ArtykulyPowiązania

Ocieplające się oceany degradują morskie lasy wodorostów

Wzrost temperatury oceanów o 1oC w ciągu ostatnich dekad wystarczył, aby u wschodnich wybrzeży Australii i Tasmanii doprowadzić do zagłady bujne niegdyś podwodne lasy gigantycznych wodorostów. Bujne baldachimy zieleni morskiej, które pokrywały sporą część powierzchni morza, uschły z powodu presji rosnącej temperatury wody. Lukę po tej formacji roślinnej zajęły jeżowce. Te żarłoczne zwierzęta doprowadziły do unicestwienia roślinności morskiej, pozostawiając po sobie, jak określają to naukowcy – pustkowia jeżowców – jałowy obszar pozbawiony życia, w którym żyją niemal wyłącznie jeżowce.

Dziś ponad 95% morskich lasów u wybrzeży wschodniej Tasmanii już nie ma. Był to ekosystem, zapewniający pożywienie i schronienie dla wszystkich żyjących w tym środowisku gatunków, podobnie jak w przypadku raf koralowych. Postępujące globalne ocieplenie w dalszym ciągu podnosi temperaturę oceanów, więc kolczaste jeżowce przejmują kolejne tereny, przemieszczając się wraz izotermą wód na południe. Naukowcy nie widzą większych szans na uratowanie wciąż istniejących ekosystemów, które znikną wraz z rosnącą temperaturą.

„Nasze olbrzymie lasy wodorostów stanowią obecnie ułamek ich dawnej świetności – powiedział Craig Johnson, naukowiec z Instytutu Badań Morskich i Antarktycznych na Uniwersytecie w Tasmanii, „Ten ekosystem był kiedyś znakiem rozpoznawczym wschodniej Tasmanii, i już nim nie jest”, dodał.

Historia Tasmanii jest tylko jednym z wielu przykładów tego, jak zmiany klimatyczne i związane z nimi zmiany środowiskowe powodują straty w tych ekosystemach na skalę globalną. Giną morskie lasy czy brązowe algi, których pędy mogą osiągać nawet 30 metrów długości. U zachodnich wybrzeży Australii wzrost temperatury oceanu i jego ekstremalny skok w 2011 roku, zabił ogromne połacie ważnego dla tamtejszych ekosystemów gatunku Ecklonia radiata. U wybrzeży południowej Norwegii temperatury oceanu przekroczyły próg istnienia dla wodorostów cukrowych – listownicy cukrowej, która zaczęła masowo wymierać pod koniec lat 90. XX wieku. Jej miejsce zajęły glony, przykrywające dno morskie niczym mata. Działanie tych glonów przypomina działanie polnych chwastów – zaduszają wzrost czy ewentualną regenerację wodorostów. Ocieplenie Oceanu Atlantyckiego u zachodnich wybrzeży Europy stanowi poważne zagrożenie dla przybrzeżnych siedlisk listownicy palczastej należącej do grupy alg mikrozowanych, mających zastosowanie w medycynie estetycznej. Naukowcy przewidują, że ten gatunek zniknie z wód przybrzeżnych Francji, Danii i południowej Anglii jeszcze w tej połowie wieku

„Skoki temperatur wód oceanicznych latem we wschodniej Tasmanii doprowadziły morskie lasy do krawędzi zagłady.”

W północnej części Kalifornii seria zdarzeń, które rozpoczęły się kilka lat temu, zniszczyły wspaniałe niegdyś wielkie lasy wodorostów, ciągnących się setkami kilometrów wzdłuż wybrzeży Kalifornii. Krótkie cykle przypływów morskich spowodowały, że olbrzymie gaje alg więzione były w coraz cieplejszych wodach powierzchniowych, co równało się z ich masowym wymieraniem. Tymczasem choroby szybko unicestwiły żywiące się jeżowcami rozgwiazdy, doprowadzając w ten sposób do kaskady troficznej – efektem tego zjawiska było wyniszczenie pozostałej roślinności przez pozbawionych wrogów jeżowców. Pozostało morskie pustkowie, usłane skorupami padłych z głodu słuchotek – morskich ślimaków.

