W artykułach popularnonaukowych najgorszy jest patos. Nie ma nic bardziej patetycznego jak zaczynać pisanie tekstu (bądź co bądź o sobie) od wstępu, którego wszyscy się spodziewają i na który poniekąd są skazani. W związku z tym, że nie mam pomysłu jak zacząć w inny sposób, proszę o wybaczenie. A zatem urodziłem się i wychowałem w mieście Kopernika. Tutaj ukończyłem najpierw Szkołę Podstawową nr 24 im. Bohaterów Września, później 7 Liceum Ogólnokształcące im. Wandy Szuman i wreszcie Uniwersytet Mikołaja Kopernika. Jednak wszystko zaczęło się o wiele wcześniej. W czwartym roku mojego beztroskiego życia tato zabrał mnie na ryby (jestem mu za to ogromnie wdzięczny) i to był pierwszy impuls. W wieku siedmiu lat dostałem pierwsze akwarium i to było (używając nomenklatury bokserskiej) KO. Od tego momentu chciałbym dać rybom głos, bo towarzyszą mi one od 24 lat, przez 24 godziny na dobę siedem dni w tygodniu.

Studia to okres wytężonej pracy, dwa kierunki, ochrona środowiska i biologia, i dwie prace magisterskie, oczywiście związane z ichtiofauną. Ochrona środowiska to badania nad preferencjami babki łysej (Gobius gymnotrachelus ) w zależności od prędkości przepływu wody; biologia to porównanie rozwoju embrionalnego dwóch gatunków afrykańskich pielęgnic Melanochromis vermivorus z jeziora Malawi oraz Ctenochromis horei z jeziora Tanganika. Z tą ostatnią grupą ryb UMK jest związany od ponad 30 lat. Mój uniwersytet jako pierwszy w kraju zorganizował wyprawę badawczą nad jezioro Malawi w trudnych latach 80., gdy trudno było kupić szynkę, a co dopiero wyjechać i to jeszcze do Afryki. Embriologia ryb pochłonęła mnie w całości, tj. od początku badań w ramach pracy magisterskiej w zakresie biologii, które w 100 procentach wykonałem w domu (tak, w domu zorganizowałem małe laboratorium, tj. ok. 30 akwariów, inkubator, nocna lampka, mikroskop i radio), do dnia dzisiejszego (jestem na czwartym roku studiów doktoranckich). Podczas realizowania badań w ramach prac magisterskich zacząłem jeździć na różnego rodzaju konferencje tematyczne, prezentując wyniki badań oraz obserwacji. Coraz częściej zaczęły nachodzić mnie myśli, że warto byłoby kontynuować eksperymenty na wyższym poziomie. Rozwój organizmów żywych jest sam w sobie bardzo interesujący, ale rozwój w środowisku zmienionym pod wpływem działalności człowieka to dla wielu gatunków być albo nie być.

Zjawisko eutrofizacji

Mając tytuł magistra oraz pewność, że będę mógł kontynuować badania na studiach doktoranckich, starałem się poukładać puzzle, których nowe elementy wskakiwały mi do głowy. Ostateczny plan wymyśliłem na wakacjach na Pojezierzu Brodnickim. Łowiąc ryby, zerkałem jak kombajn na pobliskim polu, położonym nad brzegiem jeziora, wykonuje swoją pracę, tak ważną z ludzkiego punktu widzenia. Podczas tej obserwacji naszło mnie pytanie, co się dzieje z częścią nawozów, której rośliny uprawiane w zlewniach jezior nie zdołają zasymilować? Co z organizmami wodnymi narażonymi na bezpośredni kontakt z azotanami, fosforanami i innymi substancjami, które dostają się do wody? Myśl ta była początkiem badań w ramach doktoratu.

