Wodny przegląd publikacji (35)

Współczesna nauka dostarcza coraz więcej dowodów na to, jak dynamiczne i podatne na zmiany są nasze ekosystemy wodne. Od zmienności długości sieci rzecznej, przez wpływ działalności człowieka na jakość wód, po udział ptaków związanych z siedliskami wodnymi w dostawie składników odżywczych – każde z tych zagadnień ma znaczenie dla ochrony środowiska. Nowoczesne technologie, w tym metabarkodowanie DNA, mogą pomóc w lepszym monitoringu ekosystemów, ale nauka potrafi również znaleźć rozwiązania codziennych wyzwań, jak np. idealne ugotowanie jajka.

1. Prancevic J. P., Seybold H., Kirchner J.W., (2025). Variability of flowing stream network length across the US. Science 387, 782-786

Wobec zmiany klimatu i alarmującej sytuacji hydrologicznej w Polsce, bardzo prawdopodobna staje się możliwość, iż część naszych rzek i strumieni stanie się ekosystemami efemerycznymi. Zjawiska, o których czytaliśmy w doniesieniach z innych krajów, niedługo mogą dotknąć nas samych. Pojawianie się i zanikanie przepływu w rzekach powoduje, iż długość sieci rzecznej jest zmienna. Jak bardzo, sprawdzili amerykańscy naukowcy, którzy przeanalizowali zmienność długości sieci rzecznej na obszarze kontynentalnych Stanów Zjednoczonych. Wykorzystali do tego modele półmechanistyczne oraz pomiary wodowskazowe i dane topograficzne z niemal 15 tys. zlewni.

Odkryli, iż mediana sieci strumieni w USA jest pięć razy dłuższa w warunkach wysokiego rocznego przepływu niż w warunkach przepływu niskiego, przy czym zmienność długość sieci rzecznej w jednych rejonach była bardziej dynamiczna niż w innych. Dowiedli, iż zależy to od regionalnych różnic zarówno w uwarunkowaniach hydroklimatycznych, jak i od elastyczności sieci w odpowiedzi na presje. Warto mieć świadomość takich zjawisk, bo niedługo może się okazać, iż również w naszym kraju rzek mamy mniej, niż myślimy.

2. Imbert A., Boulętreau S., Beisel J.-N., Cucherousset J., (2025). Quantitative estimates of nutrient inputs from angling baits in lakes supporting different recreational fisheries. Fisheries Management and Ecology; 0:e12802

O tym, iż wędkarze nie są obojętni dla środowiska wodnego, pisano już wielokrotnie. My również wskazaliśmy nieodpowiedzialne uprawianie tej formy rekreacji jako jeden z grzechów głównych nieświadomego turysty. Dostępność prac, w których problem jest ujmowany w sposób ilościowy, jest ograniczona. Tym bardziej interesujące są wyniki szacowania wpływu stosowania zanęt przez wędkarzy na wzrost trofii wody w jeziorach południowozachodniej Francji, opublikowane na łamach Fisheries Management and Ecology.

Autorzy pracy przeanalizowali aktywność wędkarską, w tym dynamikę sezonową i roczną, ilość i jakość zanęt oraz ilość wprowadzanego do wód azotu i fosforu przy trzech formach wędkowania: wyspecjalizowane poławianie płoci, wyspecjalizowane poławianie karpia (wędkarstwo karpiowe) oraz łowienie metodą „wpuść i złów” (put-and-take). Zarówno rodzaj i ilość stosowanej zanęty, jak i dostawa składników odżywczych z nią wprowadzanych były zróżnicowane w zależności od typu użytkowania wędkarskiego, przy czym dostawa biogenów wahała się w granicach 0,5-10,2 kg azotu i 0,1-1,6 kg fosforu na każdy hektar w ciągu roku.

Najmniej obciążające były połowy specjalistyczne płoci, najbardziej – karpia. Te trzy formy wędkarstwa różniły się także liczbą dni spędzonych nad jeziorem oraz sezonem największej aktywności. Badania te wykazały, iż ekologiczne konsekwencje stosowania przynęt różniły się w zależności od sposobu rybołówstwa rekreacyjnego, co może zostać wykorzystane do uregulowania zasad stosowania zanęt wędkarskich.

3. Clausen, P., Lauridsen, T.L., Pedersen, C.L., et al. (2025). Are increasing roosting waterbird numbers responsible for eutrophication of shallow lakes? Examples from a Danish Ramsar site. Hydrobiologia 852, 389–410

Ale żeby nie mówić, iż tylko człowiek przyspiesza eutrofizację, powinniśmy pamiętać także o kontrybucji naturalnych mieszkańców ekosystemów wodnych w tym procesie. Ramowa dyrektywa wodna oczekuje od państw członkowskich redukcji dostawy składników odżywczych ze źródeł allochtonicznych w celu poprawy jakości wód. A co w przypadku, kiedy źródłem eutrofizacji są sami mieszkańcy ekosystemów? Kilka duńskich jezior zostało zwolnionych z konieczności osiągniecia celów RDW właśnie z powodu dostarczania biogenów przez ptaki wodne. Duńscy hydrobiolodzy z Uniwersytetu w Aarhus zadali sobie pytanie, czy takie odstępstwo zostało wprowadzone słusznie.

