Wodny przegląd publikacji (13)

W bieżącym przeglądzie wodnego piśmiennictwa z ostatnich dni przedstawiamy wnioski płynące z badania na temat wpływu ocieplenia klimatu na siedliska ryb w arktycznych jeziorach. Dowiemy się także, jak zmiana klimatu wpływa na rozmieszczenie genów oporności na antybiotyki w środowisku rzecznym oraz co badanie reakcji morświnów na sygnały dźwiękowe, emitowane przez urządzenia akustyczne, może powiedzieć o ochronie środowiska i zdrowiu publicznym. Z kolei wyniki badań geologów z ośrodków w Portugalii i Niemczech dowodzą, że za kilkadziesiąt milionów lat możliwe będzie zamknięcie się Oceanu Atlantyckiego poprzedzone połączeniem się mas lądowych Europy i obu Ameryk.

Co zaskakujące, w kontekście globalnego ocieplenia i jego generalnie niekorzystnych skutków, można odnaleźć pozytywy. Są nimi pojawiające się w wyniku topnienia lodowców starożytne artefakty, które stanowią cenne źródło informacji na temat żyjących przed wiekami ludzi. Na koniec poznamy wyniki przeprowadzonego na srebrniakach śródlądowych eksperymentu, który dotyczył wpływu pestycydów na ich zachowanie i reprodukcję. Zaskakujące wyniki tego badania podkreślają konieczność monitorowania substancji chemicznych w środowisku w celu ochrony zdrowia populacji nie tylko ryb i organizmów wodnych, ale i ludzi.

1. Major changes in fish thermal habitat diversity in Canada’s Arctic lakes due to climate change

Daniel P. Gillis, Charles K. Minns, Steven E. Campana, Brian J. Shuter. Major changes in fish thermal habitat diversity in Canada’s Arctic lakes due to climate change. Communications Earth & Environ 5, 89 (2024).

Badanie przeprowadzone przez naukowców z Kanady i Islandii wykazało, że w ostatnim czasie nastąpiły znaczące zmiany w różnorodności termicznej siedlisk ryb w arktycznych jeziorach pierwszego z tych krajów. Wyniki tego badania są istotne dla zrozumienia wpływu zmiany klimatu na ekosystemy wodne oraz populacje ryb na Arktyce. Zmiany termiczne w siedliskach ryb mogą mieć dalekosiężne konsekwencje dla całego ekosystemu jezior, co podkreśla znaczenie dalszych badań nad tym zagadnieniem.

Głównym wnioskiem, płynącym z wyników analiz jest to, że najistotniejszym czynnikiem zakłócającym strukturę społeczności ryb jest ocieplenie klimatu. W badaniu wykorzystane zostały wielkoskalowe analizy geoprzestrzenne niemal 500 tys. kanadyjskich jezior arktycznych o powierzchni co najmniej 10 ha. Na ich podstawie można stwierdzić, że wzrost maksymalnej temperatury powierzchni, wydłużenie okresu wolnego od lodu i obecność stratyfikacji termicznej mają istotne konsekwencje dla środowiska wodnego.

Zmiany te mogą prowadzić do otwierania się jezior, które dotychczas były pokryte głębokim lodem zimowym, co wpłynie na różnorodność siedlisk oraz dostępność wód ciepłych i chłodnych. Prognozowana zmiana klimatyczna wymaga dostosowania strategii zarządzania zasobami rybnymi, aby zachować równowagę ekosystemów wodnych. Zmiany termiczne w jeziorach mogą mieć wpływ na rozmieszczenie gatunków ryb i innych organizmów wodnych, co podkreśla konieczność monitorowania i ochrony środowiska wodnego w obliczu zmieniających się warunków klimatycznych.

2. Contrary effects of increasing temperatures on the spread of antimicrobial resistance in river biofilms

Kenyum Bagra, David Kneis, Daniel Padfield, Edina Szekeres, Adela Teban-Man, Cristian Coman, Gargi Singh, Thomas U. Berendonk, Uli Klümper. Contrary effects of increasing temperatures on the spread of antimicrobial resistance in river biofilms. ASM Journals. mSphere (2024).

Społeczności drobnoustrojów rzecznych pełnią istotną funkcję w przeciwdziałaniu rozprzestrzenianiu się genów oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe (ARG), które dostają się do mikrobiomów środowiskowych poprzez ścieki. Badania wykazały, że wzrost temperatury może wpływać na dynamikę inwazji genów oporności przenoszonych przez ścieki do biofilmów rzecznych. Wyższe temperatury mogą sprzyjać wzrostowi liczebności genów oporności występujących naturalnie, podczas gdy obce mogą być tracone w takich warunkach. Zmiana klimatu, obejmująca m.in. wzrost temperatury, może zatem mieć istotny wpływ na skuteczność inwazji ARG w środowisku rzecznym.

