Preskočiť na obsah Preskočiť na pätu (NCP VaT)
VEDA NA DOSAH – váš zdroj informácií o slovenskej vede

Ekológ: Snažíme sa napraviť, čo sa v minulosti na Dunaji pokazilo

VEDA NA DOSAH

Hlavným problémom rieky je úprava tokov, priehrady či odrezané ramená. Živočíchy nemajú vhodné biotopy.

Ekológ Vladimír Kováč monitoruje stav životného prostredia v Dunaji, sleduje stav rybích spoločenstiev, začal aj výskum mikroplastov v potrave rýb. Zdroj: Alžbeta Králiková

Ekológ Vladimír Kováč monitoruje stav životného prostredia v Dunaji, sleduje stav rybích spoločenstiev, začal aj výskum mikroplastov v potrave rýb. Zdroj: Alžbeta Králiková

Ekológ Vladimír Kováč sa venuje biologickým inváziám, ontogenéze a fenotypovej plasticite rýb, teda ich vývinu a schopnosti meniť fenotyp v reakcii na environmentálne zmeny. Viac ako desať rokov sa aktívne zapája aj do začlenenia Rámcovej smernice o vodách EÚ v súvislosti s biologickými prvkami kvality. Predovšetkým ide o hodnotenie ekologického stavu vôd podľa rybích spoločenstiev. Jeho hlavným pôsobiskom je Dunaj.

Skúmaniu čoho sa v súčasnosti venujete?

Monitoringu životného prostredia vodného diela Gabčíkovo, ktorý zahŕňa všetky zložky od pôdy, podzemných vôd, povrchových vôd až po ryby, vtáctvo a podobne. S tímom „robíme“ rybie spoločenstvá, čo sa vykonáva trikrát do roka už od roku 1993.

Tento rok oslovili na realizáciu práve našu pracovnú skupinu. Každý rok sa priebežne monitorujú tie isté lokality. Monitoring sa robí v starom koryte Dunaja na dvoch lokalitách, ďalšie sú v ramennej sústave.

Vo výskume využívate metódu electrofishingu. Ako prebieha?

Electrofishing je najetickejší spôsob odberu vzoriek rýb. Je to metóda, pri ktorej sa používa špeciálny certifikovaný prístroj, na ktorý treba aj školenie. Dá sa regulovať intenzita prúdu, napätie či frekvencia podľa toho, aká je vodivosť vody.

Prakticky to prebieha tak, že sa plavíme na člne a operátor má na nástavci anódu so sieťkou. Keď stlačí gombík, prístroj pustí elektrický prúd, ktorý ryby pritiahne a omráči. Následne ich pozbierame do vaničky plnej vody a identifikujeme podľa druhov. Odmeriame ich, merania zapíšeme a ryby vypustíme naspäť do vody.

Po Dunaji sa plavíte niekedy aj trikrát do týždňa. Čo si počas plavby všímate?

Dunaj je zakaždým trošku iný, čím je aj očarujúci. Stále sa na ňom niečo deje, našťastie, dnes už aj v dobrom slova zmysle. Napríklad Bratislavské ochranárske združenie (BROZ) robí v oblasti životného prostredia vrátane Dunaja užitočné aktivity. Momentálne sa realizuje prepojenie Biskupického ramena s hlavným korytom.

Predtým obnovili aj spojenie Dunaja s Devínskym ramenom a majú za sebou viaceré ďalšie užitočné aktivity. Snažia sa ramená, ktoré boli v minulosti zanedbané alebo naschvál odstavené od hlavného koryta, revitalizovať.

Čomu napomáha obnovovať ramená Dunaja?

Je to veľmi dôležitá aktivita, lebo pôvodne bol Dunaj na našom území tvorený spleťou ramien, no postupne ho vodohospodári začali regulovať do hlavného toku. Už Mária Terézia prispela k tomu, že Dunaj začal nadobúdať takú podobu, akú má teraz. Účelom bolo, aby mohla fungovať lodná doprava. Keďže Dunaj neustále menil koryto, ťažko sa udržiavala jeho splavnosť.

