{"id":611,"date":"2010-07-25T12:41:00","date_gmt":"2010-07-25T10:41:00","guid":{"rendered":"http:\/\/naukowy.blog.polityka.pl\/?p=611"},"modified":"2018-07-24T15:28:20","modified_gmt":"2018-07-24T13:28:20","slug":"611","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/2010\/07\/25\/611\/","title":{"rendered":"\u0141atwiej zepsu\u0107 ni\u017c naprawi\u0107"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a><\/p>\n

Wyj\u0105tkowo gor\u0105ce lato sprzyja wyjazdom nad wod\u0119 – morze, jeziora czy cho\u0107by fontanny miejskie. Jak na razie pobyt w wodzie to czysta przyjemno\u015b\u0107, cho\u0107 im cieplejsza woda, tym wi\u0119ksze prawdopodobie\u0144stwo zakwit\u00f3w sinicowych, a te w najlepszym wypadku s\u0105 nieestetyczne wizualnie i zapachowo, ale mog\u0105 te\u017c by\u0107 \u017ar\u00f3d\u0142em do\u015b\u0107 silnych toksyn. Toksyny sinicowe mog\u0105 wywo\u0142a\u0107 wysypk\u0119, ale i mog\u0105 doprowadzi\u0107 do \u015bmierci.<\/p>\n

<\/p>\n

Zakwity sinicowe Zatoki Gda\u0144skiej s\u0105 od wielu lat badane przez zesp\u00f3\u0142 Marcina Pli\u0144skiego. Powodowane s\u0105 g\u0142\u00f3wnie przez dwa gatunki: Aphanizomenon flos-aquae<\/em> i Nodularia spumigena<\/em>. Ten drugi ma szczepy produkuj\u0105ce nodularyn\u0119, jedn\u0105 z silniejszych cyjanotoksyn, cho\u0107 na razie nie mo\u017cna przewidzie\u0107, czy dany zakwit b\u0119dzie toksyczny, czy nie. Kiedy\u015b przewa\u017ca\u0142y zakwity Aphanizomenon<\/em>, ale po zimnym i deszczowym lecie 1993 nast\u0105pi\u0142o ciep\u0142e lato 1994, kiedy przewag\u0119 uzyska\u0142a Nodularia<\/em>. Od tego czasu nawet gdy lata s\u0105 ch\u0142odniejsze, Nodularia<\/em> ma znaczny udzia\u0142 w planktonie. Proporcje tych gatunk\u00f3w w zasadzie zale\u017c\u0105 od stosunk\u00f3w fosforu i azotu, ale przy okazji N. spumigena<\/em> jest nieco bardziej ciep\u0142olubna.<\/p>\n

Stan Zatoki Gda\u0144skiej mo\u017cna wi\u0119c podzieli\u0107 na okres przed latem 1994 i po nim. Wcze\u015bniej w zakwitach sinicowych dominowa\u0142 jeden gatunek, p\u00f3\u017aniej drugi. Jest to zgodne z trendem termicznym, im cieplej, tym lepiej dla N. spumigena<\/em>, ale to nie jest zwi\u0105zek liniowy. W pewnym momencie stan Zatoki prze\u0142\u0105czy\u0142 si\u0119 z afanizomenowego na nodulariowy i och\u0142odzenia nie odwracaj\u0105 tego prze\u0142\u0105czenia.<\/p>\n

