Gatunki obce w Morzu Bałtyckim: inwazja czy zasiedlanie?
Anna Szaniawska
Instytut Oceanografii Uniwersytetu Gdańskiego, Al. Piłsudskiego 46, 81-378 Gdynia, e-mail: oceasz@ug.edu.pl
W ciągu ostatnich 50-ciu lat obserwujemy istotne zmiany w ekosystemach morskich (Kotta i inni, 2006), w tym w strefie brzegowej mórz i oceanów. Szereg organizmów żywych uległo wyginięciu, ale równocześnie wiele gatunków roślin i zwierząt niespodziewanie poja- wiło się w rejonach, w których do tej pory nie występowały (Leppakoski i inni, 2002). Proces globalizacji ma swoje odzwierciedlenie i skutki nie tylko w ekonomii i gospodarce człowieka, ale również w przyrodzie. Pojawianie się „nowych” taksonów stało się wyznacznikiem nie- spotykanych do tej pory zmian (Dukes i Mooney, 1999). Powstała groźba ujednolicenia świa- ta flory i fauny (Mack i inni, 2000, Pimentel i inni, 2001). Większość nowo pojawiających się gatunków nie ogranicza się do konkretnego rejonu, ale szybko się rozprzestrzenia i zasiedla nowe akweny. Pojawienie się „obcego” zaburza istniejącą równowagę w ekosystemie i nega- tywnie wpływa na bioróżnorodność, na rodzime gatunki flory i fauny. Dlatego pierwsza reak- cja z reguły bywa negatywna. Pojawiło się pojęcie „śmieci biologiczne” (biological pollution) porównujące je do toksycznych związków chemicznych (Olenin i inni, 2007).
Zasiedlanie nowych akwenów podzielić można na etapy: transport organizmów do nowych miejsc (Mack i inni, 2000), osiedlanie się i rozwój populacji w nowym akwenie (Veltman i in., 1996). W niektórych przypadkach zasiedlanie przybiera charakter inwazji (Shigesada i Kawasaki, 1997). Istnieją gatunki obce, które po pewnym czasie stają się ele- mentem nowego ekosystemu i istotnym ogniwem w sieci troficznej zbiornika.
Z reguły, nowo zasiedlane rejony charakteryzują się niewielką ilością gatunków i znajdują się one pod dużym wpływem wywołanym działalnością człowieka (Reise i inni, 2006). Bałtyk, będąc morzem młodym, mającym jedynie około 10 000 lat, półzamkniętym, wrażliwym na zmiany czynników środowiskowych i poddany antropogenicznej presji jest szczególnie narażony na inwazję gatunków obcych, a wolne nisze ekologiczne zagospodaro- wane są przez eurytermiczne i euryhalinowe gatunki obce. Gatunki te są zarówno pochodze- nia morskiego, jak i słodkowodnego (Hallfors i inni, 1981). Większość gatunków obcych do- stających się do Bałtyku pochodzi z Ameryki Pn. i rejonu Ponto- kaspijskiego (Andrushaitis i Andrushaitis, 2003). Niektóre docierają do Bałtyku z wód południowej Azji i Pacyfiku. Jedy- nie około 20% stanowią inne i niezidentyfikowane rejony (Leppakoski i Olenin, 2000) (Rys. 1).
Rys. 1 Pochodzenie gatunków obcych w Bałtyku (według Leppakoski i Olenin, 2000)
Obce gatunki morskie najczęściej dostają się do Bałtyku z wodami balastowymi stat- ków lub na ich kadłubach (Murphy i in. 2002). Każdego roku około 12-14 bilionów ton wód balastowych ulega wymianie (Dudek i in., 2005). Gatunki słodkowodne przenikają do Bałty- ku przede wszystkim rzekami i kanałami, których sieć została bardzo rozbudowana w XX wieku.
Większość nowych gatunków znacznie częściej zasiedla strefę brzegową niż otwarte wody morskie (Olenin i Leppakoski, 1999, Nehring 2006, Zaiko i inni, 2010). Zatoki i estua- ria bardziej narażone są na zasiedlanie przez gatunki obce niż wybrzeża skaliste, piaszczyste czy wody śródlądowe. Bliskość portów sprzyja temu zjawisku. Gatunki obce znajdujące się w Bałtyku, podobnie jak w swoich rodzimych akwenach, zasiedlają przybrzeżne rejony, ich zatoki i estuaria (Reise i inni, 2006).
