Wodny przegląd publikacji (3)

Aktualnego przeglądu wodnej literatury nie można chyba rozpocząć inaczej niż od rodzimej publikacji w Nature. Dotyczy ona wpływu spiętrzania rzek na mikrosiedliska ryb. Zespół autorów pochodzi głównie z Polski, ale problem ma rangę światową, choć przedstawiony został w skali europejskiej. Nie zabrakło też prac o innych bolączkach ekosystemów wodnych i wodno-błotnych, jak deoksygenacja wód płynących, czy pogarszający się status ochronny płazów Europy. Naukowcy zadają też pytanie, czy ryby i bezkręgowce odczuwają ból oraz czy śnieg w przyszłości ma szansę być znowu biały.

1. Over 200,000 kilometers of free-flowing river habitat in Europe is altered due to impoundments

Parasiewicz P., Belka K., Łapińska M. et al., 2023. Nat Commun 14, 6289.

W erze Antropocenu konieczność podjęcia działań nakierowanych na renaturyzację/rewitalizację rzek, w celu odtworzenia lub zachowania ich siedlisk i różnorodności biologicznej, staje się oczywistością na całym świecie. W skali Europy problemowi przyjrzał się międzynarodowy zespół naukowców, w przeważającej liczbie pochodzących z Polski, który opracował koncepcyjny model wpływu barier na siedliska ryb. Naukowcy ocenili oddziaływanie na mikrosiedliska ryb sześciu typów barier (tamy, jazy, śluzy, przepusty, brody i rampy) na podstawie danych z niemal 5,5 tys. stanowisk na rzekach Europy.

Ich wyniki, świeżo opublikowane na łamach „Nature Communication” wskazują, że ponad 200 tys. km (10 proc. długości) wcześniej swobodnie płynących rzek zostało przekształconych w wyniku przegrodzenia. Największe zmiany siedlisk wywołują tamy, jazy i śluzy, chociaż intensywność ich oddziaływania jest zróżnicowana regionalnie, co wynika z różnic w wysokości, typie i gęstości ich lokalizacji, a także położenia biogeograficznego. Dzięki tej pracy zarządcy wód zyskali narzędzie, które umożliwi im przewidzenie potencjalnych korzyści lub strat dla środowiska, jakich można się spodziewać w wyniku zarządzania barierami na rzekach, a także ustalenie priorytetów tych działań.

2. Widespread deoxygenation in warming rivers

Zhi W., Klingler C., Liu J. et al., 2023. Nat. Clim. Chang.

Pozostając jeszcze przez chwilę w temacie antropogenicznych przekształceń ekosystemów rzecznych, trzeba wspomnieć o pracy Zhi i współautorów. Opublikowany w „Nature Climate Change” tekst porusza temat zjawiska odtlenienia wód płynących. O ile jest ono powszechnie obserwowane w oceanach i jeziorach, to w wodach płynących, szczególnie tych płytszych, jest zdecydowanie mniej spodziewane. Analizując dane dobowe z lat 1981-2019 o temperaturze wody i stężeniu tlenu rozpuszczonego w 580 rzekach w Stanach Zjednoczonych i 216 w Europie Środkowej, z wykorzystaniem metody głębokiego uczenia, autorzy stwierdzili trwałe ocieplenie w 87 proc. cieków i odtlenienie w 70 proc.

Co ciekawe, rzeki obecnie ocieplają się i odtleniają szybciej niż oceany, chociaż wolniej niż jeziora. Generalnie tempo odtleniania rzek jest współcześnie od 1,6 do 2,5 razy wyższe niż w przeszłości, co będzie miało znaczące konsekwencje dla jakości wód i funkcjonowania ekosystemów wodnych.

3. Ongoing declines for the world’s amphibians in the face of emerging threats

Luedtke J.A., Chanson J., Neam K., et al., 2023. Nature.

Konsekwencje oddziaływania presji antropogenicznych na ekosystemy wodne obserwujemy powszechnie i w wielu aspektach. Na łamach czasopisma „Nature” ukazał się właśnie artykuł autorstwa ponad 100 badaczy, prezentujący wyniki drugiej Globalnej Oceny Płazów (GAA2, Global Amphibian Assessment). Pierwsza taka ocena została opublikowana w 2006 r. Wskazywała ona, że wskutek utraty siedlisk i nadmiernej eksploatacji populacji, status ochrony ponad połowy badanych gatunków pogorszył się w okresie 1980-2004, a 48 proc. gatunków uznano za zagrożone. W ramach GAA2, zakończonej w czerwcu 2022 r., liczbę gatunków płazów na Czerwonej Liście IUCN zwiększono o ponad 2 tys. co dało łącznie 8011 gatunków o różnym statusie zagrożenia (92,9 proc. ze wszystkich opisanych gatunków, wzrost o 39,9 proc. w porównaniu z 2004 r.).

Według badaczy, płazy są obecnie najbardziej zagrożoną klasą kręgowców (40,7 proc. gatunków na całym świecie jest zagrożonych), a stan ich populacji pogarsza się globalnie, szczególnie w przypadku salamander i obszarów neotropikalnych. Głównymi przyczynami tej sytuacji są zmiana klimatu oraz utrata siedlisk. Odwrócenie dominującej tendencji wymaga zwiększenia nakładów finansowych na ochronę płazów i podjęcie natychmiastowych działań naprawczych.

4. Reasons to Be Skeptical about Sentience and Pain in Fishes and Aquatic Invertebrates. Reviews in Fisheries Science & Aquaculture

Diggles B. K., Arlinghaus R., Browman H. I., et al., 2023.

