Jak farmaka a oteplování ovlivňují sladkovodní ekosystémy aneb vážky v teple a na práškách

Foto: Vrcholovými predátory v nádržích byly larvy vážek rodů Anax (na snímku) a Aeshna. Foto: Vojtěch Kolář

Velkou neznámou v působení těchto stresorů na sladkovodní ekosystémy je to, jak se jejich vlivy kombinují. Vlivy různých stresorů se mohou navzájem sčítat, násobit nebo naopak vyrušit. Často také jeden ze stresorů převáží, ale výsledek není dopředu jasný. Přestože existují studie vlivu oteplování i farmak na různé vodní organismy, jejich společným působením se dosud nikdo podrobně nezabýval. První studii o dopadech kombinace léků a oteplení na společenstva sladkovodních bezobratlých jsme publikovali nyní v mezinárodním časopise Water Research ve spolupráci s vědci z Fakulty rybářství a ochrany vod Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích.

Na obrázku je jedinec šídla modrého (Aeshna cyanea), který se v nádrži vylíhl do dospělce. Foto: Claire Duchet

Stroj času: Vyhřívané vířivky s koktejlem léků

Naše studie si dala za úkol nahlédnout do budoucnosti a zjistit, jak se na dlouhodobém fungování jednoduché potravní sítě projeví v kombinaci s oteplením předpokládaným na konci 21. století mix 15 běžných léků ze skupin antihistaminik, antibiotik, psychoaktivních látek a přípravků na léčbu kardiovaskulárních chorob, které jsou ve velmi malých koncentracích přítomny v povrchových vodách.

Rozsáhlý experiment využil umělé pokusné nádrže v kampusu Jihočeské univerzity, z nichž polovina byla zahřívána o +4°C oproti přirozeným podmínkám. Do poloviny zahřívaných i nezahřívaných nádrží byla navíc na začátku pokusu přidána zmíněná farmaka. Pokus sledoval, jak oba stresory zvlášť i dohromady ovlivní potravní síť o třech trofických úrovních od fytoplanktonu (řasy a sinice) přes zooplankton (především perloočky) a vrcholové predátory (vážky a znakoplavky), typickou pro malé stojaté vody.

Jak takový experiment probíhá? Do každé nádrže jsme napustili vodu přes filtr s aktivním uhlím, abychom si byli jisti, že voda neobsahuje žádné jiné látky. Pak jsme do nádrží přidali živiny a nechali několik týdnů namnožit fytoplankton a zooplankton. Následně jsme do nádrží přidali další bezobratlé (zejména vrcholové predátory), zapnuli topení, přidali dané koncentrace léků a sledovali, jak se bude měnit složení společenstev i koncentrace léků v jednotlivých nádržích od jara do podzimu a následně v druhém pokusu od podzimu do jara.

Schéma experimentální nádrže, ve kterých probíhal experiment. Foto: Claire Duchet

Všechno souvisí se vším

Podle očekávání se oteplování projevilo více v letních měsících, kdy teplota vody v nádržích se zvýšenou teplotou tři týdny neklesla pod 25 °C a dosáhla maxima 29,5 °C. Takové teploty vyhovují fytoplanktonu a urychlují vývoj vážek, ale jsou příliš vysoké pro zooplankton. To vedlo k rozvoji fytoplanktonu a výraznému zazelenání vody, dobře známém z rybníků a dalších vodních nádrží ve vrcholném létě. Ukázalo se navíc, že koncentrace farmak ve vodě sice postupně klesaly, ale nezanedbatelná část zůstávala přítomná ve vodě i po několika měsících, přičemž oteplování nemělo na jejich úbytek podstatný vliv. Farmaka přitom měla negativní dopad na zooplankton i rozvoj fytoplanktonu a urychlovala vývoj vážek, čímž umocňovala efekt oteplení. Výsledky pokusu v zimních měsících byly naopak většinou neprůkazné a omezovaly se hlavně na kladný vliv oteplení na rozvoj fytoplanktonu.

Experimentální nádrže (tzv. mesokosmy) v kampusu Jihočeské univerzity a Biologického centra AV ČR, v.v.i., které nám umožňují provádět pokusy v částečně kontrolovaných podmínkách. Foto: Claire Duchet

Naše studie tedy ukázala, že při společném působení v ekosystému se dílčí efekty oteplování a znečištění mohou kombinovat a ovlivňovat všechny trofické úrovně, a proto je potřeba je v budoucnosti zkoumat současně. Zároveň jsme testovali koncentrace látek naměřené ve volném prostředí a simulovali jsme tak reálný scénář reflektující pochody v přírodě. Tímto směrem se chceme ve spolupráci s Fakultou rybářství a ochrany vod Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích dále ubírat. Nyní již pracujeme na vyhodnocení dat z podobného experimentu, kde jsme jako stresor spolu s oteplením použili místo farmak běžné chemikálie využívané v zemědělství.

Malé zamyšlení nakonec

Co můžeme osobně udělat, aby v povrchových vodách bylo méně chemického znečištění? Brát méně léků asi nedokážeme, ale můžeme omezovat užívání dalších znečišťujících látek alespoň do doby, než dojde k masovému nástupu nové generace čistíren odpadních vod, které tyto látky budou umět účinně zachytit a odbourat. Nová studie dopadů těchto látek na sladkovodní organismy poskytuje důkazy, že jejich vliv bude jinak do budoucna spíše sílit. Pokud tyto látky působí na vodní bezobratlé, mohou mít podstatný vliv i na vyšší organismy přes ryby a ptáky až po člověka.

Publikace:

Claire Duchet, Kateřina Grabicová, Vojtěch Kolář, Olga Lepšová, Helena Švecová, Andras Csercsa, Barbora Zdvihalová, Tomáš Randák, David S. Boukal (2024) Combined effects of climate warming and pharmaceuticals on a tri-trophic freshwater food web. Water Research; Volume 250.