W przeprowadzonym w 2016 roku badaniu odnotowano globalny spadek liczebności morskich wodorostów, czego przyczyną był wzrost temperatury oceanów. Jednak naukowcy stwierdzili też silną regionalną zmienność w ekosystemach tych roślin. Niektóre obszary na Ziemi doświadczają wzrostu obszarów morskich lasów, m.in. u wybrzeży Vancouver (zachodnia Kanada). Tam rosnąca populacja wydr morskich, żyjących w takich ekosystemach jak wodorosty, zmniejszyła populację jeżowców. Jeżowce są źródłem pożywienia dla tych zwierząt. Efektem był więc rozkwit morskich lasów. Niestety, jak twierdzą naukowcy, dalszy wzrost temperatury ostatecznie zniszczy te ekosystemy. W naukowym opracowaniu z 2016 roku napisanym przez 37 badaczy, stwierdzono, że morskie lasy są w coraz większym stopniu zagrożone przez ocieplający się klimat, jak i bezpośrednią działalność człowieka.

Według Craiga Johnsona, który wraz ze swoim kolegą po fachu Scottem Lingiem dogłębnie zbadał rozmiar strat u wybrzeży Tasmanii, wody powierzchniowe u wschodnich wybrzeży tejże wyspy ociepliły się czterokrotnie w stosunku do średniej globalnej. Te dramatyczne zmiany rozpoczęły się w połowie XX wieku, a nasiliły się w latach 90. Gigantyczne wodorosty – wielkomorszcze gruszkonośne, według Johnsona dobrze radzą sobie w temperaturach wahających się w skali rocznej od 10 do 15oC. Występujące od połowy lat 60. XX wieku często powtarzające się skoki temperatur popchnęły wodorosty na krawędź zagłady. Pierw u wybrzeży Australii, na potem leżącej na południu Tasmanii wodorosty zniknęły. Rząd Australii określił istniejące wciąż jeszcze morskie lasy mianem ekosystemów zagrożonych wyginięciem.

Rys. 1 Postępy w degradacji morskich lasów. Wody Australii straciły aż 95% wodorostów. Zdjęcia dzięki uprzejmości Scotta Linga, Environment 360.

Wraz ze wzrostem temperatur wód zmienia się zasięg występowania zwierząt. Jeżowce o długich kolcach nie tolerują temperatur poniżej 12oC. Ponieważ temperatury te wzrosły, zwierzęta te przeniosły się na południe, w rejon Tasmanii. Jednym z naturalnych wrogów jeżowców są homary, ale o od dziesięcioleci są poławiane przez ludzi. W takiej sytuacji trudno mówić o kontroli liczebności – liczba jeżowców więc rosła, bo populacja homarów się skurczyła.

Tak więc działają czynniki pośrednie jak klimat i bezpośrednie jak np. połowy. Mające makabryczny wygląd jeżowce Centrostephanus rodgersii od lat 80. zaczęły zwiększać swoją populację i w zasadzie przejęły dno morskie u wybrzeży południowo-wschodniej Australii i północno-wschodniej Tasmanii, tworząc morskie pustkowie. Proces ten jest praktycznie nieodwracalny, liczebność jeżowców szybko rośnie, a roślinność ginie. Stają się one gatunkiem dominującym i nie ma niczego, co mogłoby ten proces zawrócić – chyba poza samym spadkiem temperatur, który zmusiłby do migracji jeżowce tam skąd przybyły. „Po przejściu do stanu jałowego pustkowia jeżowców, nie ma praktycznie żadnej szansy na przywrócenie poprzedniego stanu rzeczy”, powiedział Johnson.

W niektórych miejscach, jak południowo-zachodnie wybrzeże Hokkaido w Japonii czy region Wysp Aleuckich, jeżowce są już od dekad, zastąpiły one rosnące tam wodorosty. Perspektywy na przyszłość nie wyglądają dobrze. Ekspansja postępuje, choć jeżowce nie opanowały jeszcze południowo-wschodniej części wód Tasmanii. „Ale widzimy, że problem przemieszcza się na południe i otrzymujemy coraz więcej jeżowców”, powiedział Johnson, który spodziewa się, że mniej więcej połowa linii brzegowej Tasmanii będzie domem dla jeżowców. „To właśnie mamy obecnie w Nowej Południowej Walii”, dodał.

Nie inaczej jest w północnej części Kalifornii, gdzie miejscowi nurkowie i rybacy byli świadkami zanikania morskich lasów, których miejsce zajmowały pustkowia. I tak jak w przypadku Tasmanii, problem jest ten sam: klimat, działalność człowieka i następnie kaskada troficzna.