Zakażenia bakteriami opornymi na antybiotyki stanowią poważny problem zdrowotny, a rozprzestrzenianie się ARG jest coraz bardziej niebezpieczne. Badania sugerują, że zmiana klimatyczna może mieć wpływ na ten proces poprzez oddziaływanie na społeczności drobnoustrojów rzecznych. Wyższe temperatury mogą sprzyjać rozprzestrzenianiu się naturalnie występujących genów oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe, ale jednocześnie mogą zmniejszać znaczenie inwazji obcych ARG ze ścieków. Konieczne jest zrozumienie, czy ekosystem rzeki jest bardziej podatny na ARG naturalnie występujące czy te, które pochodzą ze źródeł zewnętrznych. Dalsze badania nad tym zagadnieniem są kluczowe dla przewidywania skutków zmian klimatycznych na zdrowie publiczne i strategie zwalczania oporności bakterii na antybiotyki.

3. Response of Harbor Porpoises to Pingers and Acoustic Harassment Devices

Julika Voß, Armin Rose, Vladislav Kosarev, Raúl Vílela. Ansgar Diederichs Response of Harbor Porpoises to Pingers and Acoustic Harassment Devices. In: Arthur N. Popper, Joseph Sisneros, Anthony D. Hawkins, Frank Thomsen. The Effects of Noise on Aquatic Life, Principles and Practical Considerations, p. 1-21, Springer, Cham (2023).

Badanie dotyczące reakcji morświnów (Phocoena) na sygnały dźwiękowe emitowane przez pingersy i urządzenia do akustycznego odstraszania (AHDs) jest istotne dla zrozumienia ich wpływu na zachowanie się tych ssaków morskich. Morświny są wrażliwe na dźwięki, dlatego stosowanie tych urządzeń w środowisku może mieć istotny wpływ na ich zachowanie i funkcjonowanie. Wyniki takich badań mogą pomóc w opracowaniu strategii ochrony zwierząt i minimalizacji negatywnych skutków aktywności człowieka.

Pingery i urządzenia do odstraszania akustycznego są stosowane w różnych gałęziach przemysłu w celu ochrony ssaków morskich, takich jak morświny. Pingery emitują sygnały akustyczne o niższych poziomach ciśnienia i częstotliwościach, co sprawia, że morświny zazwyczaj bardziej się do nich zbliżają. Wybór odpowiedniego urządzenia powinien uwzględniać nie tylko koszty i łatwość instalacji, ale także pożądany zasięg sygnałów akustycznych oraz minimalizację obszarów narażonych na dźwięk. Przy wyborze środków łagodzących i regularnym monitorowaniu należy uwzględnić przyzwyczajenie się zwierząt i wpływ sygnałów na gatunki inne niż docelowe. Pingery i AHDs są skutecznymi narzędziami do odstraszania morświnów z obszarów, na których mogą być narażone na uszkodzenie słuchu lub zaplątanie się w sieci rybackie.

4. Atlantic Ocean Closing Soon: Formation of Atlantic Ring of Fire Draws Near as the Americas and Europe to Drift Back Together

João C. Duarte, Nicolas Riel, Filipe M. Rosas, Anton Popov, Christian Schuler, Boris J.P. Kaus. Gibraltar subduction zone is invading the Atlantic, Geology (2024).

Inicjacja subdukcji odgrywa kluczową rolę w cyklu Wilsona, który obrazuje następstwa procesów tektonicznych prowadzących do powstawania, rozwoju i zaniku oceanów. Subdukcja polega na zachodzeniu jednej płyty tektonicznej pod drugą, co prowadzi do recyklingu materii skalnej oceanu (litosfery) do płaszcza ziemskiego. Tworzenie się nowych stref subdukcji w kontekście Oceanu Atlantyckiego jest wyzwaniem, gdyż wymaga działania sił zewnętrznych, takich jak kompresja w polu dalekim czy ruchy płyt tektonicznych.

Mimo że jedyną siłą, która może zapoczątkować powstawanie strefy subdukcji jest inna strefa subdukcji (wykluczając uderzenia meteorytów i pióropusze superpłaszcza), istnieją już dwa takie miejsca w Atlantyku (na Karaibach oraz Łuk Scotia w pobliżu Antarktydy), które zostały wypchnięte z pobliskich stref subdukcji Pacyfiku. Kolejnym punktem, w którym strefa subdukcji z Morza Śródziemnego przenika na Ocean Atlantycki, jest Łuk Gibraltarski. Badania geodynamiczne sugerują, że subdukcja w tym regionie może być nadal aktywna i mieć wpływ na ewolucję geologiczną Ziemi poprzez wciągnięcie atlantyckiej płyty oceanicznej pod Afrykę i Europę, a to z kolei spowoduje zamknięcie oceanu.