Przeanalizowali dane o liczebności ptaków nocujących (roosting birds) oraz ładunkach biogenów ze zlewni i depozycji atmosferycznej z czterech słonawych jezior położonych na obszarze Ramsar oraz Obszarach Specjalnej Ochrony Dyrektywy Ptasiej UE w celu oszacowania względnego udziału składników odżywczych pochodzących od rosnącej liczby ptaków wodnych nocujących na tych jeziorach w całkowitym bilansie ładunków składników odżywczych.

Wyniki wskazały, iż w przypadku trzech jezior nocujące ptaki (głównie gęsi) były źródłem zaledwie 0,2-0,4 proc. całkowitej dostawy azotu (0,3-1,2 kg N/ha/rok) i 0,6-2,0 proc. całkowitej dostawy fosforu (0,04-0,12 kg P/ha/rok). Natomiast w czwartym jeziorze o czystej wodzie, bez bezpośredniego dopływu lub odpływu, stanowiły one, odpowiednio, aż 14 proc. i 76 proc. Wyniki te potwierdzają potrzebę indywidualnej oceny dostawy składników odżywczych w odniesieniu do całkowitego ich bilansu przed zwolnieniem jezior z osiągniecia celów środowiskowych RDW ze względu na domniemane naturalne obciążenie ze strony ptaków wodnych.

4. Macher T.-H., Beermann A. J., Arle J., et al. (2025). Fit for purpose? Evaluating benthic invertebrate DNA metabarcoding for ecological status class assessment in streams under the Water Framework Directive. Water Research, 272, 122987

Z presją na ekosystemy wodne rośnie też zapotrzebowanie na coraz szybsze, efektywniejsze i bardziej ekonomiczne metody monitorowania ich stanu, w tym komponentów biotycznych. W krajach UE biomonitoring opiera się przede wszystkim na metodach morfo-taksonomicznych. Metabarkodowanie DNA jest nowatorskim i obiecującym podejściem do szybkiej i wydajnej oceny stanu ekologicznego wód, jednak zanim zostanie ono wdrożone, wymaga skalibrowania i zapewnienia zgodności wyników z tradycyjnymi metodami oznaczeń taksonomicznych.

Niemieccy naukowcy przetestowali możliwość takiego skalibrowania i wdrożenia metabarkodowania do oceny stanu wód płynących w kontekście celów RDW. Analiza 170 próbek obejmujących bezkręgowce bentosowe, oznaczone metodami tradycyjnymi i metodami metabarkodingu, wykazała wysoką (70 proc.) zgodność wyników. Metabarcoding pozwolił na identyfikację większej liczby małych taksonów bezkręgowców, ale w zakresie udziału wskaźnikowych taksonów EPT (jętki, widelnice, chruściki) proporcje były podobne. Klasy stanu ekologicznego uzyskane różnymi metodami były silnie skorelowane (R² 0,74, rho Spearmana 0,86). Klasyfikacje wykazały też dużą zgodność, niezależnie od tego, czy wykorzystywano liczebność organizmów czy dane typu P/A (jest/nie ma). Badanie to wskazuje na dużą przydatność metod barkodingowych we wspieraniu biomonitoringu wód i uzupełnieniu metod tradycyjnych o techniki oparte na analizie DNA.

5. Di Lorenzo, E., Romano, F., Ciriaco, L. et al. (2025). Periodic cooking of eggs. Commun Eng 4, 5

Czy wiecie, iż choćby do gotowania jajka można podejść naukowo? Na początku lutego na łamach poważnego czasopisma ze stajni Nature – Communication Engennering – ukazał się artykuł włoskich chemików, którzy badali warunki perfekcyjnego gotowania jajek. Cała trudność tego procesu wynika z dwufazowości produktu: białka i żółtka, które wymagają różnych temperatur gotowania. Oznacza to koniczność rozdzielenia tych dwóch komponentów w procesie obróbki termicznej albo przyjęcie kompromisu termicznego ze szkodą dla smaku i konsystencji.

Naukowcy wykazali jednak, iż możliwe jest gotowanie białka i żółtka w dwóch temperaturach bez ich rozdzielenia, stosując technikę okresowego gotowania. Polega ona na przenoszeniu jajka co 2 minuty z wrzątku do wody o temperaturze 30 stopni Celsjusza w 8 powtórzeniach, co zajmuje łącznie 32 minuty. Metoda ta nie tylko optymalizuje teksturę i składniki odżywcze jaj, ale także wskazuje nowe techniki kulinarne i sposoby obróbki materiałów.

[1] DOI: 10.1126/science.ado2860
[2] https://doi.org/10.1111/fme.12802
[3] https://doi.org/10.1007/s10750-024-05475-9
[4] https://doi.org/10.1016/j.watres.2024.122987
[5] https://doi.org/10.1038/s44172-024-00334-w