Rys. 2 Zmiany zasięgu morskich lasów w latach 2008-2014 na poszczególnych odcinkach kalifornijskiego wybrzeża. California Department of Fish and Wildlife

Problemy zaczęły się w 2013 roku, kiedy tajemniczy syndrom wytępił wiele morskich gatunków rozgwiazd u zachodnich wybrzeży Ameryki Północnej. Rozgwiazdy, szczególnie przypominająca kwiat słonecznika rozgwiazda gigantyczna, żywią się jeżowcami. W takiej sytuacji, wobec braku naturalnych wrogów, populacja purpurowego jeżowca (łac. Pycnopodia helianthoides) zaczęła szybko rosnąć.

Niekorzystny splot okoliczności w postaci nietypowych wzorów wiatru i prądów morskich spowolnił upwelling zimnej i bogatej w składniki odżywcze wody dennej, przy jednoczesnym wzroście temperatur z racji globalnego ocieplenia. Dostawy zimnej wody w wyniku upwellingu sprawiają, że zachodnie wody przybrzeżne Ameryki Północnej są produktywne. Morskie lasy zostały zaatakowane przez ciepłolubne armie jeżowców i skurczyły się w sposób znaczny, lub zniknęły całkowicie.

Wzorce wróciły do normy, wraz z nimi upwelling, ale problem nie zniknął. „System nie może powrócić do stanu sprzed, nawet po zmianie temperatur wody”, powiedział prof. geografii, Kyle Cavanaugh z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles, który studiował ekosystemy morskich wodorostów, „Jeżowce są wszędzie”. Według Cynthii Catton, biolożki z Kalifornijskiego Departamentu Przyrody i Rybołówstwa, nurkowie badający dno morskie od 2002 roku odnotowali stukrotny wzrost purpurowych jeżowców. Obecnie obserwuje się jak wielkie ilości (liczone nawet w dziesiątkach na metr kwadratowy!) tych ekspansywnych zwierząt pochłaniają resztki istniejących, a będących w stanie zaniku lasów morskich. 95% z nich już nie istnieje.

„Jeżowce – liczone w dziesiątkach na metr kwadratowy, nadal pożerają wciąż istniejące pozostałości morskich lasów.”

Życie innych zwierząt także zależy od istnienia wodorostów, jak czerwone suchotki – te morskie ślimaki stają się dziś ofiarami głodu. Jak powiedziała Cynthia Catton, populacja ślimaków uległa załamaniu, a odławianie tych zwierząt może zostać wkrótce zakazane. Wodorosty są bezpiecznym siedliskiem dla młodych, a więc małych jeszcze ryb. Nawet tych drapieżnych, jak ofiodon, który pierwsze miesiące swojego życia spędza wśród wodorostów. Problem wymierania wodorostów odbija się także na niektórych gatunkach morskich skorupiaków.

Morskie pustkowie gdzie żyje jeżowiec uważane jest za „alternatywny trwały stan” wobec ekosystemu wodorostów, jest on niemal odporny na zmiany. Craig Jahnson twierdzi, że powrót do stanu sprzed oznacza niemal całkowitą eliminację jeżowców, których jest zbyt dużo w środowisku. „Liczba jeżowców potrzebnych, by wyjałowić dno jest znacznie większa niż liczba jeżowców potrzebnych do utrzymania takiego stanu rzeczy”, stwierdził Johson.

Częściowo powodem, dla którego stan jałowego ekosystemu z jeżowcem jest trudny do odwrócenia jest wytrzymałość tych zwierząt. Jeżowce dobrze radzą sobie z głodem, po wyczerpaniu pokarmu są w stanie przeżyć każdy inny gatunek. Według analizy z 2014 roku na pustkowiach morskich wokół Hokkaido, które powstały 80 lat temu, niektóre jeżowce przetrwały żyjąc przez 50 lat w wyniszczonym środowisku morskim.

Co gorsza, im bardziej głodne są jeżowce, tym bardziej stają się destrukcyjne. Badania wykazały, że kalcyt, z którego zbudowane są kości, szczęka i zęby jeżowca zwiększa swój udział w zębach tego zwierzęcia, innymi słowy zęby jeżowca rosną w sytuacji stresu głodowego, przygotowują zwierzę do żerowania na czym się da. Dzięki szybkiej adaptacji do nowego środowiska, jeżowiec jest w stanie przetrwać żywiąc się tym, czy na ogół się nie żywi.

