Marcin Tobółka
Współczesny świat stawia przed dzikimi populacjami zwierząt wiele wyzwań. Obecnie banalnym wydaje się stwierdzenie, że działalność człowieka przybliża wiele gatunków do wyginięcia. Jednak niektóre z nich potrafią się dostosować, a nawet odnieść korzyści ze środowisk tworzonych przez ludzi. Przykładowo, wiele gatunków ptaków i ssaków wykorzystuje swoje zdolności przystosowawcze korzystając z resztek jedzenia dostępnych na otwartych składowiskach odpadów, potocznie nazywanych wysypiskami śmieci. Wiemy, że kilkaset gatunków na całym świecie regularnie żywi się odpadkami, co wpływa na ich kondycję fizyczną, zdolności rozrodcze i liczebność populacji. Wielokrotnie jest to wpływ pozytywny. Jednak taka strategia może też zwiększać ryzyko zatrucia, zadławienia czy infekcji patogenami.
Ludzie wyrzucają prawie jedną trzecią wyprodukowanej przez siebie żywności, często pozostawiając ją dostępną na otwartych składowiskach. Tworzą tym samym źródło pożywienia dla różnych organizmów – od mikroorganizmów rozkładających materię organiczną, po roślinożerców i drapieżniki. To dodatkowe źródło energii może znacząco wpływać na zwierzęta, ale skutki tego zjawiska nie są jeszcze w pełni poznane, zwłaszcza w kontekście gatunków o szerokim i zróżnicowanym zasięgu występowania. Efekty dostępu do pokarmu pochodzenia antropogenicznego mogą się różnić nawet w obrębie jednego gatunku. To, co jest korzystne dla jednej populacji, niekoniecznie działa tak samo w innej.
Wpływ żywienia się na wysypiskach na różne aspekty życia ptaków jest dobrze udokumentowany. Wędrowne gatunki ptaków są szczególnie narażone na globalne zmiany, takie jak postępująca urbanizacja czy ekspozycja na różnego rodzaju zanieczyszczenia, gdyż w ciągu ich cyklu rocznego wykorzystują bardzo wiele środowisk oddalonych od siebie w przestrzeni. Z drugiej strony, koczowniczy tryb życia może zapewniać im wysoki poziom plastyczności, pozwalając na szybkie dostosowywanie się do nowych źródeł pokarmu oraz zmiany strategii wędrówkowych. W konsekwencji, różne gatunki ptaków wykazują znaczne różnice zarówno w stopniu uzależnienia od wysypisk, jak i w zakresie wpływu takiego sposobu żywienia na ich wędrówkę, strategię zdobywania pokarmu, rozmnażanie i liczebność populacji.
Znane z wykorzystywania odpadów organicznych zdeponowanych na składowiskach są głównie gatunki oportunistyczne, takie jak krukowate, mewy, sępy czy bociany.
Spożywanie przetworzonej żywności i zanieczyszczeń ma działanie prooksydacyjne, dlatego żerowanie na wysypiskach może prowadzić do stresu oksydacyjnego, stanu, w którym dochodzi do zwiększonej produkcji reaktywnych form tlenu i azotu (RONS) uszkadzających kluczowe biomolekuły (lipidy, białka i kwasy nukleinowe), jeśli mechanizmy antyoksydacyjne nie są wystarczająco silne, by zneutralizować skutki RONS. Niedawne badania nad pisklętami bociana białego w Europie Zachodniej wykazały, że żerowanie na wysypiskach nie było związane ze wzrostem markerów uszkodzeń oksydacyjnych, co może wynikać ze zwiększonej aktywności antyoksydantów. Przewiduje się, że stres oksydacyjny jest istotnym mechanizmem warunkującym zmiany w cyklu życiowym, kształtującym długość życia i sukces reprodukcyjny, a potencjalnie także inne aspekty życia, np. strategie migracyjne. W związku z tym warto zbadać, czy zmiany w statusie oksydacyjnym wynikające z żerowania na wysypiskach mogą wpływać na ruchy wędrówkowe oraz prawdopodobieństwo przeżycia poszczególnych osobników. Można przewidywać, że obrona antyoksydacyjna może być osłabiona w energetycznie wymagających okresach życia, takich jak wędrówka, co może prowadzić do zmniejszonego prawdopodobieństwa przeżycia pierwszego roku u bocianów żerujących na wysypiskach w porównaniu z tymi, które tego nie robią.