W ekosystemach homeostaza to koncept raczej teoretyczny, bo wszystko p\u0142ynie, ale w pewnej skali da si\u0119 zauwa\u017cy\u0107 pewne stany stabilne. Przyk\u0142adowo – jezioro mo\u017ce by\u0107 przez d\u0142ugi czas ma\u0142o \u017cyzne, oligotroficzne. W wodzie jest ma\u0142o fitoplanktonu (i innej zawiesiny), wi\u0119c jest ona przejrzysta. Dzi\u0119ki temu do\u015b\u0107 g\u0142\u0119boko mog\u0105 wyst\u0119powa\u0107 ro\u015bliny tkankowe i du\u017ce glony – pod wzgl\u0119dem botanicznym taki stan okre\u015bla si\u0119 jako makrofitowy. W\u015br\u00f3d makrolit\u00f3w kryj\u0105 si\u0119 ryby drapie\u017cne, co po ca\u0142ym \u0142a\u0144cuchu powi\u0105za\u0144 troficznych skutkuje silniejsz\u0105 kontrol\u0105 fitoplanktonu. Fotosynteza zachodzi g\u0142\u0119boko, wi\u0119c g\u0142\u0119boko si\u0119ga warstwa natleniona. Przez to fosforany s\u0105 wi\u0105zane w zwi\u0105zki z \u017celazem na trzecim stopniu utlenienia, kt\u00f3re s\u0105 trudno rozpuszczalne i wypadaj\u0105 z obiegu biologicznego. Materii organicznej jest ma\u0142o i szybko si\u0119 rozk\u0142ada. Nawet doprowadzenie pewnej ilo\u015bci biogen\u00f3w niewiele zmienia, bo sprz\u0119\u017cenia zwrotne powoduj\u0105 ich unieruchamianie. Odmiennie jest w jeziorze eutroficznym. Tam jest du\u017co fitoplanktonu, a zatem i du\u017co od\u017cywiaj\u0105cego si\u0119 nim zooplanktonu, jego odchod\u00f3w i innej materii zacieniaj\u0105cej wod\u0119. Przez to makrofity rosn\u0105 tylko w najp\u0142ytszej strefie. G\u0142\u0119biej nie ma fotosyntezy, za to opadaj\u0105 znaczne ilo\u015bci materii organicznej, kt\u00f3ra gnij\u0105c poch\u0142ania i tak sk\u0105pe tam zasoby tlenu. Powstaje siarkowod\u00f3r, kt\u00f3ry reaguj\u0105c z nierozpuszczalnymi fosforanami \u017celaza, przekszta\u0142ca je w formy rozpuszczalne, wi\u0119c fosfor wraca do obiegu jeszcze bardziej u\u017cy\u017aniaj\u0105c wod\u0119. W gnij\u0105cej warstwie na dnie nieutrwalanej przez k\u0142\u0105cza ro\u015blin \u017ceruj\u0105 nieniepokojone przez drapie\u017cc\u00f3w ryby karpiowate powoduj\u0105c dalszy powr\u00f3t zawiesiny i biogen\u00f3w do wody. W takim stanie nawet zatrzymanie dop\u0142ywu nowych biogen\u00f3w nie prowadzi do samooczyszczenia, bo w jeziorze dzia\u0142aj\u0105 samonap\u0119dzaj\u0105ce si\u0119 mechanizmy podtrzymywania \u017cyzno\u015bci.<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

Mi\u0119dzy tymi dwoma stanami musi istnie\u0107 stadium po\u015brednie – mezotroficzne. W tym stadium cykle sprz\u0119\u017ce\u0144 zwrotnych rozrywaj\u0105 si\u0119. Dop\u0142yw biogen\u00f3w powoduje wzrost \u017cyzno\u015bci, jego zatrzymanie – samooczyszczanie. Tu jednak te\u017c daleko jest od zale\u017cno\u015bci liniowych. Je\u015bliby pomiar fosforu w wodzie da\u0142 wynik ok. 0,1 mg\/l – mo\u017cna w ciemno za\u0142o\u017cy\u0107, \u017ce woda jest oligotroficzna, a jezioro w stanie makrofitowym. Gdyby wynik przekracza\u0142 1 mg\/l, wiadomo by by\u0142o, \u017ce woda jest eutroficzna, a jezioro w stanie fitoplanktonowym. Jednak wynik po\u015bredni nie jest jednoznaczny. Tak\u0105 sam\u0105 warto\u015b\u0107 mo\u017cemy uzyska\u0107 w jeziorze, kt\u00f3re jeszcze niedawno by\u0142o oligotroficzne i wci\u0105\u017c si\u0119 broni, b\u0119d\u0105c w stanie makrofitowym, jak i w jeziorze, kt\u00f3re niedawno by\u0142o eutroficzne, ale nieco si\u0119 oczy\u015bci\u0142o, pozostaj\u0105c jeszcze w stanie fitoplanktonowym. Wykres produktywno\u015bci jeziora w zale\u017cno\u015bci od st\u0119\u017cenia biogen\u00f3w nie przypomina proporcjonalno\u015bci prostej, ale raczej krzyw\u0105 esowat\u0105 – pocz\u0105tkowo mimo zwi\u0119kszania formalnej \u017cyzno\u015bci, produktywno\u015b\u0107 niemal pozostaje sta\u0142a, w pewnym momencie (t oe<\/em>) krzywa przeskakuje niemal pionowo ze stanu oligotrofii do eutrofii, a nast\u0119pnie si\u0119 stabilizuje. Podobnie jest przy zabiegach oczyszczaj\u0105cych – pocz\u0105tkowo mimo zmniejszania \u017cyzno\u015bci, stan nadal jest eutroficzny i krzywa opada w momencie t eo<\/em> do poziomu oligotroficznego. Te dwie krzywe jednak na siebie nak\u0142adaj\u0105 si\u0119 tylko na kra\u0144cach, podczas gdy w \u015brodku zakrzywienia esa rozje\u017cd\u017caj\u0105 si\u0119. t oe<\/em> nast\u0119puje przy wy\u017cszych st\u0119\u017ceniach biogen\u00f3w ni\u017c t eo<\/em>. W zwi\u0105zku z tym, nawet gdy z prze\u017cy\u017anionego jeziora usunie si\u0119 pewn\u0105 ilo\u015b\u0107 biogen\u00f3w tak, aby osi\u0105gn\u0119\u0142a poziom z czas\u00f3w mezotroficznych, nie wystarczy do to do odzyskania tamtego stanu. Wykres tych zale\u017cno\u015bci ma kszta\u0142t p\u0119tli histerezy.<\/p>\n

