Racicznica plus sinica równa się kaplica

Gdy zaczynałem przygodę z hydrobiologią, zauważyłem, że jednym z najłatwiejszych do znalezienia gatunków wodnych bezkręgowców jest racicznica zmienna. Hydrobiolodzy pokazujący mi ją w terenie dodawali, że nie jest to stan odwieczny – dla Polski to nowy gatunek. Pierwsze notowania sięgają okolic budowy Kanału Augustowskiego, czyli początków XIX w.

Wbrew temu, jak dzisiaj traktuje się gatunki inwazyjne, racicznica nie była wówczas demonizowana – polscy hydrobiolodzy badali ją na takich samych zasadach co szczeżuje, skójki czy omułki. W istocie racicznica, w niektórych jeziorach masowa, nie wydawała się nieść jakichś bardzo negatywnych skutków. Po prostu wpasowuje się w ekosystem jako jego kolejny element. W pracy magisterskiej cytowałem nawet pracę nieco starszej koleżanki, badającej zwyczaje pokarmowe płoci w stosunku do racicznicy.

Racicznica, jak inne małże, filtruje wodę, wyłapując z niej to, co nadaje się do zjedzenia, i wypluwając pseudofekalia, które opadają na dno. W ten sposób woda może stać się czystsza – takie rzeczy tu i ówdzie obserwowano. W niedawno wspomnianym Jeziorze Bodeńskim inwazja racicznicy okazała się atrakcją dla migrujących ptaków. Czasem podawano, że zarasta jakieś instalacje hydrotechniczne, ale, po pierwsze, nie za często, a po drugie, to nie do końca jest zmartwienie hydrobiologów. To, że przyczepia się do roślin czy rodzimych małży, wydaje się mało dla gospodarzy uciążliwe w polskich warunkach.

Jednocześnie już wtedy zauważono, że ekspansja racicznicy wcale nie jest jednokierunkowa. Punkt kulminacyjny nastąpił jakoś w drugiej połowie XX w., w jeziorach mazurskich jej populacja raczej się obecnie kurczy, niż przyrasta. Wciąż zarazem trwa inwazja na tereny dotąd niezajmowane. Jak wspomniałem, u nas zaobserwowano ją na Suwalszczyźnie – wciąż najwięcej racicznicy można znaleźć na północnopolskich pojezierzach. W południowej Polsce nadal jest rzadka, mimo że to bliżej jej naturalnego zasięgu.

Holoceński naturalny obszar jej występowania to rzeki i jeziora blisko mórz Czarnego, Azowskiego i Kaspijskiego. W rejon Kanału Augustowskiego dostała się wzdłuż Dniepru i połączeń na Białorusi. Niedługo potem pojawiła się w Zalewie Szczecińskim, a z drugiej strony przesuwała się w górę Dunaju. W ostatnich dekadach XX w. ważne było otwarcie kanału Dunaj-Men i zawleczenie jej w wodach balastowych do Wielkich Jezior Amerykańskich. O podobnych inwazjach gatunków ponto-kaspijskich pisałem tu nieraz (babki i kiełże).

W Europie Środkowej ta inwazja to powrót do zasięgu sprzed zlodowaceń, dlatego pojawiają się głosy, że to poniekąd przywracanie naturalnej sytuacji – co najwyżej w nadzwyczajnym tempie. W przypadku Ameryki nie da się tak filozofować. Wydaje się zresztą, że tam obecność racicznicy jest wyraźniej negatywna. Co prawda czasem lepiej filtruje niektóre zbiorniki, ale jej współżycie z małżami jest dla nich bardziej zgubne. Częściej też jest raportowane zarastanie przez nie infrastruktury. Ale to nie wszystko.

Racicznica pojawiła się w michigańskim jeziorze Gull Lake w latach 90. XX w. O ile do systemu laurentyńsko-wielkojeziornego dostała się zapewne ze statkami handlowymi, o tyle do mniejszych jezior raczej z łódkami rekreacyjnymi, a może już siłami natury (nazwa jeziora wzięła się stąd, że jest często odwiedzane przez wielkojeziorne mewy). Szybko się zadomowiła i opanowała dno, bo to jezioro stosunkowo mało żyzne. Z Europy wiadomo, że eutrofizacja nie sprzyja racicznicy, spadek jej populacji przypisuje się właśnie większej żyzności, a właściwie mętności będącej jej skutkiem.

