Osvajanje novih ozemelj

Japonski dresnik, orjaški dežen, tigrasti komarji, školjka trikotničarka, želva rdečevratka, riba gambuzija … verjetno vam je vsaj katero od teh imen poznanih. Vsem tem organizmom je skupno to, da so invazivne vrste. To pomeni, da so tujerodne – izvirajo iz drugih geografskih območij – in so se razširile v nova okolja, pogosto s pomočjo človeka, se tam izrazito namnožile in s tem povzročile okoljske ali ekonomske posledice. Ta koncept nam je pri živalih in rastlinah večinoma dobro poznan. Vsako leto lahko opazimo prostovoljce, ki odstranjujejo japonski dresnik, ob obiskih nekaterih jezer in rek pa nas opozarjajo na školjko trikotničarko, ki zaradi preraščanja vodnih objektov, plavajočih konstrukcij in notranjosti cevi povzroča veliko gospodarsko škodo.

Pa ste vedeli, da so tudi cianobakterije lahko invazivne? V zadnjih desetletjih smo priča invaziji dveh vrst cianobakterij, ki izvirata iz tropskega podnebnega pasu, Cylindrospermopsis raciborskii in Aphanizomenon ovalisporum. Obe vrsti lahko proizvajata cilindrospermopsine – cianotoksine, ki delujejo na jetra in ledvice.

Popotovanje iz tropskih krajev

Pot obeh vrst se je začela v tropskem delu sveta. C. raciborskii je bil prvič opisan v Indoneziji, kasneje pa še v drugih azijskih, ameriških in oceanskih državah tropskega pasu. Čeprav so ga v Evropi prvič opazili že leta 1938, je bil takrat omejen le na južne države (npr. Grčija). V srednji Evropi je bil v visokih koncentracijah prvič opažen leta 1970. A. ovalisporum je bil prvič opažen v Evropi leta 1994, in sicer v južni Evropi. Danes obe vrsti segata vse do severa celine. Tudi v Sloveniji smo večkrat zabeležili njuno prisotnost. V zadnjih letih smo A. ovalisporum opazili v Šmartinskem jezeru, C. raciborskii pa v Perniškem, Šmartinskem in Gajševskem jezeru. Poleg Evrope lahko opazujemo invazijo teh vrst tudi na Bližnjem vzhodu in celotni ameriški celini.

Razširjanje vrst A. ovalisporum in C. raciborskii v območja z zmernim in subtropskim podnebjem. Vir:  Sukenik in sod., 2012.

Kaj jim omogoča takšen uspeh?

• V primerjavi z avtohtonimi vrstami hitreje rastejo, saj lahko učinkoviteje izrabljajo naravne vire.
• Zelo učinkovito izrabljajo dušik in fosfor iz okolja, ki sta glavna omejujoča dejavnika za rast cianobakterij. Sposobne so vezave atmosferskega dušika – to pomeni, da lahko dušik, ki je v vodi prisoten v obliki N₂, pretvorijo v organsko obliko in ga izrabijo kot hranila. Preživijo lahko tudi v okoljih z nizko koncentracijo hranil, kjer večina cianobakterij ne uspeva dobro.
• Preživijo lahko v velikem temperaturnem razponu, kar jim omogoča preživetje med zimo.
• Nekatere od njih proizvajajo snovi, ki zavirajo rast drugih vrst fitoplanktona ali pa služijo kot zaščita pred plenilci – zooplanktonom (to lastnost najdemo tudi pri nekaterih neinvazivnih vrstah).
• Tvorijo »speče« celice (akinete), ki lahko preživijo dolga časovna obdobja. To jim omogoča preživetje dolgih popotovanj v nove dele sveta in zimskih razmer.
• Uspevajo lahko tudi v okoljih z malo svetlobe, npr. v motnih vodah in v vodah z visoko biomaso fitoplanktona, ki ovira prehajanje svetlobe.
• Ker tvorijo goste plasti na površini vode, preprečijo prehajanje svetlobe in tako onemogočijo rast drugih vrst fitoplanktona (to lastnost najdemo tudi pri nekaterih neinvazivnih vrstah). Zaradi tega lahko populacije, ko se enkrat vzpostavijo, ostanejo na jezeru zelo dolgo.

Poleg tega jim pomaga tudi višanje temperature; obe vrsti se najbolj intenzivno razmnožujeta pri temperaturah nad 20 °C. Nekatere raziskave kažejo, da ob nižjih temperaturah avtohtone vrste cianobakterij (takšne, ki so že od prej prisotne na tem območju) rastejo hitreje kot tujerodne. Ob višjih temperaturah pa je stanje ravno obratno – invazivne vrste prevladajo nad avtohtonimi.

Tako izgledata vrsti A. ovalisporum (levo) in C. raciborskii (desno) pod svetlobnim mikroskopom.

Kako vplivajo na ekosistem?

Razširjanje teh tujerodnih vrst vpliva na celoten ekosistem, saj avtohtone vrste fitoplanktona postanejo redkejše, organizmi na višjih nivojih prehranjevalne verige pa so izpostavljeni njihovim cianotoksinom ali pa pomanjkanju hrane zaradi izginotja drugih vrst. Spremeni se biotska raznovrstnost in poruši se ravnovesje v ekosistemu.

Kaj pravijo napovedi za prihodnost?

Raziskovalci so z modeliranjem predvideli, da lahko v prihodnosti ob povišanju temperature vode za 4 °C invazivna vrsta C. raciborskii izpodrine avtohtone vrste, prav tako pa lahko A. ovalisporum dobi pomembno vlogo v cianobakterijskih združbah. Pomemben dejavnik pri njihovem razširjanju je premik toplega obdobja v bolj zgodnje dele leta. Zaradi globalnega segrevanja predvidevamo, da bodo invazivne vrste ostale prisotne v novo zasedenih okoljih, poleg tega pa se bodo še razširile v nove habitate v zmernem geografskem pasu.

Povezane objave: Podnebne spremembe in cianobakterije, Cianobakterije kot kazalci stanja okolja

___________________________________________________________________________

Viri:

1. Sukenik, A. in sod. (2012). Invasion of Nostocales (cyanobacteria) to subtropical and temperate freshwater lakes – physiological, regional, and global driving forces. Frontiers in Microbiology, 3(MAR). https://doi.org/10.3389/fmicb.2012.00086
2. Wiedner, C. in sod. (2007). Climate change affects timing and size of populations of an invasive cyanobacterium in temperate regions. Oecologia, 152(3), 473–484. https://doi.org/10.1007/s00442-007-0683-5

Tekst: Maša Zupančič