Histereza przeskoku mi\u0119dzy alternatywnymi stanami stabilnymi pokazuje, \u017ce w przypadku ekosystemu \u0142atwiej co\u015b zepsu\u0107 ni\u017c naprawi\u0107 (oczywi\u015bcie m\u00f3wimy o subiektywnych warto\u015bciach – dla karpia eutrofizacja to naprawa, a oligotrofizacja to psucie, dla pstr\u0105ga odwrotnie). Nie jest te\u017c tak, \u017ce gdy co\u015b si\u0119 stanie, to \u0142atwo si\u0119 odstanie, po odwr\u00f3ceniu procedury. Czy tak jest w innych sferach? Nie podejmuj\u0119 si\u0119 snucia analogii, cho\u0107 alternatywne stany stabilne (angielski akronim jest taki sam, jak polski: ASS) w ekologii nieco przypominaj\u0105 mi stany stabilne w chemii j\u0105drowej. Na przyk\u0142ad bycie cz\u0105steczk\u0105 tlenu lub wodoru jest do\u015b\u0107 stabilnym stanem, ale po dostarczeniu pewnej energii przeskakuje si\u0119 do stanu jeszcze bardziej stabilnego – cz\u0105steczki wody. Powr\u00f3t z tego stanu do stanu dw\u00f3ch pierwiastkowych gaz\u00f3w wymaga jednak wi\u0119kszego nak\u0142adu energii. Z samym za\u015b zjawiskiem histerezy po raz pierwszy spotka\u0142em si\u0119 gdzie\u015b w szkole przy okazji magnesowania ferromagnetyk\u00f3w.<\/p>\n

Piotr Panek<\/strong><\/p>\n

Fot. so_happily_unsatisfied, Flickr (CC SA)<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Wyj\u0105tkowo gor\u0105ce lato sprzyja wyjazdom nad wod\u0119 – morze, jeziora czy cho\u0107by fontanny miejskie. Jak na razie pobyt w wodzie to czysta przyjemno\u015b\u0107, cho\u0107 im cieplejsza woda, tym wi\u0119ksze prawdopodobie\u0144stwo zakwit\u00f3w sinicowych, a te w najlepszym wypadku s\u0105 nieestetyczne wizualnie i zapachowo, ale mog\u0105 te\u017c by\u0107 \u017ar\u00f3d\u0142em do\u015b\u0107 silnych toksyn. Toksyny sinicowe mog\u0105 wywo\u0142a\u0107 wysypk\u0119, […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[58,54,1],"tags":[74,114,82,222,79,70],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/611"}],"collection":[{"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=611"}],"version-history":[{"count":6,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/611\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":3573,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/611\/revisions\/3573"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=611"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=611"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=611"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}