Spożywanie odpadów, a także karmienie nimi piskląt może narażać na wprowadzanie do organizmu toksyn (np. metali ciężkich) czy patogennych bakterii i wirusów. Wiadomo, że ptaki żerujące na wysypiskach są nosicielami bakterii chorobotwórczych (np. Salmonella) oraz szczepów opornych na antybiotyki. Ponieważ oporność bakterii na wiele leków wynika ze stosowania antybiotyków i obecności metali ciężkich w środowisku, obecność bakterii opornych na antybiotyki może być wskaźnikiem ogólnego negatywnego wpływu siedlisk żerowania na poszczególne osobniki.
Ptaki żerujące na wysypiskach przynoszą do gniazd nie tylko pokarm, ale i materiał gniazdowy, co oznacza także wprowadzenie patogenów do mikrośrodowiska gniazda. Mikrobiota gniazda może wpływać na układ odpornościowy piskląt i ogólny rozwój ich organizmów. Okres pisklęcy oraz samo gniazdo odgrywają kluczową rolę w kształtowaniu nabytego układu odpornościowego z dwóch powodów: patogeny przenoszone do gniazda z wysypisk (np. bakterie i grzyby) mogą spowalniać wzrost, mogą też stymulować rozwój układu odpornościowego. Jest to o tyle istotne, że odpowiedzi odpornościowe na wprowadzone patogeny wymagają dużych nakładów energetycznych, co może ograniczać korzyści wynikające z łatwego dostępu do odpadów spożywczych. Co więcej, rozwój układu odpornościowego może wpływać na przyszłe losy osobników w populacji.
Istnieje swego rodzaju kompromis między przeznaczaniem zasobów na rozwój ciała, funkcje odpornościowe i kontrolę patogenów. Krótkoterminowe korzyści wzrostu mogą być niwelowane przez koszty immunologiczne, a ich negatywne skutki mogą ujawniać się dopiero w późniejszym okresie życia, wpływając na zdolności ruchowe lub przeżywalność.
Życie w wymagających fizjologicznie warunkach ma również wpływ na procesy starzenia komórkowego. U kręgowców dobrym wskaźnikiem tego procesu są telomery – wysoce konserwatywne struktury ochronne na końcach liniowych chromosomów, które chronią integralność genomu i stabilność chromosomów. U wielu gatunków, w tym u bociana białego, średnia długość telomerów skraca się wraz z wiekiem w większości tkanek somatycznych, a efekt ten jest szczególnie wyraźny we wczesnym okresie po wykluciu się z jaja.
Stres oksydacyjny jest głównym czynnikiem determinującym zmienność długości telomerów i często prowadzi do ich skracania. Ponieważ żerowanie na wysypiskach wpływa na status odżywczy i poziom stresu oksydacyjnego, a także zwiększa ryzyko infekcji we wczesnym okresie wzrostu, jest prawdopodobne, że może ono oddziaływać na dynamikę telomerów, co może mieć konsekwencje dla późniejszego prawdopodobieństwa przeżycia.
Żerowanie na wysypiskach może wpływać na cechy zachowań migracyjnych. Na przykład na Półwyspie Iberyjskim zimowanie bocianów białych stało się bardziej powszechne w ostatnich latach, najprawdopodobniej dzięki stabilnym zasobom pokarmowym w zimie. Jednak zimowanie jest nadal rzadkością w populacjach lęgowych Europy Wschodniej.
Bociany żerujące na wysypiskach mogą również zmieniać swoje strategie wędrówkowe, np. dostosowywać liczbę i czas trwania postojów. W przeciwieństwie do osobników ze wschodniego szlaku migracyjnego (np. bocianów z Polski) bociany wędrujące trasą zachodnią (z Niemiec Zachodnich i pozostałych krajów Europy Zachodniej) regularnie zatrzymują się na dłużej, głównie właśnie na otwartych składowiskach odpadów na Półwyspie Iberyjskim. Co więcej, dostępność pokarmu antropogenicznego na wysypiskach powoduje, że bociany białe skracają wędrówki w ciągu ich życia, a te osobniki, które to robią, mają większe prawdopodobieństwo przeżycia. Z danych zgromadzonych podczas naszego wcześniejszego projektu, gdzie wyposażyliśmy 75 młodych bocianów w nadajniki GPS-GSM, wiadomo, że również bociany z Polski korzystają ze składowisk odpadów na swojej trasie wędrówki na zimowiska.
