Veľkou neznámou v pôsobení jednotlivých stresorov na sladkovodné ekosystémy je podľa vedcov najmä to, ako sa ich vplyvy kombinujú.
Vrcholovými predátormi v nádržiach boli larvy vážok rodu Anax (na obrázku) a rodu Aeshna. Foto: Vojtěch Kolář
Človek svojimi aktivitami mení krajinu a životné prostredie vrátane sladkovodných ekosystémov. Okrem priameho pôsobenia, zahŕňajúceho vysušenie mokradí, narovnávanie tokov, výstavbu vodných diel a používanie vody pre vlastnú spotrebu alebo v poľnohospodárstve, ide o celý rad nepriamych vplyvov, ktorým sa organizmy buď prispôsobia, alebo zahynú.
Spolu s prebiehajúcou globálnou zmenou klímy sem zaraďujeme aj úniky priemyselne vyrábaných látok do povrchových vôd. Ľudia sa môžu domnievať, že výkonné čističky odpadových vôd tento problém vyriešia, no nie je to celkom pravda. Od osemdesiatych rokov 20. storočia sa kvalita povrchových vôd zásadne zlepšila, ale stále existujú látky, ktoré súčasné čističky nedokážu zachytiť, a tak tieto látky môžu potenciálne ovplyvňovať sladkovodné organizmy.
K priemyselne vyrábaným látkam patria najmä látky či ich rezíduá používané na dennej báze, ktoré sa v malých koncentráciách bežne vyskytujú v povrchových vodách. Sú nimi napríklad čistiace prostriedky, kozmetické prípravky, kofeín a lieky.
Veľkou neznámou v pôsobení týchto stresorov na sladkovodné ekosystémy je to, ako sa ich účinky kombinujú. Vplyvy rôznych stresorov sa môžu navzájom sčítať, násobiť alebo, naopak, vyrušiť. Často jeden zo stresorov preváži, ale výsledok nie je vopred jasný. Keďže existuje samostatná štúdia vplyvu otepľovania i samostatná štúdia vplyvu farmák na vodné organizmy, ich spoločným pôsobením sa dosiaľ nikto podrobne nezaoberal.
Prvá štúdia o účinkoch kombinácie liekov a oteplenia na spoločenstvá sladkovodných bezstavovcov teraz publikovali vedci z Biologického centra AV ČR, v. v. i., v spolupráci s odborníkmi z Fakulty rybárstva a ochrany vôd Juhočeskej univerzity v Českých Budějoviciach v časopise Water Research.
Dospelý jedinec šidla modrého (Aeshna cyanea), vyliahnutý v nádrži. Foto: Claire Duchet
Stroj času: vyhrievané vírivky s kokteilom liekov
Úlohou štúdie českých vedcov bolo nahliadnuť do budúcnosti a zistiť, ako sa na dlhodobom fungovaní jednoduchej potravnej siete v kombinácii s oteplením predpokladaným na konci 21. storočia prejaví mix 15 bežných liekov zo skupín antihistaminík, antibiotík, psychoaktívnych látok a prípravkov na liečbu kardiovaskulárnych chorôb, ktoré sú vo veľmi malých koncentráciách prítomné v povrchových vodách.
V rozsiahlom experimente využili pokusné umelé nádrže v kampuse Juhočeskej univerzity, z ktorých polovica bola o štyri stupne Celzia teplejšia v porovnaní s prirodzenými podmienkami. Do polovice zahrievaných i nezahrievaných nádrží už na začiatku pokusu pridali spomínané farmaká. Výskumníci sledovali, ako oba stresory zvlášť aj spolu ovplyvnia potravnú sieť troch trofických úrovní od fytoplanktónu (riasy a sinice) cez zooplanktón (predovšetkým perloočky) až po vrcholové predátory (vážky a chrbtoplávky), ktorá je typická pre malé stojaté vody.
Ako experiment prebiehal?