Po przejrzeniu sporej ilości literatury tematycznej doszedłem do jednego, acz prostego wniosku, mianowicie wpływ pośredni substancji eutrofizujących na organizmy wodne poznany jest znakomicie, natomiast wpływ bezpośredni nie do końca. We wspomnianej wcześniej literaturze znalazłem ciekawy artykuł, w którym czescy badacze wykonali eksperyment obrazujący wpływ azotynów na rozwój karpia. Artykuł ten był dla mnie inspiracją do dalszych badań.

Model prawie idealny

Do badań wybrałem stosunkowo niewielki gatunek afrykańskiej pielęgnicy należącej do umownej grupy tzw. pyszczaków, czyli ryb inkubujących ikrę w pysku od momentu zapłodnienia (lub nawet zaplemnienia) aż do uwolnienia w pełni ukształtowanych i zdolnych do samodzielnego życia młodych. Gatunek ten to Lebotropheus trewavasae „Thumbi West”, czyli po Polsku po prostu – Pyszczak wysmukły (Fot. 1).

Ta grupa ryb wydaje się być wręcz idealna do tego rodzaju badań, dlaczego? Odpowiedź jest prosta. Ich ikra jest stosunkowo duża, bo w momencie opuszczenia dróg rodnych samicy ma ok. 2-3 mm długości (w najdłuższym miejscu) i ok. 1,5-2 mm szerokości. Ważne, że ikra nie jest przylepiana do ścianek skał czy innego substratu rozrodczego. Inkubacja w pysku ułatwia wydobycie jaj na każdym etapie rozwoju już po zapłodnieniu. Ważny jest sam sposób rozwoju, a więc to, w jaki sposób zarodek się rozwija. Jaja tych ryb są polilecytalne, oznacza to, że mają dużą ilość żółtka. Sam zarodek (później larwa) rozwija się na tzw. biegunie animalnym, co daje możliwość idealnej obserwacji rozwoju już od bruzdkowania. Oprócz wszystkich wymienionych zalet rozwoju omawianego gatunku ma on jeszcze jedną bardzo ważną cechę – niemal od razu po opuszczeniu osłonek jajowych można rozróżnić płeć osobnika. W jaki sposób? Dymorfizm płciowy zarówno u młodych, jak i dorosłych osobników jest bardzo dobrze widoczny. Samice są żółte, samce zaś niebieskie.

Od jednej dorosłej samicy można uzyskać od kilkunastu do kilkudziesięciu jaj, tarło występuje średnio co ok. 4 tygodnie. Wszystkie powyższe czynniki wskazują, że jest to model niemal idealny do przetarcia szlaków do celu, jakim jest poznanie bezpośredniego wpływu substancji eutrofizujących na rozwój niektórych ryb kostnoszkieletowych.

Dzięki uprzejmości kierownika zakładu zoologii kręgowców, prof. Andrzeja Przystalskiego, udostępniono mi pomieszczenie do hodowli ryb. Przygotowałem 3 duże zbiorniki, odpowiednio 200, 375 i prawie 700 litrów. W każdym z nich trzymam ławice Labeotropheusów, kilka samic i kilka samców, z tym że tych pierwszych jest zawsze nieco więcej. Inkubacja ikry odbywa się poza organizmem matki, w specjalnie do tego celu skonstruowanych inkubatorach (Ryc. 1), które pozwalają na przeprowadzenie kilku prób jednocześnie. Ryc. 1