Jej prosperity trwało do 2010 r., kiedy przez dłuższy czas utrzymywała się bardzo ciepła woda. Racicznica pochodzi ze strefy ponto-kaspijskiej, więc można by się spodziewać, że lubi ciepło, ale wcale nie – już woda o temperaturze 30 st. jest dla niej zabójcza, czasem wystarczy kilka stopni niższa, ale o dłuższym czasie ekspozycji. Tego lata racicznica w jeziorze Gull wymarła prawie całkowicie w warstwie powierzchniowej, a odbudowywanie populacji przez rozbitków z głębszej strefy zajęło jej kilka lat.

Takie fluktuacje widziano już wcześniej, ale tej towarzyszyło jeszcze coś. Otóż Gull Lake jako jezioro mezo- czy nawet oligotroficzne do początku lat 90. miało bardzo niskie zagęszczenia sinicy Microcystis aeruginosa. Niedługo po inwazji racicznicy liczebność Microcystis aeruginosa wzrosła do wartości typowych dla jezior eutroficznych, mimo że sama żyzność wody nie bardzo się zmieniła. Wraz ze wzrostem średniej temperatury wody w Gull Lake, a jest on nieźle udokumentowany, bo monitoring zlodzenia sięga lat 20. XX w., podobnie jak dla niektórych polskich jezior, o czym dawno temu pisałem, sinicom jest w nim coraz lepiej.

Jednak w latach 2010-12, kiedy temperatury wody w jeziorze Gull osiągały rekordy i należało się spodziewać wyjątkowo intensywnych zakwitów, biomasa Microcystis aeruginosa i stężenia wydzielanych przez nie mikrocystyn osiągały ćwierć tego co wcześniej. Pod tym kątem jezioro znowu zaczęło wyglądać na oligotroficzne. Zbieżność z obfitością racicznicy jest uderzająca. Już wcześniej zbadano sporo michigańskich jezior o podobnych warunkach troficznych i okazuje się, że tam, gdzie jest racicznica, Microcystis aeruginosa i mikrocystyn jest trzy-czterokrotnie więcej niż w miejscach, do których nie dotarła.

Autorzy publikacji, z której wziąłem dane, podkreślają, że odkrycie tej zależności i jej wytłumaczenie było możliwe dzięki wieloletniemu monitoringowi, a więc powtarzalnym obserwacjom, niemieszczącym się w dominującym modelu grantów na badania, które mają być nowatorskie i dawać szybkie efekty. Monitoring to z perspektywy grantodawców „zbieranie znaczków”, a efekty zobaczy ktoś z kolejnej kadencji rady.

Jak to możliwe, że wyniki badaczy ze stacji Kelloga przeczą intuicji i niektórym innym obserwacjom (zaznaczają oni, że sprawdza się to w jeziorach mało żyznych, podczas gdy w żyznych, a np. taka jest większość w Polsce, racicznica może zmniejszać ilość wszystkich glonów planktonowych, łącznie z sinicami)? Racicznica jest zwierzęciem, a nie po prostu filtrem. Ma preferencje pokarmowe. Kiedy zasysa sinice, nie zjada ich, tylko wyrzuca w pseudofekaliach. Pseudo-, bo nie są to resztki po strawieniu. Sinice najwyraźniej przeżywają takie pasażowanie przez syfon małża. Być może skład pseudofekaliów i prawdziwych fekaliów jest dobrym nawozem dla sinic, ale już samo to, że konkurencyjne dla nich glony właśnie zostały zjedzone, jest wystarczającym czynnikiem przewagi.