Zanim jednak do tego dojdzie, a także przed ponownym połączeniem się mas lądowych obu Ameryk i Europy, utworzy się Atlantycki Pierścień Ognia, zwany także atlantyckim systemem subdukcji. Oznacza to, że powierzchnia, na jakiej znajduje się Ocean Atlantycki, podobnie jak w przypadku Pierścienia Ognia Pacyfiku, może stać się regionem, w którym będą występować aktywne trzęsienia ziemi i erupcje wulkanów.

5. Archaeology on Ice, Featuring Dr. E. James Dixon, NOAA’s Annual Greenhouse Gas Index (An Introduction)

Stephen A. Montzka. Archaeology on Ice, Featuring Dr. E. James Dixon, Tanana Chiefs Conference (2024). The NOAA Annual Greenhouse Gas Index (AGGI). NOAA Global Monitoring Laboratory Website (2022).

Zmiana klimatu, która następuje na skutek zatrzymania ciepła przez gazy cieplarniane, takie jak dwutlenek węgla, metan, ozon, podtlenek azotu, może prowadzić do wzrostu częstotliwości i intensywności zjawisk ekstremalnych, takich jak susze, burze czy fale upałów. Wspomniane zjawiska wpływają na ekosystemy, zarówno lądowe, jak i wodne. Globalne ocieplenie powoduje topnienie lodowców, podnoszenie się poziomu mórz oraz zakwaszenie oceanów. Choć ma to poważne konsekwencje dla środowiska naturalnego, to jednak można doszukać się pozytywów. Globalne ocieplenie, przyczyniające się do szybkiego topnienia lodowców, skutkuje m.in. wyłonieniem się artefaktów, które były zamrożone przez tysiące lat.

Odkrycia archeologiczne na lodowcach i płatach lodu w Europie, Ameryce Południowej i Mongolii są coraz bardziej powszechne. W Ameryce Północnej ważne znaleziska odkryto m.in. w Górach Skalistych, na kanadyjskim Jukonie i na Alasce. Większość tych artefaktów wykonana jest z nietrwałych materiałów, takich jak drewno, kora czy skóra, co sprawia, że szybko ulegają rozkładowi po wyjęciu z lodu. Datowanie ich nie tylko dostarcza informacji o tempie topnienia lodu, ale także o ludziach zamieszkujących te obszary tysiące lat temu. Zachowane artefakty, takie jak starożytne strzały, narzędzia myśliwskie czy odzież, pozwalają lepiej zrozumieć życie ludzi w środowiskach lodowcowych przed wiekami. Jeśli jednak nie zostaną odpowiednio zebrane i zakonserwowane, mogą zostać stracone na zawsze.

6. Multigenerational, Indirect Exposure to Pyrethroids Demonstrates Potential Compensatory Response and Reduced Toxicity at Higher Salinity in Estuarine Fish

Sara J. Hutton, Samreen Siddiqui, Emily I. Pedersen, Christopher Y. Markgraf, Amelie Segarra, Michelle L. Hladik, Richard E. Connon and Susanne M. Brander. Multigenerational, Indirect Exposure to Pyrethroids Demonstrates Potential Compensatory Response and Reduced Toxicity at Higher Salinity in Estuarine Fish, Environmental Science and Technology 58, 5, 2224–2235 (2024).

Środowiska ujść rzek odgrywają kluczową rolę dla wielu gatunków ryb, często stanowiąc miejsca ich rozrodu. Globalna zmiana klimatu (GCC) wpływa na podnoszenie się poziomu mórz i charakterystykę opadów, co sprawia, że poziom zasolenia w ujściach rzek się waha, a to z kolei wpływa na funkcjonowanie tych ekosystemów. Dodatkowo zwiększenie intensywności stosowania środków owadobójczych w rolnictwie może zmieniać ich toksyczność dla ryb w różnych warunkach zasolenia. To podkreśla konieczność zrozumienia wpływu substancji chemicznych na ekosystemy wodne i monitorowania środowiska naturalnego.

Naukowcy z Oregon State University przeprowadzili eksperyment na srebrniakach śródlądowych (Menidia beryllina), aby zbadać wpływ trzech pestycydów pyretroidowych na ich zachowanie i reprodukcję. Z badania wynika, że ryby narażone na pestycydy wykazywały zmniejszoną aktywność behawioralną na etapie larwalnym, podczas gdy drugie pokolenie, na które nie oddziaływały substancje chemiczne, wykazywało nadmierne pobudzenie. Badanie sugeruje, że ekspozycja na pestycydy we wczesnym życiu może wpływać na ryby przez długi czas, a podobne skutki mogą wystąpić u ludzi. Jest to ważne odkrycie, które podkreśla konieczność regulacji używania substancji chemicznych w środowisku, aby chronić zdrowie populacji ryb i potencjalnie ludzi.