Gatunki obce, które osiągnęły sukces w Bałtyku cechują się dużą liczebnością w rejo- nie pochodzenia. Odporne są na zmiany czynników środowiskowych — jednocześnie mogą żyć w różnych środowiskach. Są gatunkami charakteryzującymi się dużą tolerancją na zmiany czynników biotycznych i abiotycznych. Z reguły są gatunkami wszystkożernymi, o dużych zdolnościach reprodukcyjnych, wytwarzających stadia przetrwalnikowe. Cechują się szybkim wzrostem i dojrzewaniem. Zdolność przyczepiania się ułatwia niektórym wtórną introdukcję.
Często nie mają wrogów w nowo zasiedlanym środowisku. Obce gatunki makrozoobentoso- we należą do najskuteczniej zasiedlających nowe rejony przybrzeżne, ich zatoki i estuaria (Nehring, 2006).
W Zatoce Puckiej średnio około 17% makrozoobentosu stanowią gatunki obce (Janas i Kendzierska, 2014). Wiele z nich to bezkręgowce związane z dnem zbiornika. W Zalewie Wiślanym stanowią 27% wszystkich gatunków zoobentosowych (Ezhova i inni, 2005). W Niemieckich wybrzeżach Morza Północnego stanowią one 10 % makrozoobentosu (Nehring, 2002). W Zatoce Fińskiej aż 90% to gatunki obce (Orlova i inni, 2006), a w Zalewie Kuroń- skim ponad 90% (Zaiko i inni, 2007) (Rys. 2).
[PROCENT OWE]
[PROCENT OWE]
[PROCENT OWE]
[PROCENT OWE]
[PROCENT OWE]
Ameryka Północna Rejon Pontokaspijski Azja Południowo- wschodnia i Pacyfik Inne rejony Nieznane
Rys. 2 Udział gatunków obcych w makrozoobentosie Bałtyku (według Janas i Kendzierska, 2014, Ezhova i inni, 2005, Nehring, 2002, Orlova i inni, 2006, Zaiko i inni, 2007; Mapa: Szymanek, L.)
Większość gatunków obcych odgrywa negatywną rolę w środowisku zasiedlania.
Wpływają na bioróżnorodność i wypierają gatunki rodzime. Doskonałym przykładem jest Gammarus tigrinus, którego pojawienie się spowodowało wyparcie rodzimych gatunków z tego rodzaju (Szaniawska i inni, 2005, Surowiec i Dobrzycka-Krahel, 2008). Obecność ga- tunków obcych powoduje zmiany w przepływie energii w ekosystemie. Porastając budowle znajdujące się w wodzie niszczą je i utrudniają ich funkcjonowanie (np. Amphibalanus im- provisus i Dreissena polymorpha). Obce gatunki pasożytów wywołują choroby u gatunków rodzimych. Inne powodują zmiany w jakości wody jak np. toksyczny glon Prorocentrum mi- nimum, czy bruzdnica Alexandrium tamarense. Niektóre niszczą brzegi np. krab Eriocheir sinensis. Są też gatunki obce odgrywające pozytywną rolę. Tak zwane gatunki bio-
inżynieryjne tworzą nowe habitaty, miejsca schronienia dla innych organizmów. Niektóre jak np. Marenzelleria spp. mogą być wykorzystane w procesie bioremediacji zdegradowanego zbiornika (Olenin i Leppakoski, 1999). Ważną rolę odgrywają organizmy oczyszczające toń wodną np. A. improvisus i D. polymorpha. Gatunki obce mogą stanowić dodatkowe źródło pokarmu np. wioślarka Cercopagis pengoi dla ciernika i Rithropanopeus harrisii dla węgorza, babki byczej i kormorana. Również niektóre gatunki obce z rzędu Amphipoda stając się istot- nym ogniwem w sieci troficznej są pokarmem dla wielu gatunków ryb przemysłowych. Ga- tunki obce mogą być nowym surowcem w procesach biotechnologicznych. Na przykład ich chityna, kolagen czy barwniki karotenoidowe mogą być wykorzystane w przemyśle farma- ceutycznym i kosmetycznym. Niektóre mogą stanowić nowe źródło pokarmu dla człowieka i zwierząt hodowlanych. Rola i znaczenie gatunków obcych w Bałtyku nie zawsze jest jedno- znaczna, dlatego każdy przypadek należy rozpatrywać indywidualnie, pamiętając, że niektóre z nich jak A. improvisus czy Mya arenaria zostały wprowadzone do Bałtyku ponad 100 lat temu i dzisiaj stanowią jego integralna część.
Literatura
Andrushaitis J.T., Andrushaitis A., 2003. The Baltic Sea: Its past, present and future, Science
& the Environment Symposium V on the Baltic Sea, 1-11.
Dukes J.S., Mooney H., 1999, Does global change increase the success of biological in- vaders? Trends of Ecology and Evolution, 14, 135-139.
Dudek M., Modrzejewska H., Szydłowska-Herbut G., 2005. Wody balastowe zagrożeniem środowiska morskiego. Ekologia i Technika Vol.XIII 6, 228-232.