Całość doświadczenia podzieliłem na zasadnicze 2 etapy: wpływ azotanów oraz fosforanów. Zasadniczo schemat dla obu substancji wygląda tak samo. Do utrzymywania stałego stężenia danego zanieczyszczenia w inkubatorze używam azotanu lub fosforanu sodu, z tego względu, że sód trudno przedawkować i w dawkach przeze mnie stosowanych nie szkodzi organizmom żywym. Kontroluję stężenie za pomocą pomiarów spektrofotometrem maksymalnie co drugi dzień (metoda kolorymetryczna; na podstawie krzywej wzorcowej można określić stężenie danej substancji w wodzie – zasada działania jest w tym przypadku prosta: im woda ma ciemniejszą barwę po dodaniu odpowiednich odczynników, tym zawartość określonej substancji jest wyższa). Pierwszą fazą badań jest przeżywalność w danym stężeniu, drugą pomiary biometryczne, a trzecią pomiary histologiczne. Przy przeżywalności sprawa jest prosta – całe tarło przenosimy do inkubatora i obserwujemy, ile ryb przeżyje w stężeniu danej substancji. Przy parametrach biometrycznych sytuacja wygląda już nieco inaczej. Z danego tarła wybieram maksymalnie 6-8 osobników, u których badam przyżyciowo 12 parametrów, m.in. długość ciała, szerokość ciała czy tempo wchłaniania woreczka żółtkowego.

Badania histologiczne to pomiary oraz badanie struktur narządów i tkanek pod wpływem danej substancji. Na tym etapie badań wykorzystywane są podstawowe metody barwienia, czyli m.in. barwienie eozyną i hematoksyliną, a także barwienie trójbarwne zrębu łącznotkankowego wg Massona.

Na obecnym etapie badań trudno cokolwiek wnioskować. Jednak ze wstępnych wyników widać, że ogólna hipoteza badawcza, którą założyłem na samym początku, a więc – substancje eutrofizujące, tj. azotany i fosforany, wpływają bezpośrednio na rozwój ryb kostnoszkieletowych – zostanie podtrzymana. Nie wiem jednak (do tego potrzebne są badania histologiczne), jak głębokie patologie mogą być wywołane przez w/w substancje. Już teraz wiadomo, że nawet w stosunkowo niewielkich stężeniach pojawiają się problemy w rozwoju kręgosłupa, uwidoczniane przez liczne skoliozy czy kifozy, problemy z wchłanianiem woreczka czy obrzęk serca. W całej tej sytuacji jest światło w tunelu, gdyż – jak wynika z obserwacji – szybko podjęte działania, mające na celu usunięcie nadmiaru substancji eutrofizujących, są w stanie zatrzymać (a nawet cofnąć) zmiany, które w ich wyniku powstały).

Nie jesteśmy sami

Badania, których się podjąłem, przez jednych mogą być postrzegane jako bezsensowne, dla innych mogą okazać się cennym źródłem informacji. Jestem głęboko przekonany, że cały schemat badań, czas i pasja, jakie im poświęcam, przyniosą efekty i dostarczą korzyści w postaci ochrony ichtiofauny szczególnie w rejonach, gdzie rolnictwo prowadzone w zlewniach większych zbiorników wodnych jest bardzo agresywne. Zdaję sobie również sprawę z tego, iż badania te z całą pewnością zainteresują akwarystów i wszystkich miłośników ryb egzotycznych, gdyż problem azotanów w hodowlach zazwyczaj sprowadzał się do nagłego zakwitu glonów. Nie wiedziano, jak bardzo mogą one wpływać na organizmy ryb, a przede wszystkich na ich rozwój.

Musimy zdawać sobie sprawię z tego, że każda ingerencja w przyrodę, nawet słuszna z ludzkiego punktu widzenia, a takie właśnie jest rolnictwo, odbija się na organizmach żywych, a związki przyczynowo-skutkowe mogą być nieraz bardzo skomplikowane. W dzisiejszym świecie nie można obejść się bez niektórych zabiegów agrotechnicznych, zawsze na pierwszym miejscu stawiane jest przecież dobro człowieka, ale musimy rekompensować straty powstałe w wyniku naszej działalności i nie zapominać o tym, że nie jesteśmy sami. Ryby mają prawo do korzystania z zasobów środowiska tak samo jak my. Chciałbym dać rybom głos. Już dawno im go dałem, tylko obecnie muszę się wsłuchać w to, co chcą mi przekazać i wykorzystać to dla ich i naszego dobra.