Mechanizm wybiórczego spasania fitoplanktonu przez filtratorów jest hydrobiologom dobrze znany. Znane są też efekty odwrotne – im więcej w fitoplanktonie glonów większych, tym trudniej je pochwycić w aparaty filtracyjne. Może się wydawać, że powinno to prowadzić do zwiększania proporcji dużych filtratorów, ale nie. Gdyby chodziło o coraz większe glony o kształcie mniej lub bardziej kulistym, to może by tak było, ale glony większe to często formy nitkowate. Wśród nich są też sinice (Microcystis nie jest akurat nitkowata, tworzy inne, galaretowate kolonie). Takie nici wplątują się w aparaty filtracyjne dużych filtratorów, np. rozwielitek, utrudniając łapanie preferowanych glonów. Ostatecznie więc duzi filtratorzy głodują, a ich populacja spada, liczniejsi stają się zaś filtratorzy mniejsi, np. słoniczki, których koszyki filtracyjne są tak małe, że nitkowate glony w ogóle do nich nie wpadają. Tak też pojawienie się nitkowanych glonów prowadzi do zmniejszenia liczby zwierząt, które mogłyby je zjeść – zachodzi samonapędzający się mechanizm (dodatnie sprzężenie zwrotne) dalszego wzrostu ich populacji.

Jak wspomniałem, mechanizm z jeziora Gull i podobnych nie musi zachodzić w innych miejscach. Relacje racicznicy i sinic są badane także np. w Jeziorze Mikołajskim. Jest już eutroficzne (choć w czasie największej inwazji racicznicy było chyba jeszcze mezotroficzne). Znajduje się też nad nim stacja biologiczna, choć z różnych racji organizacyjnych, nie zawsze zależnych od hydrobiologów, bardziej od polityki naukowej, zmieniająca swój charakter na przestrzeni lat. Dlatego jej badania mają bardziej charakter projektów od grantu do grantu.

Dwa przeprowadzono w latach 2014 i 2017. Raz obecność racicznicy sprzyjała sinicom, raz nie. Ogólna biomasa fitoplanktonu niezbyt się zmieniła – obecność racicznicy wpłynęła tylko na proporcje budujących go gatunków. Natomiast w obu badaniach na koniec poletka badawcze (mezokosmy) zostały zdominowane przez duże glony nitkowate, zgodnie z opisanym przeze mnie wyżej mechanizmem. Nie miało to miejsca w mezokosmach bez racicznicy. Szczegółowe wyniki okazały się jednak tak odmienne, że ciężko o jednoznaczne wnioski. Można tylko przypuszczać, że miała znaczenie początkowa zawartość substancji biogennych. Tak się mści model szybko realizowanych i rozliczanych grantów.

Różnica w trofii pewnie jest kluczowa. Przyzwyczajeni jesteśmy do wiązania zakwitów w ogóle, a sinicowych szczególnie, z dużą żyznością. Nawet toksyczne zakwity sprzed kilkuset lat, o których kiedyś pisałem, dotykały jeziorka pod Gdańskiem, więc w rejonie mającym już wówczas długą historię rolniczą. Z analizy osadów jednak wiadomo, że toksyczne zakwity występowały przed tysiącami lat (a zegar molekularny wskazuje, że sama zdolność wytwarzania toksyn sięga 2 mld lat wstecz). Jak widać, racicznice (w innych warunkach może też inne zwierzęta) pomagają sinicom tworzyć zakwit także w wodach całkiem czystych.

Piotr Panek

fot. D. Jude, domena publiczna (zdjęcie wykonane w ramach obowiązków służbowych United States Great Lakes Environmental Research Laboratory)

  • Christie A. Bahlai, Clarisse Hart, Maria T. Kavanaugh, Jeffrey D. White, Roger W. Ruess, Todd J. Brinkman, Hugh W. Ducklow, David R. Foster, William R. Fraser, Hélène Genet, Peter M. Groffman, Stephen K. Hamilton, Jill F. Johnstone, Knut Kielland, Douglas A. Landis, Michelle C. Mack, Orlando Sarnelle, Jonathan R. Thompson (2021) Cascading effects: insights from the U.S. Long Term Ecological Research Network Ecosphere 12(5): e03430, doi:10.1002/ecs2.3430
  • Irina Feniova, Ekaterina G. Sakharova, Zoya I. Gorelysheva, Maciej Karpowicz, Andrzej Górniak, Varos Petrosyan, Andrew R. Dzialowski (2020) Effects of zebra mussels (Dreissena polymorpha) on phytoplankton community structure under eutrophic conditions Aquatic Invasions 15(3): 435–454, doi:10.3391/ai.2020.15.3.05