Jeho spútavanie do hlavného koryta a redukcia ramennej sústavy spôsobili úbytok biotopov pre rastliny a živočíchy, ktoré tu kedysi žili. Zmenil sa celý ekosystém a strácala sa biologická rozmanitosť. Ešte pred 30 rokmi to bolo ako-tak prijateľné, pretože stále existovali viaceré bočné ramená. Vodohospodári však postupne potrebovali dostať stále viac a viac vody do hlavného toku, a tak odrezávali bočné ramená, aby kvôli plavbe fungoval jeden hlavný kanál.

Napokon sa postavilo Vodné dielo Gabčíkovo, čo vyústilo až do toho, že ramien zostalo mizerne málo. Tým pádom sa veľmi zúžila rozmanitosť biotopov, ktoré sú extrémne dôležité pre rozmanitosť života. Má to, samozrejme, aj svoje prejavy.

Aké prejavy máte na mysli? Ako sa to konkrétne týka živočíchov?

V Dunaji žije celkovo vyše sto druhov rýb, u nás na Slovensku vyše 70. Keď im uberieme z priestoru na život, nemajú sa kde rozmnožovať. Na rozmnožovanie potrebujú spomínané ramená, plytčiny, rôzne štrkové lavice, skrátka, prúdivú aj menej prúdivú tečúcu a stojatú vodu. Niektoré druhy potrebujú zase rastliny.

Keď teda toto všetko zmizne, začnú dominovať druhy, ktoré sú odolnejšie a prispôsobivejšie, čiže najmä invázne druhy, čo je problém. Teraz sa však snažíme napraviť aspoň niečo z toho, čo sa v minulosti pokazilo. Niektoré ramená, napríklad Karloveské rameno, už prešli revitalizáciou, ďalšie revitalizácie sa chystajú.

Spútavanie Dunaja do hlavného koryta a redukcia ramennej sústavy spôsobili úbytok biotopov pre rastliny a živočíchy, ktoré tu kedysi žili, vysvetľuje ekológ Kováč.

Spútavanie Dunaja do hlavného koryta a redukcia ramennej sústavy spôsobili úbytok biotopov pre rastliny a živočíchy, ktoré tu kedysi žili, vysvetľuje ekológ Kováč.

Ako sa ramená upravujú a ako prebieha ich obnova?

Príde bager a odstráni hrádzu alebo bariéru medzi hlavným tokom a Dunajom. Nie je to však obyčajné bagrovanie. Musí sa robiť na základe poznania hydrologických pomerov, v určitom ročnom období a vzhľadom na určité vodné stavy, najlepšie neskoro na jeseň, keď sa ryby nerozmnožujú, a neohrozuje sa tak ich život. Potom veľa závisí aj od prírody, ktorá si to celé dokončí sama.

V akom ekologickom stave je Dunaj a kde je jeho slabina?

Hlavným problémom je hydromorfológia – úprava tokov, priehrady či odrezané ramená. Živočíchy nemajú vhodné biotopy, ryby sa nemajú kde rozmnožovať a oslabuje sa celý potravový reťazec až k vtákom a ďalším živočíchom. Celé je to prepojené.

Potvrdzuje to aj výskum najväčšej riečnej expedície na svete Joint Danube Survey 4, ktorý zahŕňa štúdium od hydromorfológie cez chémiu, mikrobiológiu až po rybie spoločenstvá. Robí sa od Bavorska až po Čierne more. Výskum sa vykonáva štandardnou metódou vo všetkých oblastiach po celom úseku Dunaja, aby sme vedeli výsledky následne porovnávať. Zúčastňuje sa na ňom vyše sto vedcov.