Jeśli już pozostajemy w temacie kręgowców, to w czasopiśmie „Reviews in Fisheries Science & Aquaculture” ukazał się bardzo intrygujący artykuł na temat odczuwania (lub nie) bólu przez ryby i bezkręgowce. Problem jest o tyle ważny, że jego zdefiniowanie leży u podstaw ustawodawstwa regulującego dobrostan tych zwierząt. Regulacje te wymagają stosowania naukowo potwierdzonych kryteriów, a ich brak stwarza ryzyko powstania problemów interpretacyjnych.

Autorzy pracy przedstawiają dziesięć argumentów, które według nich uzasadniają sceptycyzm wobec zdolności ryb i bezkręgowców do odczuwania bólu (takich jak np. brak powtarzalnych dowodów empirycznych, stosowanie arbitralnych kryteriów, dewaluacja pojęcia dobrobytu, wysokie ryzyko niezamierzonych konsekwencji czy niebezpieczeństwa wynikające ze stosowania zasady przezorności), które mają na celu ukierunkowanie ustawodawców, decydentów i społeczności naukowej oraz zwrócenie uwagi na potrzebę zapewnienia wysokiego poziomu dowodów naukowych w przypadku wszelkich wskaźników dobrostanu zwierząt wodnych, w szczególności tych wymaganych przez prawodawstwo.

Autorzy pracy podkreślają, że identyfikują się jako zwolennicy dobrostanu zwierząt, a podnoszony przez nich problem nie polega na wyborze między dobrostanem lub jego brakiem, a raczej na zapewnieniu, że ważne decyzje opierają się na solidnych dowodach naukowych. Oczywiście zaprezentowane w pracy podejście może budzić sprzeciw lub co najmniej sceptycyzm obrońców praw zwierząt, jednak warto zwrócić uwagę, że autorzy nie odwołują się tu do kwestii moralnych czy empatii, ale do potrzeby zapewnienia obiektywnych standardów naukowych.

Nie ukrywają przy tym, że ma to zasadnicze znaczenie nie tylko dla dobrostanu zwierząt wodnych, ale także dla globalnego bezpieczeństwa żywnościowego. Można się nie zgadzać (mnie ten artykuł nie do końca przekonał), ale przeczytać warto, chociażby dla poszerzenia horyzontów o inne, bardzo formalne spojrzenie na interpretację zagadnienia odczuwania bólu przez zwierzęta.

5. Valorization of Spirodela polyrrhiza biomass for the production of biofuels for distributed energy

Romanowska-Duda Z., Piotrowski K., Szufa S. et al., 2023. Sci Rep 13, 16533.

Wykorzystanie organizmów wodnych na potrzeby człowieka wykracza poza kwestie bezpieczeństwa żywnościowego. Na przykład rośliny wodne z rodziny rzęsowatych Lemnaceae mają ogromny potencjał jako materiał do produkcji biopaliw. Z tego powodu zainteresowanie nauki tą grupą roślin w ostatnich latach znacząco wzrosło. Zespół naukowców z Polski i Grecji przeprowadził badania nad wpływem stresu solnego na wzrost i rozwój spirodeli wielokorzeniowej Spirodela polyrhiza (szkoda, że w artykule nazwa systematycznie pisana jest z błędem!) oraz waloryzację biomasy tego gatunku do produkcji biopaliw i energii w gospodarce o obiegu zamkniętym. Spirodela to malutka, niezakorzeniona roślina naczyniowa, o liściach pływających na powierzchni wody, pokrojem nieco przypominająca rzęsę.

Okazuje się, że gatunek ten ma wysoką zdolność magazynowania skrobi w pewnych, niekorzystnych warunkach wzrostu, takich jak stres solny i niedobór składników odżywczych. Analiza indywidualnych parametrów wzrostu i rozwoju S. polyrhiza, w przeprowadzonym przez autorów doświadczeniu, wskazuje na nowe możliwości wykorzystania tej grupy roślin w produkcji biopaliw i bioetanolu.

6. A cleaner snow future mitigates Northern Hemisphere snowpack loss from warming

Hao D., Bisht G., Wang H. et al., 2023. Nat Commun 14, 6074.

Na koniec coś w nawiązaniu do nadchodzącej zimy. Właśnie rusza sezon grzewczy, więc temat zanieczyszczenia powietrza produktami spalania powraca jak bumerang, również w kontekście wpływu na klimat. Jednym z efektów smogu jest zmiana barwy pokrywy śnieżnej. Pochłaniające światło cząsteczki sadzy (ang. black carbon), osadzając się na śniegu, powodują jego ciemnienie, szybsze topnienie, a w konsekwencji regionalną zmianę klimatu. Problemowi przyjrzał się amerykański zespół badaczy z Pacific Northwest National Laboratory w Richland, USA, pracujący pod kierunkiem Hao, który analizował prognozy zmian depozycji produktów spalania i ich wpływu na tempo topnienia śniegu w dwóch analizowanych scenariuszach SSP (Wspólne Ścieżki Społeczno-Ekonomiczne) w okresie do 2081-2100.

W porównaniu do okresu 1995-2014, autorzy przewidują spadek intensywności osadzania się sadzy oraz spadek tempa ubytku pokrywy śnieżnej (na przykładzie Płaskowyżu Tybetańskiego), co jest wiązane z prognozowanym spadkiem zanieczyszczenia powietrza produktami spalania, głównie w ramach ścieżki zrównoważonego rozwoju (SSP1-2.6). Czy oznacza to, że w przyszłości możemy spodziewać się czystszego śniegu?