Vedci do každej nádrže napustili vodu cez filter s aktívnym uhlím, aby si boli istí, že voda neobsahuje žiadne iné látky. Do nádrží pridali živiny a nechali v nich niekoľko týždňov množiť fytoplanktón a zooplanktón. Pridali do nich ďalšie bezstavovce (najmä vrcholové predátory), zapli vykurovanie, pridali lieky vo vopred určených koncentráciách a sledovali, ako sa bude meniť zloženie spoločenstiev a koncentrácia liekov v jednotlivých nádržiach od jari do jesene a od jesene do jari.
Schéma experimentálnej nádrže, v ktorej prebiehal experiment. Foto: Claire Duchet
Všetko so všetkým súvisí
Podľa očakávaní sa otepľovanie prejavilo viac v letných mesiacoch, keď teplota vody v nádržiach so zvýšenou teplotou tri týždne neklesla pod 25 stupňov Celzia a dosiahla maximum 29,5 stupňa Celzia.
Také teploty vyhovujú fytoplanktónu a urýchľujú vývoj vážok, lenže sú príliš vysoké pre zooplanktón. Pokus viedol k rozvoju fytoplanktónu a výraznému zazelenaniu vody, dobre známemu z rybníkov a ďalších vodných nádrží na vrchole leta.
Okrem toho sa ukázalo, že koncentrácie farmák vo vode síce postupne klesali, ale nezanedbateľná časť zostávala prítomná vo vode aj po niekoľkých mesiacoch, pričom otepľovanie nemalo na ich úbytok podstatný vplyv. Farmaká mali negatívny dosah na zooplanktón aj rozvoj fytoplanktónu a urýchľovali vývoj vážok, čím umocňovali efekt oteplenia. Výsledky pokusu v zimných mesiacoch sa, naopak, obmedzovali najmä na pozitívny vplyv oteplenia na rozvoj fytoplanktónu a neboli veľmi reprezentatívne.
Experimentálne nádrže v kampuse Juhočeskej univerzity a Biologického centra AV ČR, v. v. i., ktoré vedcom umožňujú realizovať pokusy v čiastočne kontrolovaných podmienkach. Foto: Claire Duchet
Štúdia českých vedcov teda ukázala, že pri spoločnom pôsobení v ekosystéme sa čiastkové efekty otepľovania a znečistenia môžu kombinovať a ovplyvňovať všetky trofické úrovne, preto ich v budúcnosti treba skúmať súčasne. Odborníci testovali koncentrácie látok nameraných vo voľnom prostredí, čím simulovali reálny scenár reflektujúci pochody v prírode. Týmto smerom sa chce skupina vedcov uberať aj naďalej. Momentálne pracujú na vyhodnotení dát z podobného experimentu, kde ako stresor spolu s oteplením použili namiesto farmák bežné chemikálie využívané v poľnohospodárstve.
Čo môžeme podľa vedcov robiť pre čistejšie vody?
Brať menej liekov asi nedokážeme, no môžeme aspoň obmedzovať používanie ďalších znečisťujúcich látok, a to dovtedy, kým nedôjde k masovému nástupu čističiek odpadových vôd novej generácie, ktoré tieto látky zvládnu účinne zachytiť a odbúrať. Nová štúdia účinkov týchto látok na sladkovodné organizmy poskytuje dôkazy, že ich vplyv bude v budúcnosti silnieť. Pokiaľ budú pôsobiť na vodné bezstavovce, môžu mať podstatný vplyv aj na vyššie organizmy od rýb a vtákov až po človeka.
Zdroj: Biologické centrum AV ČR, v. v. i.
Claire Duchet, Kateřina Grabicová, Vojtěch Kolář, Olga Lepšová, Helena Švecová, Andras Csercsa, Barbora Zdvihalová, Tomáš Randák, David S. Boukal (2024) Combined effects of climate warming and pharmaceuticals on a tri-trophic freshwater food web. Water Research; Volume 250.
(af)