Dunaj je síce jednou z najčistejších riek v Európe, no celkový obraz až taký ružový nie je. V Dunaji máme podobne ako v iných tokoch na svete napríklad endokrinné disruptory, látky, ktoré pôsobia na organizmus ako hormóny. Nie sú to však skutočné hormóny, takže pôsobia na náš organizmus klamlivo a vyvolávajú rôzne reakcie, pričom spôsobujú napríklad aj zmenu pohlavia a následnú neplodnosť.

Výstražným indikátorom je aj zistenie vysokého percenta baktérií odolných voči antibiotikám, čo nie je známkou znečistenia Dunaja, ale varovným signálom, že takýchto baktérií je v našom životnom prostredí nebezpečne veľa.

V súčasnosti čelíme rôznym inváziám hmyzu, zvierat či rastlín. Objavujú sa invázie aj v Dunaji?

Biologickým inváziám sa venujem už vyše dvadsať rokov. Je veľa inváznych organizmov, ktoré neprinášajú priamo negatívne dosahy, ale napríklad invázne rastliny sú vážny problém. Ohrozujú ľudské zdravie, spôsobujú vážne alergie. A poznáme príbehy zo sveta – biologické invázie –, keď sa situácia v dôsledku ekonomického a sociálneho zhoršenia natoľko zdramatizovala, že sa krajina ocitla na pokraji občianskej vojny.

U nás ešte zatiaľ takéto dramatické príbehy nemáme. V Dunaji máme napríklad invázne vodné rastliny, kôrovce, mäkkýše či ryby. Invázie, samozrejme, súvisia aj so zmenou klímy.

Dovlečenie budúceho invázneho druhu sa môže odohrať omylom – veľakrát to začína nevinne, ako príklad uvediem korytnačku písmenkovú. Pred pár desiatkami rokov sa objavila ako hit v akvaristických obchodoch, ale keď začala robiť v akváriách šarapatu a zožrala všetky rybky v akváriu, ľudia ju hromadne vypúšťali do prírody.

Dnes je z nej invázny druh a v celej EÚ je zakázané rozmnožovať ju v zajatí, pričom všetky v domácnostiach chované jedince by mali byť registrované. Medzitým však v prírode ohrozuje prežitie nášho vzácneho pôvodného druhu – korytnačky močiarnej.

Týka sa to iba živočíchov alebo to má dopad aj na dunajskú flóru?

Podobné je to s mnohými rastlinami. Človek si v záhrade vysadí okrasnú rastlinu, tá sa neskôr uchytí vo voľnej prírode a je zle. Jednou z vodných inváznych rastlín je aj vodný hyacint – rastlina, ktorá pokryje celú hladinu. Zatemní dno rieky, tým pádom nemôže prebiehať fotosyntéza v nižších vrstvách vody a nastáva úbytok kyslíka, čo môže spôsobiť masový úhyn organizmov.

Okrem toho obmedzuje lodnú dopravu. Na Slovensku zatiaľ nie je veľmi hyacint vodný rozšírený, ale keď sa bude klimatická zmena realizovať podľa publikovaných scenárov a vody Dunaja sa ešte viac oteplia, bude to problém.

Dovlečenie budúceho invázneho druhu sa môže odohrať omylom – veľakrát to začína nevinne, hovorí ekológ Kováč.

Dovlečenie budúceho invázneho druhu sa môže odohrať omylom – veľakrát to začína nevinne, hovorí ekológ Kováč.

Akým výskumom sa ešte venujete v rámci Dunaja?

Jedným z hlavných výskumov je spomínaný Joint Danube Survey 4, ktorý sa robí každých šesť rokov. Monitoruje sa stav životného prostredia, prebieha štandardnou metódou vo všetkých krajinách a trvá asi šesť týždňov. S mojím tímom sledujeme stav rybích spoločenstiev.

Využívame index, ktorý nám hovorí, v akom ekologickom stave je Dunaj na základe hodnotenia rybích spoločenstiev. V oblasti Vodného diela Gabčíkovo je podľa tohto indexu v súlade s Rámcovou smernicou o vodách EÚ Dunaj v najhoršej, piatej triede ekologického stavu.