Rys. 3 Widoczny jeszcze w 2012 roku na powierzchni oceanu las wodorostów. W 2016 roku wodorosty zniknęły. Kevin Joe and Cynthia Catton, California Department of Fish and Wildlife

„Jedzą teraz pąkle (rodzaj stawonogów), zwapniałe glony koralowe, które pokrywają morskie skały, a także muszle suchotek”, powiedziała Catton odnośnie purpurowych jeżowców, żerujących u wybrzeży północnej Kalifornii, „Skala ich wpływu wzrasta wraz ze spadkiem dostępnego pożywienia”.

Jeżowce stają się agresywne w sytuacji głodu. W zdrowych ekosystemach spokojnie żyją w szczelinach skalnych przez większość swojego życia i czekają na dryfujące wodorosty. W jałowym, a więc pozbawionym pokarmu świecie, opuszczają swoje kryjówki i aktywnie polują na dostępne im pożywienie. „Tworzą fronty i pasą się na dnie, jedząc wszystko”, powiedział Mark Carr, biolog morski z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz.

Wśród morskich lasów wokół Aleutów, zaczęły w latach 80. tworzyć się obszary jałowej ziemi, na której występuje jeżowiec. Sytuacja ta doprowadziła do lokalnych spadków liczebności ryb, polujących na nie bielików amerykańskich, czy też fok. Zmiany te zaczęły się wraz ze spadkiem populacji wydr morskich, prawdopodobnie z powodu większej presji polujących na nie orek. Wodorosty stanowią dla wydr schronienie. Liczba jeżowców szybko rosła, a wraz z tym wzrostem szybko znikały ciągnące się setkami kilometrów wzdłuż Aleutów morskie lasy. „Ilości jeżowców stają się absurdalne”, powiedział Mathem Edwards, biolog z Uniwersytetu Stanowego w San Diego, który zajmował się badaniem regionu aleuckiego. „W niektórych miejscach mamy setki jeżowców na metr kwadratowy”, dodał.

W Tasmanii Johson i Ling prowadzą stania mające na celu ochronę obszarów, które nie zostały jeszcze opanowane przez jeżowce. Najlepszym rozwiązaniem, jak twierdzą badacze jest zwiększenia populacji homara, będącego naturalnym wrogiem jeżowca. Johnson powiedział, że odławianie homara musi być mocno ograniczone, by zwiększyć populację tego gatunku. Johnson i Ling kierują również translokacją dużych homarów na jałowe tereny, gdzie żyją jeżowce, by sprawdzić, jakie zajdą zmiany w populacji jeżowca.

”To tak jakby zobaczyć las, który kiedyś poznałeś, a teraz zmienia się on w pustynię, powiedział jeden z naukowców.”

Niestety, środki zaradcze odniosły umiarkowany sukces. W niektórych miejscach, jak wynika z obserwacji populacja jeżowca się zwiększyła dwukrotnie. Są jednak też sukcesy. Przesiedlone homary spełniają swoją funkcję, kontrolując populację jeżowca, dzięki czemu istnieje możliwość na odnowienie się niektórych roślin.

„Na tych rozległych pustkowiach możesz umieścić tyle dużych homarów ile zechcesz, i zjedzą one setki tysięcy jeżowców, ale nie są one w stanie zredukować jeżowców na tyle, by pojawiły się jakieś wodorosty”, powiedział Scott Ling, „Nawet jeśli jutro byś wrzucił wszystkie te jeżowce na tereny chronione, mógłbyś poczekać 200 lat i nadal nie odzyskasz morskiego lasu”.

W środkowym pasie przybrzeżnym Kalifornii lasy morskie kwitną nadal, dzięki wydrom. „Mamy tutaj wydry morskie, a one są żarłocznymi drapieżnikami jeżowców”, powiedział Mark Carr. Carr, który nurkuje naukowo jak i rekreacyjnie, powiedział, że z wielkim żalem obserwował to jak giną morskie lasy u północnych wybrzeży Kalifornii.”To tak jakby zobaczyć las, który kiedyś poznałeś, a teraz zmienia się on w pustynię”, powiedział Carr, „Nie tylko tracisz wszystkie drzewa, ale wszystkie mniejsze rośliny wokół nich umierają, aż nie pozostanie nic.”

Hubert Bułgajewski, As Oceans Warm, the World’s Kelp Forests Begin to Disappear

Podobne wpisy

Więcej w Artykuly