Ezhova E., Spirido O., 2005. Patterns of spatial and temporal distribution of the Marenzeller- ia cf. viridis population in the lagoon and marine environment in the southern Baltic Sea, Oceanol. Hydrobiol. Stud., Suppl. 1, 209-226.
Hallfors G., Niemi A., Ackefors H., Lassing, Leppakoski E., 1981. Biological oceanography.
W: A. Voipio (ed.) The Baltic Sea. Elsevier, Amsterdam-Oksford-New York: 219- 274.
Janas U., Kendzierska H., 2014. Benthic non- indigenous species among indigenous species and their habitat preferences in Puck Bay (southern Baltic Sea).Oceanologia 56 (3).
Pp 603-628.
Leppakoski E., Olenin S., 2000. Non-native species and rates and rats of spread: lesson from the brackish Baltic Sea. Biological invasions 2: 151-163.
Leppakoski E., 2002. Olenin S., Gollasch S., 2002. The Baltic Sea – A Field Laboratory For Invasion Biology. W: Leppakoski E i inni (eds.) Invasive Aquatic Species of Europe, Kluwer Academic Publisher, 253 -259
Mack R,N., Simberloff D,S., Lonsdale W.M., Evans H., Clout M., Bazzaz F.A., 2000, Biotic invasions: Causes, epidemiology, global consequences, and control. Ecol. Appl., 10, 689-710.
Olenin S., Leppakoski E., 1999. Non- native animals in the Baltic Sea: alternation of benthic in coastal inlets and lagoons, Hydrobiologia, 393 (O), 233- 243, http://dx.doi.org/10.1023/A:1003511003766.
Olenin S., Minchin D., Daunys D., 2007. Assessment of biopollution in aquatic ecosystems.
Mar. Pollut. Bull., 55 (7-9), 379-394), http://dx.doi.org/10/1016/ j.marpolbul.
2007.01010.
Orlova M. I., Telesh I.V., Berezina N.A., Maximov A.A., Litvinchuk L.F., 2006. Effect of nonindigenous species on diversity and community functioning in the eastern Gulf of Finland (Baltic Sea), Helgol. Mar. Res., 60 (2), 98-105.
http://dx.doi.org./10.1007/s10152-006-0026-7.
Murphy K.R., Ritz D., Hewitt C.L., 2002. Heterogeneous zoo-plankton distribution in a ships ballast tanks. Journal of Plankton Research 24 (7), 729-734.
Nehring S.,2002. Biological invasions into Garman waters: an evolution of the importance of different human-mediated vectors from nonindigenous macrozoobenthic species, [w:]
Invasive species in Europe: distribution, impacts and managements, E. Leppakoski S., Gollasch S., Olenin S., (eds.), Kluwer Acad. Publ., Dordrecht, 373-393.
Nehring S., 2006. Four arguments why so many alien species settle into estuaries, with spe- cial reference to the German river Elbe. Helgol. Mar. Res. 60: 127 – 134.
Pimentel D., McNair S., Janecka J., Wightman J., Simmonds C., O,Connell C., Wong E., Russell L., Zern J., Aqiuno T., 2001, Economic and environmental threats of alien plant, animal, and microbe invasions. Agric. Ecosyst. Environ., 84, 1-20.
Reise K., Olenin S., Thieltges D,W., 2006. Are Aliens threatening European aquatic coastal ecosystems? Helgol. Mar. Res., 60, 77-83
Shigesada N., Kawasaki K., 1997. Biological Invasions: Theory and Practice, Oxford Univer- sity Press, 200 – 205.
Surowiec J., Dobrzycka- Krahel A., 2008. New data on the non- indigenous gammarids in the Vistula Delta and the Vistula Lagoon, Oceanologia, 50 (3), 443-447.
Szaniawska S., Normant M., Łapucki T., 2005. Gammarus tigrinus Sexton, 1939 (Crustacea, Amphipoda) – a new immigrant in the Puck Bay, southern Baltic Sea, Oceanol. Hy- drobiol. Stud., 34, 71-78.
Zaiko A., Olenin S., Daunys A., Nalepa T., 2007. Vulnerability of benthic habitats to the aquatic invasive species., Biol. Invasions, 9 (6), 703-714, http:// dx.
doi.org/10.1007/sl10530-006-9070-0.
Zaiko A., Lehtiniemi M., Narscius A., Olenin S., 2010, Assessment of bioinvasion impacts on a regional scale: a comparative approach. Biological Invasions. 13 (18), 1739-1765.
Veltman C.J., Sean N., Crawley M.J. 1996. Correlates of introduction successes in exotic New Zealand birds. Am. Nat. 147, 542-557.
