w stanie ich zauważyć.
Jeżeli w głębinach jest bezpiecznie, to dlaczego nie siedzieć
tam cały dzień?
- Bo zimno, a przede wszystkim nie ma pokarmu - glonów,
które do życia potrzebują światła. Jeśli zwierzęta planktonowe
chcą się najeść, muszą płynąć ku powierzchni. Tam zaś stają
się widoczne dla ryb. Szukają więc kompromisu - tak aby nie
zostać zjedzonymi i nie umrzeć z głodu. Najczęściej za dnia
kryją się na głębokości kilkudziesięciu metrów, a nocą wypływają
na żerowanie blisko powierzchni. W Czarnym Stawie pod Rysami,
gdzie nie ma ryb, dafnie całą dobę spędzają tuż pod powierzchnią
wody. W Morskim Oku, w którym ryby są od zawsze, za dnia
zwierzęta planktonowe siedzą na głębokości 40 m, a nocą gdzieś
na 8 m. W innych jeziorach, gdzie ryby zostały wpuszczone
przez człowieka w XVIII i XIX w., plankton za dnia chowa
się na głębokość 20 lub 10 m.
Skoro dafnie wypływają z głębin tylko nocą, jakim cudem
ryby potrafią je zauważyć?
- Nocą na zwierzęta czyhają przeróżne pułapki. Jedną z nich
odkryłem, gdy na początku lat 80. jako ekspert FAO znalazłem
się w Mozambiku. Moim zadaniem było poznanie jeziora Cahora
Bassa - zbiornika zaporowego na rzece Zambezi. Ponieważ przez
pierwsze miesiące byłem pozbawiony profesjonalnego sprzętu
do badań, z nudów pobierałem bardzo dużo próbek wody i oglądałem
je pod pożyczonym z miejscowej szkoły mikroskopem. Dość szybko
odkryłem zadziwiającą cykliczność w liczebności zwierząt
planktonowych. Jest ich dużo, codziennie coraz więcej, a
w pewnym momencie w ogóle znikają. Zorientowałem się, że
dzieje się tak tuż po pełni Księżyca. Myślałem, że to przypadek,
ale w następnym miesiącu zjawisko powtórzyło się. Kiedy doleciał
sprzęt, miałem już swoją hipotezę. W rejonach tropikalnych
ciemność zapada nagle. Zwierzęta planktonowe wypływają wtedy
ku powierzchni na żerowanie. W czasie pełni jednak Księżyc
wschodzi dokładnie wtedy, kiedy Słońce zapada po drugiej
stronie. Ponieważ zaś w Mozambiku noce są bezchmurne, świeci
tak mocno, że plankton nie odważa się na opuszczenie głębin.
Inaczej jest kolejnej nocy. Księżyc jest nadal bardzo jasny,
ale wschodzi dopiero godzinę po zachodzie Słońca. Przez godzinę
panuje więc całkowita ciemność. Wszystkie zwierzątka zasuwają
do samej powierzchni, by objadać się glonami. I wtedy Księżyc,
prawie w pełni, wschodzi. Plankton staje się doskonale widoczny
dla oczekujących na ten moment ryb. Następuje prawdziwa rzeź.
W ciągu pół godziny populacja zwierząt planktonowych zostaje
zdziesiątkowana. W jeziorze Cahora Bassa żyją słodkowodne
sardynki z gatunku Limnothrissa miodon, które z jeziora Tanganika
do Zambezi przeniósł człowiek. Są one mistrzami w wyłapywaniu
zwierząt planktonowych. Przez większą część miesiąca w ich
przewodach pokarmowych znajdowałem jednak głównie piasek
i korę obgryzioną z zatopionych drzew, czasem tylko owada
zebranego z powierzchni lub zabłąkaną dafnię. Tymczasem w
noc po pełni jedna sardynka miewała w przewodzie pokarmowym
do 4 tys. zwierząt planktonowych! Zmieniał się nawet jej
wygląd - niemiłosiernie rozepchany żołądek zwisał niczym
balon. Odkryłem, że ryby te najadają się i rosną tylko raz
w miesiącu - dzięki zjawisku, które nazwałem pułapką księżycową.
Kiedy ją opisałem, wszyscy się łapali za głowę, dlaczego
sami wcześniej tego nie zaobserwowali.
Czy w podobne pułapki mogą też wpaść zwierzęta planktonowe
z naszej strefy klimatycznej?
- Po powrocie do Polski bardzo długo szukałem pułapki księżycowej.
Szybko jednak się okazało, że po pierwsze - nasze niebo zwykle
jest zachmurzone, a po drugie - Słońce nie zachodzi nagle
i po jego zniknięciu jeszcze przez dwie godziny jest jasno.
Stwierdziliśmy jednak na przykład, że przy zasłoniętym chmurami
Księżycu zwierzęta planktonowe przenoszą się bliżej powierzchni
i kiedy chmura się przesuwa, to ryby przez 10-15 min widzą
lepiej i zjadają zaskoczone dafnie. Pułapkami może też być
światło błyskawic. A zatem to działa, chociaż nie odgrywa
tak wielkiej roli jak w tropikach.
Czy wnioski o ogromnej roli drapieżcy odnoszą się również
do życia na lądzie?
- Środowisko wód otwartych charakteryzuje się dużą jednorodnością.
Dlatego jest wygodnym warsztatem badań. Na lądzie ofiara,
ukrywając się przed drapieżcą w norze, dziupli czy między
drzewami, chowa się też przed naszym wzrokiem. Moim zdaniem
zależności są jednak podobne. Tak jak w wodzie pojawienie
się ryb jest przyczyną zróżnicowania gatunkowego zwierząt
planktonowych, tak samo na lądzie wilki, rysie, ptaki czy
nietoperze działają na roślinożerców. Bez drapieżców świat
byłby bardzo monotonny.
Rozmawiał Wojciech Mikołuszko
Źródło:
|
|
|