Okrem toho som inicioval výskum mikroplastov v potrave rýb Dunaja od Nemecka až po Bulharsko. Skúmali sme obsah mikroplastov v tráviacej sústave vybraných druhov rýb. Výsledky ukazujú, že v Dunaji, tak ako v každej inej rieke, sú mikroplasty prítomné, pričom dominujú vlákna. Ich najväčším zdrojom sú naše odevy, ktoré obsahujú plastové prímesi, ako sú nylon či lycra. Pri praní sa odevy odierajú a vlákna sa dostávajú do životného prostredia.

Skúmali sme, či to ide cez potravné reťazce. Robíme aj výskum biologických invázií práve na dunajských rybách, ktoré sú pre nás modelovými organizmami. Zaoberali sme sa otázkou, prečo sú niektoré organizmy pri inváziách také úspešné a niektoré nie.

A v čom je ten trik?

Je za tým fenotypová plasticita, ktorá je prejavom epigenetických procesov. Pôvodne sa predpokladalo, že za úspechom biologických invázií bude genetika (variabilita populácie, mutácie), ale až na výnimky to tak nie je.

Všetky živočíchy a rastliny majú DNA – genetický kód – s veľkým množstvom informácií, čo však neznamená, že organizmus ich všetky aj využije. Ak má byť nejaká informácia použitá, musí byť gén (alebo skôr skupina génov), v ktorom je uložená, zapnutý. Musí byť tiež prítomný prijímač, ktorý danú informáciu „prečíta“ a riadi sa podľa nej.

Pri biologických inváziách sa organizmus ocitá v prostredí, ktoré je preň úplne neznáme, nemá s ním nijakú evolučnú skúsenosť. Nastáva situácia, že buď zahynie, čo je veľká väčšina prípadov, alebo dokáže ako tak prežiť a priniesť potomstvo. To je začiatok procesu prispôsobenia sa.

V dôsledku nových podnetov prostredia sa v prípade potomkov aktivujú gény, ktoré prinesú organizmu iné informácie, ako priniesli jeho rodičom. Takým spôsobom sa môže adaptovať.

Kde sa to všetko začína?

Na začiatku každej biologickej invázie je človek, ktorý, či už úmyselne, alebo neúmyselne prinesie nejakého tvora do nového prostredia. Úspešnými inváznymi organizmami sa spomedzi takto introdukovaných druhov stanú tie, ktoré majú v genóme (DNA) potenciál na široké spektrum odpovedí na nové podmienky prostredia a tieto nové podmienky v nich vyvolajú nové vlastnosti (epigenetická regulácia expresie génov, prejavom ktorej je fenotypvá plasticita).

V tom spočíva mechanizmus prispôsobovania sa. Vždy sa to však prejavuje až po niekoľkých generáciách.

Ešte jedna vec je veľmi dôležitá: epigenetické zmeny sa na rozdiel od genetických dajú zvrátiť, čiže po určitom čase sa expresia génov často vráti do pôvodnej podoby. Napríklad sa upravia parametre rozmnožovania inváznej populácie, čím sa zabezpečí jej dlhodobá existencia v novom prostredí. K týmto poznatkom nás priviedli práve ryby z Dunaja, ale opísaný mechanizmus adaptácie je univerzálny aj pre iné organizmy, o čom svedčí narastajúci počet vedeckých publikácií z celého sveta.

Autorka: Alžbeta Králiková, samostatná odborná pracovníčka Národného centra pre popularizáciu vedy a techniky v spoločnosti

Operačný program MSSR

Investícia do Vašej budúcnosti
Tento projekt je podporený z Európskeho fondu regionálneho rozvoja

Táto webová stránka vznikla vďaka podpore v rámci Operačného programu Integrovaná infraštruktúra pre projekt: Podpora národného systému pre popularizáciu výskumu a vývoja
(kód ITMS: 313011T136), spolufinancovaný zo zdrojov Európskeho fondu regionálneho rozvoja.