Można odnieść wrażenie, że o konsekwencjach żerowania na składowiskach odpadów wiemy już naprawdę dużo. Jednak należy zwrócić uwagę, że znakomita większość badań na bocianem białym w tym obszarze pochodzi z zachodu Europy. Obraz, który się wyłania z tych badań, jest następujący: mimo pewnych kosztów, generalnie żerowanie na składowiskach odpadów jest korzystne dla bocianów. Co więcej, jest to czynnik który pozwolił na odbudowę mocno zredukowanej zachodniowędrówkowej populacji bocianów. Jednak bociany zamieszkujące teren Polski i całej Europy Wschodniej zachowują się nieco inaczej. Przede wszystkim ich trasa wędrówki na zimowisko jest zdecydowanie dłuższa, bo może wynosić aż 10 tysięcy kilometrów w jedną stronę. Mimo tego, że bociany z tej populacji korzystają ze składowisk zarówno w okresie lęgowym, jak i podczas wędrówki, to zachowanie to wydaje się nie mieć dużego wpływu na populację. Nasze wcześniejsze badania z całej Polski pokazują też, że liczby bocianów żerujących na składowiskach odpadów w Polsce są kilkakrotnie mniejsze niż na składowiskach w Hiszpanii, mimo że zagęszczenia par lęgowych w Polsce są miejscami bardzo wysokie. Stąd też pomysł na zbadanie tego zjawiska na populacji bocianów w tej części zasięgu gatunku.
Przez trzy lata trwania projektu (2024-2027) będziemy badać, jak żerowanie na wysypiskach wpływa na różne aspekty życia bocianów białych, łącząc warunki wczesnego życia z prawdopodobieństwem przeżycia podczas pierwszej wędrówki. Zamierzamy monitorować aktywność żerową dorosłych bocianów, które zostały już wcześniej (jako pisklęta w gniazdach) przez nasz zespół indywidualnie oznakowane, a także oceniać rozwój ich piskląt we wczesnym okresie postnatalnym, analizując ich cechy fizjologiczne, reakcje immunologiczne oraz obecność patogennych bakterii. Młode bociany wychowywane przez rodziców o różnych strategiach żerowania (na wysypiskach i w środowisku naturalnym) zostaną wyposażone w urządzenia śledzące typu GPS-ACC-GPRS. Dzięki temu będziemy mogli monitorować ich ruchy w bardzo dużej rozdzielczości i zachowania po opuszczeniu gniazd. To pozwoli ocenić ich wydatki energetyczne i porównać różne strategie żerowania.
Korzystając z danych długoterminowego monitoringu i programu obrączkowania bocianów prowadzonego w naszym obszarze badań, wybraliśmy jedynie gniazda należące do osobników indywidualnie oznakowanych, o znanym wieku, doświadczeniu lęgowym, pochodzeniu oraz preferencjach żerowania. Dzięki temu możemy stworzyć dwie grupy badawcze składające się z bocianów o podobnym wieku i doświadczeniu, ale różniących się pod względem głównego czynnika badawczego – żerowania na wysypiskach. Dodatkowo w naszych analizach uwzględnimy warunki pogodowe (temperaturę i wilgotność) podczas okresu lęgowego i wychowu piskląt, a także czynniki środowiskowe, takie jak gęstość populacji i pokrycie terenu. Badania będą prowadzone w jednolitym krajobrazie rolniczym, gdzie bociany żerujące na wysypiskach i te korzystające wyłącznie z naturalnych siedlisk występują w tej samej strefie klimatycznej. Takie podejście pozwoli nam na rzetelne testowanie naszych hipotez, minimalizując wpływ zmiennych klimatycznych i środowiskowych.
Mamy nadzieję, że podczas trwania tego projektu uda nam się sprawdzić czy w naszych warunkach geograficznych i klimatycznych procesy opisanie w Zachodniej Europie mają taki sam przebieg i tu. A jeżeli różnią się, to co jest czynnikiem różniącym.
Nasze badania mają na celu odpowiedź na wiele pytań dotyczących żywienia, rozwoju, odporności, fizjologii, biologii telomerów, mikrobiologii i epidemiologii, a także ochrony przyrody i zarządzania populacjami dzikich zwierząt. Będziemy badać dziką populację bocianów znajdującą się na etapie przejścia od naturalnych źródeł pożywienia do pokarmu pochodzenia antropogenicznego. Dzięki temu lepiej zrozumiemy bilans korzyści i zagrożeń związanych z żerowaniem na wysypiskach.
Dr Marcin Tobółka, adiunkt w Katedrze Zoologii Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu
