Toksyczne zakwity sinic w Morzu Bałtyckim i ich wpływ na ... - WWF

STRESZCZENIE....................................................................................................................................Choć sinice (cyjanobakterie) są mikroskopijnymi organizmami, to latem ich obecność w Morzu Bałtyckimmożna łatwo zaobserwować w postaci dużych skupisk lub kożuchów unoszących się na powierzchniwody. Skalę zjawiska, które określamy jako zakwity sinic, można ocenić na podstawie zdjęćsatelitarnych. W niektórych latach, zielone smugi utworzone przez sinice pokrywają znaczną częśćpowierzchni Morza Bałtyckiego. Negatywne skutki tego zjawiska są wielorakie, jednak szczególnyniepokój budzi masowy rozwój sinic produkujących związki toksyczne. W tym wypadku dochodzinie tylko do zaburzenia równowagi w ekosystemie Bałtyku, które przejawia się między innymi pogłębieniemdeficytów tlenowych przy dnie morza, zmianami w strukturze organizmów i ograniczeniemich różnorodności. Toksyczne zakwity w istotny sposób obniżają atrakcyjność nadmorskich kąpielisk,stanowiąc jednocześnie realne zagrożenie dla ich użytkowników. W krajach nadbałtyckich odnotowanoliczne przypadki zatruć i śmierci zwierząt domowych oraz dziko żyjących spowodowanychtoksycznymi sinicami z gatunku Nodularia spumigena. Wiemy dziś, że ten gatunek, obok wielu innychzwiązków, produkuje silną toksynę o nazwie nodularyna. Jest ona obecna w wielu elementachMorza Bałtyckiego: w wodzie, osadzie, rybach, skorupiakach i mięczakach. Nasilenie się zakwitówtoksycznych sinic spowodowane eutrofizacją w oczywisty sposób zwiększa ryzyko narażenia organizmówwodnych, zwierząt lądowych i człowieka na ich działanie.W Europie, a w szczególności w rejonie Morza Bałtyckiego podejmowanych jest wiele inicjatyw,wśród nich Europejska Strategia dla regionu Morza Bałtyckiego i Bałtycki Plan Działań (HELCOM2007), których celem jest przywrócenie dobrego stanu ekologicznego morza. WWF Polska wrazz programem WWF na rzecz ekoregionu bałtyckiego od lat prowadzi intensywne działania mające nacelu zmniejszenie ilości związków azotu i fosforu trafiających do Bałtyku. Oczekuje się, że radykalneobniżenie ładunku substancji odżywczych trafiających do morza z wodami rzek i opadem atmosferycznym,w dłuższej perspektywie spowoduje istotne zmniejszenie ryzyka związanego z toksycznymizakwitami sinic.3

© Dariusz Bógdał / WWF Polska

WSTĘP....................................................................................................................................Morze BałtyckieBałtyk jest morzem prawie zamkniętym w którym całkowita wymiana wód trwa około 30 lat i które należydo największych zbiorników słonawowodnych na Ziemi. W wodach powierzchniowych zasoleniewynosi od wartości 2-5 psu 1 w Zatoce Botnickiej i Fińskiej do wartości 16,6-19,4 psu w Cieśninach Duńskich.Średnie zasolenie wód Bałtyku wynosi około 7 psu. O zasoleniu warstw przydennych decydujeintensywność wlewów wód słonych z Morza Północnego i odległości od Cieśnin Duńskich. W GłębiArkońskiej okresowo może osiągać nawet powyżej 20 psu, a w Głębi Bornholmskiej 16-18 psu.Przystosowanie roślin i zwierząt żyjących w Morzu Bałtyckim do niskiego zasolenia oraz silnej antropopresjiwymaga dodatkowych nakładów energii, która mogłaby być przeznaczona na wzrost.Stąd organizmy bałtyckie są często mniejsze niż ich odpowiedniki żyjące w morzach słonych.Uboższa jest też bałtycka różnorodność organizmów. Charakterystyczną cechą Bałtyku jest uwarstwieniemas wody (stratyfikacja) spowodowane różnicą w ich zasoleniu i temperaturze. Powstałena skutek różnicy zasolenia uwarstwienie wód powoduje ograniczone mieszanie mas wody, coutrudnia ich natlenienie oraz transport soli odżywczych pomiędzy warstwami. Istniejące uwarunkowaniahydrologiczne oraz silna eutrofizacja Morza Bałtyckiego sprzyjają tworzeniu deficytówtlenowych w głębszych warstwach Bałtyku. Martwe, beztlenowe strefy zajmują około 40,000 km 2powierzchni dna. W niesprzyjających warunkach obszar ten może okresowo obejmować nawetdo 90.000 km 2 . Diaz i Rosenberg (2008) uznali Morze Bałtyckie za akwen o najbardziej rozległychmartwych strefach. Stan ten poważnie zagraża różnorodności biologicznej, ma także istotny wpływna obieg pierwiastków w tym ekosystemie.Zlewnia Morza Bałtyckiego obejmuje ponad 1.721 tys. km 2 i zamieszkuje ją około 85 mln ludzi.Obszar ten należy do jednego z najbardziej uprzemysłowionych rejonów na świecie. Intensywnierozwija się tu rolnictwo, a duże zużycie nawozów mineralnych, których olbrzymie ilości spływajądo rzek i z nimi do Bałtyku, przy jednoczesnym nie wystarczającym oczyszczeniu rzek, przyczyniasię do wzrostu eutrofizacji Bałtyku.© Wild Wonders for Europe / Orsolya Haarberg / WWFRys. 1. Zakwit sinic u wybrzeży Szwecji w czerwcu 2009 roku.W 2005 roku, z inicjatywy WWF Międzynarodowa Organizacja Morska (IMO) przyznała Morzu Bałtyckiemustatus szczególnie wrażliwego obszaru morskiego (PSSA – Particular Sensitive Sea Area).Wiąże się to z koniecznością podjęcia wzmożonych działań w kierunku ochrony morza przednegatywnymi skutkami intensywnej żeglugi (np.: rozlewami ropy, kotwiczeniem statków i zakazemzrzutu ścieków ze statków bezpośrednio do morza). Ma to szczególne znaczenie biorąc pod1psu = practical salinity unit – praktyczna jednostka zasolenia, które oznacza się obecniena podstawie pomiaru przewodnictwa elektrycznego; 1 psu odpowiada w przybliżeniu1 promilowi (roztwór 1 g soli rozpuszczonej w 1 kg wody).5

uwagę, że w latach 2003-2020 ruch statków na Bałtyku może wzrosnąć nawet o około 60%. Innąinicjatywą WWF są działania na rzecz stworzenia zintegrowanego systemu zarządzania przestrzeniąi zasobami morza (ISUM – Integrated Sea Use Management), który pozwoliłby na czerpaniekorzyści z zasobów Bałtyku w sposób zrównoważony, gwarantujący minimalizację negatywnegowpływu działalności człowieka na ekosystem.Rys. 2. Wybrzeże Finlandii latem 2004 roku.© Päivi Rosqvist / WWF-FinlandDo najbardziej palących problemów Morza Bałtyckiego zalicza się dziś eutrofizację, zubożenie bioróżnorodności,obecność substancji niebezpiecznych oraz działalność na morzu. Eutrofizacja łączysię nieodzownie z masowym pojawianiem się glonów i sinic. Choć te ostatnie są tylko jedną z gruporganizmów fitoplanktonowych, które występują w Bałtyku, to jednak ze względu na intensywnośćich zakwitów, produkcję związków toksycznych i ważny wpływ na obieg azotu w ekosystemie,są przedmiotem szczególnej uwagi.ZAKWITY SINIC (CYJANOBAKTERII)W MORZU BAŁTYCKIM....................................................................................................................................SiniceCyjanobakterie, nazywane też sinicami, należą do organizmów nie posiadających jądra komórkowego(prokariotycznych). Ze względu na zdolność wykorzystywania energii słonecznej dowiązania CO 2w procesie fotosyntezy, pierwotnie zaliczane były do roślin. Jednak analiza budowykomórek sinic, a także zastosowanie nowoczesnych metod taksonomicznych 2 , dały podstawęzakwalifikowania tych mikroorganizmów do gramujemnych bakterii. W większości przypadków,proces fotosyntezy u sinic przebiega z wydzieleniem tlenu 3 . Z tą ich cechą łączy się hipoteza o decydującejroli sinic w powstaniu tlenowej atmosfery, warunkującej dalszy rozwój życia na Ziemi.Istnieją dowody, iż organizmy te występowały na naszej planecie już około 3-3,5 mld lat temu.2Głównie genetyczne badanie sekwencji nukleotydydów 16S rRNA.3Sinice należą do fototrofów tlenogennych.6Sinice reprezentują różne typy budowy, mogą występować w postaci pojedynczych komórek,kolonii lub nitkowatych struktur, czasem z otoczką śluzową. Niektóre z nitkowatych sinic wytwarzająspecjalistyczne komórki takie jak przetrwalnikowe akinety czy służące do wiązania azotuatmosferycznego heterocyty. Organizmy posiadające heterocyty zdolne są do zasiedlania i rozwojuw środowiskach ubogich w inne formy azotu (głównie azotany). Wyróżniającą cechą sinic jestteż obecność, poza chlorofilem a i karotenoidami, innych barwników (fikocyjaniny oraz fikoerytryny),które często nadają skupiskom sinic charakterystyczną niebiesko-zieloną (siną) barwę.

Obecnie znanych jest ponad 1500 gatunków cyjanobakterii należących do około 80 rodzajówz rzędu Chroococcales, 43 rodzajów z rzędu Oscillatoriales, 32 Nostocales, 48 Stigonematales orazkilka rodzajów z rzędu Pleurocapsales.Szczególne cechy budowy i metabolizmu sinic pozwoliły im zaadaptować się do różnorodnych,czasem niesprzyjających warunków środowiska. Poza jeziorami, rzekami, morzami i oceanami,można je również spotkać w gorących źródłach, w piaskach pustyni, skałach i arktycznych lodach.W miastach żyją na betonowych, ceglanych i drewnianych konstrukcjach. Zdolne są do przetrwaniamrozów, suszy, dużego natężenia promieniowania słonecznego, oporne są na działanie promieniowaniaultrafioletowego (UV-B). Mogą też bytować w warunkach niskiej dostępności związkówodżywczych (oligotrofia), jakie panują w oceanach. Kiedyś sądzono, że oceany są biologicznymipustyniami. W latach 1970., w wodach oceanów odkryto powszechnie i licznie występujące drobne,jednokomórkowe sinice (pikocyjanobakterie) należące do rodzaju Synechococcus i Prochlorococcus.Pozwoliło to na poznanie ważnej ekologicznej roli tych organizmów w oceanach, jako kluczowychproducentów materii organicznej – podstawowy element sieci pokarmowych (Scanlan2001).Z ogromną różnorodnością form morfologicznych i różnorodnością środowisk, w jakich sinicezdolne są bytować, wiąże się również duża różnorodność metabolitów jakie produkują. Znajdująsię wśród nich związki o silnym działaniu toksycznym zarówno dla organizmów wodnych, jak i dlaczłowieka. Z tego m.in. powodu masowe występowanie tych mikroorganizmów może być zjawiskiemszkodliwym.Przyczyny powstawania zakwitów sinic© Hanna Mazur-MarzecRys. 3. Aphanizomenon flos-aquae.Każdego roku, w Morzu Bałtyckim, jak i w wielu innych zbiornikach wodnych na całym świecie,obserwuje się sezonowy wzrost biomasy sinic i tworzenie tzw. zakwitów. Zjawisku temu towarzyszyzmętnienie wody i jej zabarwienie na kolor żółto-zielony. W ekstremalnej sytuacji pojawia siępiana i kożuchy, można też odczuć charakterystyczny zapach. Widoczne, powierzchniowe zakwitytworzą przede wszystkim te gatunki cyjanobakterii, które wytwarzają aerotopy – pęcherzyki gazoweumożliwiające regulację położenia komórki w toni wodnej i tym samym dostosowanie dooptymalnych warunków natężenia światła i stężenia soli odżywczych (Paerl i Fulton 2006). Strukturyte występują między innymi u trzech gatunków sinic nitkowatych z rzędu Nostocales, któremasowo występują w Bałtyku w sezonie letnim: Nodularia spumigena, Aphanizomenon flos-aquae(Rys. 3) oraz Anabaena sp. (Rys. 4 i 5). Wszystkie wymienione wyżej sinice wytwarzają heterocyty,Rys. 4. Anabaena sp.umożliwiające wiązanie azotu atmosferycznego. Drugą ważną grupą sinic w Bałtyku są pikocyjanobakteriez rodzaju Synechococcus. Rozmiary ich komórek nie przekraczają 1 µm, czyli jednej ty- 7© Justyna Kobos

litarnych, które można oglądać m.in. na stronach Szwedzkiego Instytutu Meteorologiczno-Hydrologicznego(SMHI). W tym czasie, w fitoplanktonie dominują dwa gatunki sinic: Aphanizomenonflos-aquae oraz Nodularia spumigena. Znacznie rzadziej i w mniejszych ilościach pojawiają się gatunkisinic z rodzaju Anabaena, głównie Anabaena lemmermannii. W wodach przybrzeżnych, przyujściach rzek spotkać też można typowo słodkowodne sinice m.in. z rodzaju Microcystis, Planktothrixczy Phormidium. Są one pozbawione heterocyt, nie mają więc zdolności wiązania azotu i ichrozwój uzależniony jest od obecności i stężenia związków azotu w wodzie. Zwiększonej intensywnościzakwitów sinic sprzyja również globalne ocieplenie klimatu oraz wzrost temperatury wódpowierzchniowych (Paerl i Huisman 2008).Cyjanobakterie, jak i inne organizmy fitoplanktonowe, rozmnażają się w odpowiedzi nazwiększoną eutrofizację środowiska. Głównym czynnikiem wywołującymi ten proces jestprzeżyźnienie związkami azotu i fosforu, które trafiają do Bałtyku w wyniku zwiększonejaktywności człowieka. Obok węgla, wodoru i tlenu, do podstawowych pierwiastków, z którychzbudowane są wszystkie organizmy, należą również azot i fosfor. Dlatego też mówimy, że są to pierwiastkibiogeniczne, a ich związki mineralne nazywamy solami odżywczymi. Jednak, gdy występująw dużej ilości, uznajemy je za zanieczyszczenia, gdyż ich nadmiar wpływa na zaburzenie funkcjonowaniaekosystemów. Do najważniejszych źródeł soli odżywczych należy (1) rolnictwo, zwłaszczanadmierne stosowanie nawozów mineralnych i ich wypłukiwanie z obszarów uprawnych, (2) dużehodowle zwierząt produkujące ogromną ilość odchodów, a także (3) niedostatecznie oczyszczoneścieki miejskie, w których obecne są m.in. detergenty zawierające polifosforany. Obliczono, że 40%związków fosforu i 60% związków azotu trafia do Bałtyku z rzekami w wyniku aktywności rolniczej(HELCOM 2009). Conley i in. (2002) oszacowali, że ładunek azotu i fosforu trafiający do Bałtyku wynosiłodpowiednio ponad 750 tysięcy i 30 tysięcy ton/rok; z tego 16% azotu pochodzi z atmosfery.W ciągu XX wieku ładunek azotu i fosforu do morza wzrósł odpowiednio 4- i 8-krotnie (Larsson i in.1985). W ogólnym bilansie związków biogenicznych, które zwiększają eutrofizację Morza Bałtyckiego,nie można pominąć procesu wiązania azotu cząsteczkowego przez sinice (180 tysięcy ton/rok – 430tysięcy ton/rok (Larsson i in. 2001, Wasmusnd i in. 2005). Kluczowe dla rozwoju fitoplanktonu jestrównież wewnętrzne źródło fosforu, który uwalnia się z osadów w warunkach beztlenowych 140tysięcy ton/rok – 100 tysięcy ton/rok (Emeis i in. 2000, Conley i in. 2002).Rys. 6. Zakwit sinic w okolicy Gdyni, póżną wiosną 2011 roku.Glony, rozwijające się w przeżyźnionych wodach, są zarazem skutkiem eutrofizacji, jak i przyczynąjej pogłębiania. Wiosną, bogate w sole biogeniczne wody stanowią odpowiednie środowiskodo rozwoju organizmów fitoplanktonowych – okrzemek i bruzdnic. Choć zakwity tych organizmównie prowadzą do utworzenia powierzchniowych, łatwych do zaobserwowania skupisk, to jednakprodukcja pierwotna, a więc wytworzona w tym czasie biomasa jest znacząca. Gdy dochodzi do wyczerpaniarozpuszczonych w wodzie azotanów, komórki glonów opadają na dno i zasilają przydenne 9© Anna Marzec

Uważa się, że niska wartość stosunku stężenia azotu do stężenia fosforu (N/P

związani są z sektorem hotelarsko-turystycznym. Na zdjęciach satelitarnych opublikowanych przezSMHI w Szwecji można zauważyć, że najczęściej zagrażają one plażowiczom w części wschodniejpolskiego wybrzeża Bałtyku. Jedynie sporadycznie, tak jak w roku 2006, rozciągają się wzdłuż całegonaszego wybrzeża, aż do cieśnin duńskich. Przedstawione (Rys. 11) mapki wskazują na mniejsząintensywność zakwitów w ostatnich latach. Trudno jednak na tej podstawie wnioskować, czy jestto stała tendencja związana ze spadkiem ładunku soli odżywczych wpływających do Bałtyku.W badaniach ankietowych przeprowadzonych m.in. w Finlandii i Polsce, część rybaków zwróciłarównież uwagę na poniesione straty spowodowane zakwitami sinic. Wynikały one z słabszychpołowów oraz konieczności częstszego czyszczenia sieci. Oceniono, iż wpływ zakwitów na sukcespołowowy zależał od stosowanych narzędzi, rejonu połowów, rodzaju odławianych ryb oraz intensywnościzakwitu (dane nie publikowane).Rys. 10. Zakwit sinic w Zatoce Puckiej, lato 2010 roku.12© Dariusz Bógdał / WWF PolskaZakwity sinic w Bałtyku obejmują znaczny obszar (ponad 100.000 km 2 ) i są zjawiskiem dynamicznym.Przy dużej zmienności w przestrzeni i czasie, badanie zasięgu i intensywności zakwitu wymagazastosowania niekonwencjonalnych metod badawczych. Jak wspomniano, powierzchnioweskupiska sinic tworzą się głównie w centralnej części Bałtyku. Tak więc ocena skali zakwitu tylko napodstawie obserwacji i pomiarów dokonywanych z brzegu nie jest miarodajna. Zaangażowanie dobadań statków naukowych, których wyprawy planowane i organizowane są z dużym wyprzedzeniem,też nie zawsze przynosi spodziewane efekty. Może się okazać, że trasa wyprawy lub jej terminnie pokrywają się ani z w obszarem, ani z czasem trwania zakwitu sinic. Z tych przyczyn, do badańnad zakwitami wykorzystuje się regularne linie promowe (ships-of-opportunity), których trasyprzecinają całe Morze Bałtyckie. Zainstalowane na promach urządzenia wykonują automatycznie,w trakcie rejsu podstawowe pomiary parametrów fizycznych i chemicznych wody (temperatura,zasolenie, pH, stężenie chlorofilu a). Pobierane są również próbki wody, które następnie w laboratoriachsą analizowane pod kątem składu organizmów fitoplanktonowych oraz obecności toksyn.Taki system monitoringu, choć zapewnia prowadzenie pomiarów z dużą częstotliwością i przywzględnie niskich kosztach, również nie zapewnia informacji o procesach zachodzących w całymobszarze morza. Kolejnym rozwiązaniem jest stosowanie technik satelitarnych, które pozwalają nawykonywanie pomiarów w czasie rzeczywistym i na przestrzeni całego Bałtyku. Posługując się tątechniką możemy określić zasięg zakwitu, jego intensywność i dynamikę. Co ważne, dane satelitarnepozwalają nam prognozować, jaki rejon morza będzie zagrożony zakwitem. Jednak poważneograniczenie tej techniki stanowi zachmurzenie, które jest „nieprzezroczystą” przeszkodą dla satelitów.Niestety, żadna z wymienionych metod badawczych nie jest doskonała. Dlatego też, dlauzyskania pełnej informacji o zjawisku zakwitów sinic, jego przyczynach i dynamice, metody tepowinny być stosowane równolegle. Przykładem takiego podejścia jest projekt Alg@line.

Fot. 12. Nodularia spumigena.14© Hanna Mazur-MarzecZwiązki toksyczne produkowane przez sinicePoza opisanymi tu skutkami zakwitów sinic wynikającymi z gwałtownego i intensywnego wzrostuich biomasy, negatywny wpływ na środowisko jest szczególny, gdy zakwit tworzą gatunkizdolne do syntezy związków toksycznych (Tab. 1). Głównym producentem biotoksyn w Bałtykujest N. spumigena (Rys. 12). Choć w środowisku tym występuje wiele form morfologicznychtego gatunku, różniących się rozmiarami komórek i kształtem nici, wszystkie dotychczas badaneszczepy cechuje zdolność syntezy związku o nazwie nodularyna (NOD) (Rys. 13). N. spumigena jestjedynym znanym obecnie organizmem, który taką zdolność posiada. Występowanie tego gatunkunie ogranicza się tylko do Morza Bałtyckiego. Tworzy on zakwity w estuariach i słonawych jeziorachAustralii i Nowej Zelandii, a także słonych jeziorach i lagunach USA, Meksyku i Urugwaju, jestcyklicznym peptydem zbudowanym z pięciu aminokwasów, z których część syntezowanych jestjedynie przez sinice (Sivonen i in. 1989).W trakcie zakwitu N. spumigena, odnotowuje się dużą różnorodność zarówno w rozkładzie skupisksinicowych, jak i w stężeniu toksyn. Według Kankaanpä i in. (2009), w wodach powierzchniowychpółnocnego Bałtyku notowano stężenie toksyny było w zakresie 0,074 µg/L-2,45 µg/L. W próbkachfitoplanktonu z Cieśnin Duńskich zmierzone wartości stężeń sięgały 565 µg/L. W wodachprzybrzeżnych Zatoki Gdańskiej, okresowo skupiska cyjanobakaterii formują gruby kożuch, a stężenienodularyny osiąga wartość nawet ponad 25.000 µg/L (Mazur-Marzec i in. 2006). W otwartychwodach Bałtyku, ze względu na mniejszą liczebność komórek, wartości te nie przekraczają kilkumikrogramów w litrze (Repka i in. 2004). W przeliczeniu na biomasę N. spumigena, stężenia nodularynysą zwykle wyższe niż innych toksyn produkowanych przez cyjanobakterie. Najwyższe stężenietej toksyny w suchej masie wynosiło 18,1 mg/g s.m. i oznaczono je w Zatoce Botnickiej. Natomiastśrednie wartości oznaczone w trakcie zakwitu, o różnym udziale toksycznego gatunku N. spumigena,zawierały się w zakresie od

kg), o strukturze i toksyczności podobnej do nodularyny (Rys. 14). Najistotniejszymi producentamimikrocystyn w Bałtyku są sinice z rodzaju Microcystis i Anabaena. Ich obecność częściej można odnotowaćw strefie przybrzeżnej, o niższym zasoleniu wód; chociaż występują także również w wodachotwartego morza (Karlsson i in. 2005). Nie wszystkie jednak szczepy wymienionych rodzajównależą do sinic toksycznych. Według dotychczas opublikowanych prac, stężenia mikrocystynw wodach Bałtyku nie przekraczały 5 µg/L (Mazur i in. 2003, Karlsson i in. 2005).Wykazano, że niektóre z występujących w Bałtyku szczepów z rodzaju Anabaena produkują równieżneurotoksynę o nazwie anatoksyna-a (LD 50=250 µg/kg) (Rys. 15).AddaCH 3H3 CH O H HH NHNHH 3C H CH 3H H OH 2NCNHOArgHD-GluHNCOOHOHHCH 3CH 3O HOCH 3D-MeAspNNHCOOHMdhbNatomiast w próbkach z zakwitów sinic Aphanizomenon flos-aquae i Nodularia spumigena zidentyfikowanoinną neurotoksynę – β-N-metyloamino-L-alaninę (BMAA) (Rys. 16) (Jonasson i in. 2010).Występowanie tego związku w ekosystemie wyspy Guam na Pacyfiku łączy się z wysokim wskaźnikiemzapadalności na choroby neurodegeneracyjne wśród lokalnej ludności (Cox i in. 2003). Przypadkizachorowań oraz hipotezę odnośnie ich przyczyny przedstawił w swojej książce pt. „Wyspadaltonistów i wyspa sagowców” amerykański profesor neurobiologii i pisarz Oliver Sacks (2000).Ponadto, u większości sinic obecne są związki z grupy lipopolisacharydów (LPS). Kontaktz LPS może wywoływać u ludzi i zwierząt objawy typowe dla grypy: stany gorączkowe,dreszcze, kaszel, ból gardła.NHRys. 13. Struktura nodularyny.D-GluMdhaH COOH CH 3 OAddaNHNNHCH H3H3 CO CH 2H O H HOHH3CNH H CH 3HNH 3C H CH 3H H HN XO ZO H COOH OD-AlaOKankaanpää i in. (2009) oszacowali, iż w Bałtyku sinice produkują w ciągu roku około 1.000--40.000 razy więcej toksyn niż wynosi całkowity ładunek antropogenicznych zanieczyszczeńorganicznych, takich jak PCB czy DDT. Obecnie uważa się, że czynniki takie jak temperatura, intensywnośćpromieniowania słonecznego czy stężenie soli odżywczych mają niewielki wpływ naprodukcję związków szkodliwych przez sinice (Kurmayer i Christiansen 2009). Czynniki te mogąnatomiast stymulować masowy rozwój sinic toksycznych i tym samym powodować zwiększeniestężenia toksyn w wodzie.Rys. 14. Struktura mikrocystyny.+ O CH 3NHD-MeAspNasza wiedza o szkodliwości związków produkowanych przez sinice oparta jest głównie na wynikachdoświadczeń laboratoryjnych prowadzonych na organizmach testowych lub w tzw. testachin vitro (w probówce), znacznie mniej wiemy o skutkach ekosystemowych lub wpływie toksycznychzakwitów na człowieka.Rys. 15. Struktura anatoksyny-a.H 3CHNNH 2OOHRys. 16. Struktura BMAA.15

Losy toksyn sinicowych w środowiskuW trakcie rozwijającego się zakwitu sinic, większość toksyn produkowanych przez te organizmywystępuje w komórkach. Dopiero w toku starzenia się i zamierania zakwitu, toksyny uwalniane sądo wody w wyniku rozpadu komórek.Zarówno nodularyna, jak i mikrocystyny należą do związków trwałych i mogą pozostawać w wodzieprzez wiele dni po zakwicie. Jednak intensywne mieszanie się mas wody m.in. w wyniku falowania,powoduje dość szybkie rozcieńczanie i spadek stężenia związków szkodliwych produkowanychprzez sinice. Choć wykazano, iż cyjanotoksyny ulegają zniszczeniu pod wpływem promienisłonecznych (fotodegradacja), to jednak proces ten nie ma dużego znaczenia w środowisku naturalnym.Toksyczne zakwity występują bowiem w wodach eutroficznych, a więc o znacznym stopniuzmętnienia i ograniczonej penetracji promieni słonecznych.Degradacja mikrobiologiczna toksyn sinicowych rozpuszczonych w wodzie może przebiegać szybko,ale czasem obserwuje się fazę lag (opóźnienia) tego procesu. Opóźnienie to może być spowodowanebrakiem dostatecznej liczby bakterii zdolnych przeprowadzić rozkład nodularyny czy mikrocystyn.Ponadto, aktywność bakterii w kierunku degradacji toksyn sinicowych wymaga czasem okresuadaptacji metabolicznej i uruchomienia syntezy odpowiednich enzymów. Gdy proces ten już się rozpocznie,jego przebieg jest zwykle szybki i zajmuje jeden lub najwyżej kilka dni (Edwards i in. 2008).Po zakwicie, część komórek sinic, wraz z zawartymi w nich toksynami opada na dno. W osadachpółnocnego Bałtyku sumaryczne stężenia hepatotoksyn sinicowych, mikrocystyn i nodularyny,wynosiły 0,4-20 ng/g (Kankaanpää i in. 2009). W osadach Zatoki Fińskiej i Zatoki Gdańskiej stężeniatych związków zawierały się w zakresie odpowiednio 1,4-342 ng/g oraz

Rys. 18. Polskie wybrzeże wiosną 2011 roku.© Anna MarzecKarlsson i in. 2005, Mazur-Marzec i in. 2007). Przy takich stężeniach toksyny 5 g świeżego omułka mogłobyspowodować śmierć myszy o wadze 20 g. W przypadku człowieka, którego waga jest znaczniewiększa, nie są to stężenia śmiertelne, jednak bliskie dopuszczalnej dawce dziennej przy chronicznymnarażeniu (0,04 µg/kg). W badanych omułkach większość nodularyny (90%) kumulowała sięw gruczołach trawiennych. Małże, stanowiąc pożywienie dla ryb i ptaków, są dla tych organizmówźródłem skażenia toksynami sinicowymi. Szkodliwy wpływ nodularyny i mikrocystyn dla ryb wykazaliw swoich badaniach m.in. Andersen i in. (1993) oraz Fladmark i in. (1998). Nowotwory wątroby orazwyraźne histopatologiczne zmiany w komórkach wątroby obserwowano również w przypadku rybbałtyckich (Wiklund i Bylund 1994, Kankaanpää i in. 2005). Ponadto wykazano negatywny wpływtoksyn sinicowych na wczesne stadia rozwojowe ryb (Wiegand i in. 1999, Tymińska i in. 2005). WedługDreves i in. (2007), liczebność populacji storni w Zatoce Fińskiej, w obszarze zakwitu sinic, byłaniższa ze względu na obecność toksyn. Badania kumulacji nodularyny w rybach Bałtyckich wykazałyniższe stężenie tej toksyny w tkankach i narządach ryb planktonożernych, takich jak śledź czy łosoś(2,5-6,5 ng NOD/g s.m.) (Sipiä i in. 2007). Najwyższe stężenia zmierzono w wątrobie fląder (Platichthusflesus); w Zatokach Fińskiej i Gdańskiej osiągały one wartości odpowiednio 0,41 µg i 0,49 µg NOD/gs.m. (Sipiä i in. 2002, Mazur-Marzec i in. 2007). W mięśniach tych ryb, czyli częściach jadalnych, stężenianodularyny były znacznie niższe; najczęściej poniżej 1 ng NOD/g s.m. Należy jednak pamiętać,że wartości podawane w publikacjach odnoszą się do próbek zintegrowanych, czyli przedstawiająwartości uśrednione. Badania pojedynczych ryb wykazały istotne różnice w stężeniu toksyny, sięgająceniekiedy pond 90% oznaczonej wartości średniej (Kankaanpää i in. 2005). W niektórych przypadkachzawartość nodularyny w wątrobie poszczególnych storni była zbliżona do dopuszczalnejdawki dziennej tej toksyny. W związku z tym zaleca się, aby nie spożywać wątroby ryb odławianychw obszarze zakwitu N. spumigena. W Australii uznaje się, że małże i ryby zawierające odpowiednio1,5 µg/kg oraz 0,25 µg/kg nodularyny lub mikrocystyny nie mogą być przeznaczone do konsumpcji.18Zawarte w małżach toksyny mogą kumulować się również w organizmach ptaków wodnych.U edredonów (Somateria mollissima), żywiących się omułkiem, zawartość nodularyny w wątrobiewynosiła 3-180 ng NOD/g s.m., a więc mniej niż w przypadku storni czy omułka. Związek ten wykrytorównież w piórach, które są miejscem depozycji toksyn kumulowanych przez ptaki (Sipiä i in.2008). Przyjmuje się, że tylko kilka procent nodularyny przechodzi z pożywieniem do organizmówz wyższych poziomów łańcucha pokarmowego, mamy więc raczej do czynienia z biorozcieńczaniemniż z biomagnifikacją.Stężenie nodularyny w organizmach Bałtyckich było proporcjonalne do intensywności zakwituN. spumigena. Choć po zakwicie notuje się sukcesywny spadek toksyny we wszystkich badanychelementach środowiska, to jednak jej obecność w osadzie, omułku i rybach jest wykrywana nawetkilka miesięcy po zakwicie.

© Dariusz Bógdał / WWF Polska

Rys. 19. Zakwit sinic u wybrzeży Finlandii w 2004 roku.20© Päivi Rosqvist / WWF-FinlandNależy również zaznaczyć, że choć okresowo stężenie toksyn sinicowych w Morzu Bałtyckim jestwysokie, to jednak mało jest przykładów ich szkodliwego działania na organizmy wodne. Jednąz przyczyn może być ewolucja odporności organizmów bałtyckich względem cyjanotoksyn. Wydajesię to uzasadnione wobec udokumentowanej kilkutysiącletniej obecności sinic w Morzu Bałtyckim.Inną przyczyną może być skuteczne usuwanie nodularyny i innych szkodliwych związkówsinicowych poprzez ich szybkie rozcieńczanie lub degradację przez mikroorganizmy. Ponadto, organizmywodne mogą selektywnie odżywiać się fitoplanktonem, unikając sinic m.in. ze względuna ich niską wartość odżywczą. Z kolei mobilność ryb pozwala im omijać obszar objęty zakwitem.Sinice stanowią zagrożenie głównie dla organizmów osiadłych, zwłaszcza nieselektywnie odżywiającychsię filtratorów. Stąd też odnotowywane stężenia nodularyny u omułka były najwyższespośród wszystkich badanych organizmów.Analizując skutki toksycznych zakwitów sinic, koncentrujemy się głównie na zmianach występującychna poziomie komórek i narządów badanych organizmów. Tymczasem, mogą one równieżpowodować zmiany behawioralne zarówno u bezkręgowców, jak i kręgowców. Tego typuzmiany przejawiają się ograniczoną sprawnością i przeżywalnością organizmów w różnych stadiachich rozwoju, spadkiem ilości przyjmowanego pokarmu, tempa wzrostu czy reprodukcji.W takiej sytuacji mamy do czynienia z pośrednimi skutkami zakwitów sinic, które są trudniejszedo oszacowania.Wpływ toksycznych sinic na zdrowie człowieka i zwierzątChoć głównym miejscem życia sinic jest środowisko wodne, to najlepiej udokumentowane skutkiszkodliwego działania produkowanych przez nie toksyn odnoszą się do organizmów lądowych,w tym człowieka. Pierwsza publikacja dotycząca negatywnych efektów działania zakwitu N. spumigenaukazała się w 1878 r. George Francis (1878) opisał w niej przypadek masowej śmierci zwierzątdomowych i dziko żyjących, pojonych wodą z płytkiego, przybrzeżnego jeziora Aleksandrinaw Południowej Australii. W tym czasie, woda jeziora była słonawa; upalne lato oraz mały napływwody rzecznej stwarzały dogodne warunki do rozwoju gatunku N. spumigena. Francis stwierdził, żeśmierć kilkuset zwierząt – koni, owiec, psów, świń – następowała w ciągu 1-15 godzin od spożyciaskażonej wody lub utworzonych przy brzegu kożuchów. Od tego czasu notowano wiele przypadkówzatrucia zwierząt spowodowanych kontaktem z sinicami. Miały one miejsce m.in.w Australii, południowej Afryce i Kanadzie. W niektórych przypadkach ofiarami padało nawetokoło dwóch tysięcy sztuk zwierząt (Falconer 2005). Śmierć zwierząt domowych związana z zakwitamiN. spumigena odnotowano również w rejonie Morza Bałtyckiego: w Szwecji (Lundberg i in.1983, Lind i in. 1983, Edler i in. 1985), w Danii (Lindstrøm 1976), w Niemczech (Gussmann i in. 1985,Nehring 1993) i w Finlandii (Persson i in. 1984). Ofiarami były m.in. psy, kaczki i młode bydło. Obja-

wy zatrucia ujawniały się już w kilka godzin po kontakcie z sinicami i obejmowały m.in. wymiotyi biegunkę. Niektóre ze zwierząt umarły w wyniku zaburzeń krążenia spowodowanych nadmiernymnapływem krwi do wątrobyCzy zakwity sinic mogą zagrażać również człowiekowi? Jak pokazuje raport przygotowanyprzez Światową Organizację Zdrowia (WHO 2003), ważnym źródłem zagrożenia sinicamidla ludzi może być rekreacyjne korzystanie z wód objętych zakwitem.Do przyjęcia dużych dawek toksyn dochodzi często w trakcie uprawiania sportów wodnych takich jakpływanie, żeglarstwo, surfing czy narty wodne. Wówczas może nastąpić przypadkowe połknięcie wodyzawierającej sinice oraz wdychanie aerozoli, w których również mogą znajdować się komórki sinic lubich toksyny. Szacując potencjalne zagrożenie, jakie łączy się z tą drogą ekspozycji należy pamiętać, żetoksyczność związków wchłoniętych do organizmu poprzez układ oddechowy jest często większa niżgdy pobierane są drogą pokarmową. Wśród grup o podwyższonym ryzyku są dzieci, które więcej czasuspędzają na zabawie w wodzie; nie zniechęca ich też mało estetyczny wygląd i zapach wody, a formującesię przy brzegu gęste kożuchy sinicowe są często dodatkową atrakcją.Cyjanotoksyny mogą być też obecne w wodzie pitnej oraz w wodzie stosowanej do dializy – jeżelipochodzi z ujęć powierzchniowych i gdy proces oczyszczania nie jest w pełni skuteczny. Dla jednegoz analogów mikrocystyn, mikrocystyny MC-LR, ustalono, iż dopuszczalna wartość stężeniaw wodzie pitnej wynosi 1 µg/L. Wprawdzie nie ma formalnych zaleceń odnoście bezpiecznegostężenia nodularyny w wodzie, jednak ze względu na podobny mechanizm działania i taką samątoksyczność, przyjmuje się analogiczną wartość jak dla M-LR.Należy również uwzględnić narażenia osób przez spożywanie produktów, które mogą być skażonetoksynami sinicowymi, np. suplementy diety produkowane z sinic, ryb i owoców morza. Dopuszczalnedzienne pobranie nodularyny i mikrocystyny z pożywieniem (TDI) wynosi 0,04 µg na kg wagiciała (Kuiper-Goodman i in. 1999). Dla osoby o wadze 60 kg, oznacza to 2,4 µg toksyny. Ilość ta możebyć łatwo przekroczona podczas uprawiania sportów wodnych. Jest to zwłaszcza prawdopodobnew przypadku zakwitu tak efektywnego producenta toksyn, jakim jest N. spumigena. Przełknięciekilku mililitrów „zupy sinicowej” wiąże się z realnym zagrożeniem, zwłaszcza gdy dochodzi doRys. 20. Okolice Gdyni, koniec maja 2011 roku.tego systematycznie podczas codziennych wakacyjnych kąpieli w morzu. Falconer i in. (1999) wyróżnilikilka stanów zagrożenia dla kąpiących się, wynikających z obecności toksycznych sinic w wodzie.Można je zdefiniować na podstawie liczby komórek, stężenia chlorofilu lub stężenia toksyn. Pierwszeobjawy chorobowe spowodowane kontaktem sinicami mogą pojawić się przy gęstości zakwitu rzędu100 tys. komórek/L. Z najwyższym stopniem ryzyka mamy natomiast do czynienia, gdy tworzą siękożuchy, a gęstość populacji sinic sięga 100 mln komórek/L. Dla przeciętnego użytkownika kąpielisk 21© Anna Marzec

ważna jest praktyczna rada, według której sami możemy ocenić stopień zagrożenia. Jeżeli wejdziemydo morza czy jeziora po kolana a zmętnienie wody spowodowane obecnością sinic utrudni namzobaczenie własnych stóp, wówczas powinniśmy powstrzymać się od kąpieli (Falconera i in. 1999).© Anna MarzecZalecenia WHO dotyczące bezpiecznego użytkowania kąpielisk (WHO 2008) oraz Dyrektywa Kąpieliskowa2006/7/WE uchwalona 15 lutego 2006 r. odnoszą się do samej obecności sinic i możliwościich rozmnażania. Nie przewidują jednak pomiaru stężenia toksyn. Taki sposób oceny jakościwody na kąpieliskach, choć chwilowo mało precyzyjny i oparty jedynie na subiektywnych odczuciach(zmiana barwy, zmętnienie, zapach) wydaje się słuszny. Bowiem nasza wiedza o aktywnychzwiązkach produkowanych przez sinice i ich wpływie na zdrowie człowieka jest wciąż niekompletna.Ocena dokonana na podstawie analizy jednego tylko związku, jak wcześniej proponowano(Falconer i in. 1999), może być nieadekwatna do faktycznego zagrożenia. Ocenę zagrożenia dodatkowoutrudnia fakt, iż w przypadku niektórych sinic reakcja w postaci zaczerwienienia, wysypkina skórze czy podrażnienia śluzówek może pojawić się także wówczas, gdy ilość tych mikroorganizmóww wodzie jest niewielka. Należy też wziąć pod uwagę szczególną wrażliwość niektórychosób na związki produkowane przez sinice.Rys. 21. Zakwit sinic w pobliżu ujścia Wisły w czerwcu 2011 roku.22Wiele przypadków zatruć ludzi toksynami sinicowymi zostało opisanych przez Kuiper-Goodmani in. (1999) w publikacji wydanej pod auspicjami WHO. Najbardziej dramatyczny wypadek wydarzyłsię w Centrum Dializ w Caruaru w Brazylii, gdzie doszło do zatrucia 117 pacjentów, z czego 100 doznałopoważnego uszkodzenia wątroby, a 50 zmarło. Przyczyną były związki produkowane przezsinice obecne w niedostatecznie oczyszczonej wodzie podanej do dializy. Przeszło 10 lat wcześniej,w Brazylii odnotowano masowe zatrucia ludzi po wypiciu wody z ujęć powierzchniowychobjętych zakwitami sinic (Microcystis i Anabaena). Około 2.000 pacjentów odczuwało różnego rodzajudolegliwości ze strony układu pokarmowego; a z tego 88 pacjentów zmarło. Do częstychi licznych przypadków zatruć toksynami sinicowymi dochodziło również w Australii. Ponadto, sądzisię, że podwyższona liczba przypadków nowotworów wątroby w południowo-wschodniej częściChin mogła mieć związek z obecnością toksyn sinicowych w zbiornikach, skąd czerpano wodędo picia. Przykłady narażenia ludzi na działanie cyjanotoksyn w trakcie rekreacyjnego korzystaniaz wód pochodzą m.in. z Kanady (13 osób), Wielkiej Brytanii (20 osób) i Australii (852 osoby).W rejonie Morza Bałtyckiego, mimo intensywnych zakwitów sinic toksycznych, przypadki zatruć sąsłabiej udokumentowane. Na obszarze Polski północnej, nad Jeziorem Barlewice, Bertolt Benecke,profesor medycyny w Uniwersytecie w Królewcu, już w 1884 r. odnotował masową śmierć ptaków,ryb i zwierząt hodowlanych, a także przypadki podrażnienia skóry u ludzi, którzy mieli kontaktz wodą z jeziora (Codd i in. 2004).

W drugiej połowie lat 1920. pruski uczony Jeddeloh opisał zatrucia ludzi mieszkających nad ZalewemWiślanym (Jeddeloh 1939). U chorych obserwowano silne bóle i sztywności mięśni, bólebrzucha, trudności z oddychaniem, mdłości. Objawy zatrucia ujawniały się zwykle 18 godz. pozjedzeniu ryb. Odnotowano również liczne przypadki zachorowań i śmierci ptactwa wodnegoi dzikiej zwierzyny. Chorobę tę opisano jako Haffkrankheit (Haff disease). Do zatruć o podobnychobjawach doszło również w Szwecji w 1942 (Berlin i in. 1948). W obu przypadkach, zatrucia skojarzonoz zakwitem sinic z rodzaju Anabaena, który wystąpił w wodach, skąd odławiano spożywaneryby. Brak jest jednak dowodów, że to rzeczywiście sinice były przyczyną zachorowań.Obecnie, w rejonie Morza Bałtyckiego, realność takiego zagrożenia jest mała. Mięśnie ryb zawierająbowiem niewielkie ilości opisanych tu cyjanotoksyn. Jedynie systematyczne spożywanie małżylub wątrób niektórych ryb mogłoby być dla nas niebezpieczne. Nie można jednak wykluczyć, żeodnotowane wcześniej przypadki zatruć były spowodowane przez nieznane nam metabolity sinic,które nie są jeszcze przedmiotem analiz.Modelowym przykładem badań nad szkodliwymi skutkami zakwitów sinic może być Finlandia. Poszczególnie intensywnych zakwitach sinic w 1997 roku, wprowadzono tam systematyczny monitoringwód, obejmujących ponad 300 punktów kontrolnych, łącznie z kąpieliskami. Program tenprowadzony był przez Fiński Instytut Środowiska (SYKE), we współpracy z lokalnymi agencjami ds.środowiska. Od 1998 r., w okresie letnim instytucja ta uruchamiała połączenie telefoniczne, gdziemożna było uzyskać informacje o sinicach. W ciągu roku średnia liczba połączeń wynosiła 350,a w przypadku szczególnie upalnego lata nawet 670. Również całodobowe Centrum Informacjio Zatruciach przy Szpitalu Uniwersytetu w Helsinkach otrzymuje w lecie średnio około 100 telefonówdotyczących ostrych przypadków zatruć przypisywanych sinicom. W 1997 roku, do Centrumzgłosiło się ponad 350 pacjentów.W Morzu Bałtyckim, poza sinicami, do producentów związków toksycznych należą również bruzdnice(Dinophyceae). U ludzi związki produkowane przez bruzdnice mogą wywołać poważne dolegliwościgastryczne i neurologiczne. Na świecie, każdego roku notuje się prawie 2.000 przypadkówzatruć, z czego 15% kończy się śmiercią (Hallegraeff 2003). W Bałtyku występuje około 230 gatunkówbruzdnic; do potencjalnych producentów toksyn należą organizmy z rodzaju Alexandrium, Dinophysisi Prorocentrum. W niektórych przypadkach bruzdnice zostały przetransportowane do Bałtykuw zbiornikach balastowych statków, gdzie mogły przetrwać w postaci cyst (Hallegraeff 2003).W 2004 r., IMO podpisało Międzynarodową Konwencję o Kontroli w Zarządzaniu Wodami BalastowymiStatków i Osadu (IMO 2004), która ma na celu ograniczenie introdukcji gatunków obcych,w tym toksycznych glonów, przez transport morski.© Mauri Rautkari / WWF-CanonRys. 22. Niemcy, zakwit sinic przy plaży Syltu w 2008 roku.23

KOŃCOWE UWAGI I PODSUMOWANIE....................................................................................................................................Masowe zakwity sinic w Morzu Bałtyckim są skutkiem eutrofizacji środowiska; jednocześnie łączą sięz tak ważnymi problemami tego ekosystemu jak zaburzenie równowagi ekologicznej, deficyt tlenuw wodach przydennych, spadek bioróżnorodności oraz pogorszenie stanu sanitarnego wód. Zatrzymanieprocesu degradacji środowiska Morza Bałtyckiego oraz zapewnienie dalszego zrównoważonegorozwoju wymaga zintegrowanych działań wszystkich państw leżących w tym rejonie.W 2007 roku w celu poprawy stanu Morza Bałtyckiego, Komisja Helsińska podjęła inicjatywę realizacjiBałtyckiego Planu Działań BPD (Baltic Sea Action Plan – BSAP) (HELCOM 2007). Plan tenjest zgodny z kluczowymi dyrektywami Unii Europejskiej m.in. Dyrektywą Azotanową (1991) czyRamową Dyrektywą Wodną (2000), jak również Ramową Dyrektywą w sprawie Strategii Morskiej(2008). W Polsce, wszelkie programy podejmowane celem osiągnięcia dobrego stanu wód i obniżeniaeutrofizacji muszą być zgodne z ustawą Prawo wodne, transponującą zapisy Ramowej DyrektywyWodnej.24© Päivi Rosqvist / WWF FinlandBPD jest przykładem wdrażania Europejskiej Strategii dla regionu Morza Bałtyckiego (2010), którejcelem jest m.in. stworzenie warunków dla zrównoważonego rozwoju dobrobytu przy jednoczesnymzachowaniu dobrego stanu środowiska w regionie. Bałtycki Plan Działań zakłada osiągnięciedobrego stanu ekologicznego środowiska Morza Bałtyckiego do 2021 roku. Państwauczestniczące w BPD, zobowiązały się do opracowania wstępnych Krajowych ProgramówWdrażania (KPW) do roku 2010. Ostateczne ustalenia zostaną podjęte na konferencji ministerialnejw 2013 roku. Walka z eutrofizacją, główną przyczyną zakwitów sinic, jest również jednym z zadańbadawczych prowadzonych na rzecz Morza Bałtyckiego w ramach programu BONUS 169.Ważnym celem tego programu jest nawiązanie ściślejszej współpracy pomiędzy nauką, politykąi społeczeństwem.Dotrzymanie podpisanych zobowiązań wymaga szeregu działań podejmowanych na różnych poziomachorganizacji państwa, od indywidualnych obywateli i gospodarstw domowych począwszy,na całych sektorach gospodarki oraz instytucjach administracji państwowej kończąc. Działaniate obejmują m.in.: ograniczenie wypłukiwania związków odżywczych z gleby, np. poprzez sadzenieroślin na brzegach rzek i jezior, które stanowią naturalną strefę buforową, właściwą gospodarkęnawozami, organicznie ilości zanieczyszczeń pochodzących z farm zwierzęcych, ogólne porządkowaniegospodarki wodno-ściekowej, w tym budowę i modernizację oczyszczalni ścieków,wprowadzenie nowych technologii ograniczających emisję gazowych form azotu do atmosfery,wycofywanie z handlu detergentów bogatych w polifosforany.

Skuteczna realizacja podejmowanych zobowiązań, w tym głównie zmniejszenie ilości związkówodżywczych trafiających do Morza Bałtyckiego z rzekami i z depozycją atmosferyczną, przyczynisię z pewnością do zahamowania eutrofizacji, a co za tym idzie i do zmniejszenia intensywnościszkodliwych zakwitów sinic. Proces ten jest jednak długotrwały, a jego pozytywny efekt zależyw dużej mierze od determinacji społeczeństw zamieszkujących kraje położone w zlewni MorzaBałtyckiego.Tymczasem, bezpieczeństwo osób uprawiających wszelkiego rodzaju sporty wodne nad Bałtykiem(pływanie, nart wodne, surfing) zależy w dużej mierze od sprawnego działania systemu ostrzeganiao możliwym zagrożeniu. Jak wspomniano w tekście, aktualnie jedynym obowiązującym kryteriumoceny ryzyka związanego z masowym rozwojem sinic jest wyraźna zmiana zabarwienia wody. Nieoznacza to jednak, że przykre dolegliwości w postaci wysypki czy podrażnienia skóry nie pojawiąsię również wówczas, gdy obecność sinic jest ledwo zauważalna. Możliwe są również sytuacje,w których kąpieliska są zamykane, choć zagrożenie faktycznie nie występuje. Podstawowym problememjest brak wiarygodnych parametrów, które w sposób szybki i jednoznaczny pozwoliłybyokreślić, czy obecność sinic na kąpielisku oznacza realne zagrożenie dla jego użytkowników. Choćdużo wiemy dziś o działaniu takich toksyn sinicowych jak nodularyna i mikrocytsyny, to jednak naszawiedza o wpływie na człowieka spozostałych związków wytwarzanych podczas zakwitu sinic,w tym przez inne towarzyszące mu patogenne bakterie, jest wciąż ograniczona.25

© Darek Bógdał / WWF Polska

LITERATURA....................................................................................................................................Andersen R. J., Luu H. A., Chen D. Z.X., Holms C. F.B., Kent M. L., Le Blanc M., Taylor F. R. J., Williams D. E., 1993. Chemical and biologicalevidence links microcystins to salmon net pen liver disease. Toxicon, 31 (10), 1315–1323.Berlin R., 1948. Haff disease in Sweden. Acta Medica Scandinavica, 129, 560-572.Bianchi T. S., Engelhaupt E., Westman P., Andr´en T., Rolff C., Elmgren R., 2000. Cyanobacterial blooms in the Baltic Sea: natural or human--induced? Limnology and Oceanography, 45 (3),716–726.Codd G.A., Oberemm A., Tarczyńska M., 2004. Recognition and awareness rising of toxic cyanobacterial blooms and associated poisoningsat Lake Barlewice, Poland, in 1884 and recent cyanobacterial toxin analyses. Ecohydrology and Hydrobiology, 4 (1), 3-6Conley D.J., Humborg C., Rahm L., Savchuk O.P., Wulff F., 2002. Hypoxia in the Baltic Sea and basin-scale changes in phosphorous biogeochemistry.Environmental Science and Technology 36, 5315-5320.Cox P.A., Banack S.A., Murch S. J., 2003. Biomagnification of cyanobacterial neurotoxins and neurodegenerative disease among theChamorro people of Guam. Proceedings of National Academy of Science, 100 (23), 13380–13383.Diaz R.J., Rosenberg R., 2008. Spreading Dead Zones and Consequences for Marine Ecosystems. Science, 321, 926-929.Drevs T., Jaanus A., Vahtmäe E., 2007. Effect of cyanobacterial blooms on the abundance of the flounder Platichthys flesus (L.) in the Gulfof Finland. Estonian Journal of Ecology, 56 (3), 196–208.Dyrektywa 2006/7/WE z dnia 15 lutego 2006 roku Parlamentu Europejskiego i Rady Europy dotycząca zarządzania jakością wody w kąpieliskach,uchylająca dyrektywę 76/160EWG.Dyrektywa 91/676/EEC Europejskiej Wspólnoty Gospodarczej z dnia 12 grudnia 1991 r. dotycząca ochrony wód przed zanieczyszczeniamipowodowanymi przez azotany pochodzenia rolniczego.Dyrektywa 2008/56/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 17 czerwca 2008 r. ustanawiająca ramy działań Wspólnoty w dziedziniepolityki środowiska morskiego (dyrektywa ramowa w sprawie strategii morskiej)Edler L., Fernö S., Lind M. G., Lundberg R., Nilsson P.O., 1985. Mortality of dogs associated with a bloom of the cyanobacterium Nodulariaspumigena in the Baltic Sea. Ophelia, 24, 103–109.Edwards Ch., Graham D., Fowler N., Lawton L.A., 2008. Biodegradation of microcystins and nodularin in freshwater. Chemosphere 73,1315–1321.Emeis K.C., Struck U., Leipe T., Pollehne F., Kunzendorf H., Christiansen C., 2000. Changes in the C, N, P burial rates in some Baltic Seasediments over the last 150 years – relevance to P regeneration rates and the phosphorous cycle. Marine Geology, 167, 43-59.Falconer I.R., Humpage A.R., 1996. Tumour promotion by cyanobacterial toxins. Phycologia, 35 (Supl. 6), 74–79.Falconer I., Bartram J., Chorus I., Kuiper-Goodman T., Utkilen H., Burch M., Codd G.A., 1999. Safe levels and safe practice [W:] Toxic cyanobacteriain water: a guide to their public health consequences, monitoring and management. I. Chorus i J. Bartram (red.), WHO Publ.,E.& F.N. Spon, London, 113–153.Falconer I.R., 2005. Cyanobacterial toxins of drinking water supplies. Cylindrospermopsins and microcystins. Boca Raton Fl., CRC Press.Francis G., 1878. Poisonous Australian Lake. Nature 18(2), 11-12.Finni T., Kononen K., Olsonen R., Wallström K., 2001. The history of cyanobacterial blooms in the Baltic Sea. Ambio, 30 (4–5), 172–178.Fladmark K. E., Serres M.H., Larsen N. L., Yasumoto T., Aune T., Doskeland S. O., 1998. Sensitive detection of apoptogenic toxins in suspensioncultures of rat and salmon hepatocytes. Toxicon, 36 (1), 1101–1114.Gussmann H., Molzahn M.J., Bicks B., 1985. Vergiftungen bei Jungrindern durch die Blaualge Nodularia spumigena. Mh. Vet. Med. 40: 76-79.Hallegraeff G.M., 2003. Harmful algal blooms: a global overview. [W:] Mallegraeff G.M., Anderson D.M., Cembella A.D. (red.). Manual onharmful marine microalgae. Monographs on Oceanographic Methods 11. Unesco Publishing, Paryż, 25-49.HELCOM, 2007. Baltic Sea Action Plan, http://www.helcom.fi/stc/files/BSAP/BSAP_Final.pdfHELCOM, 2009. Eutrophication in the Baltic Sea – An integrated thematic assessment of the effects of nutrient enrichment in the BalticSea region. Baltic Sea Environment Proceedings 115B.IMO 2004. Konwencja dotycząca zarządzania okrętowymi wodami balastowymi i osadami http://www.imo.org/home.asp27

28Jeddeloh B.,1939. Haffkrankeit [Haff disease]. Ergebnisse in der inneren Medizin, 57, 138-82.Jonasson S., Eriksson J., Berntzon L., Spáčil Z, Ilag L.L., Ronnevi L.O., Rasmussen U., Bergman B., 2010. Transfer of a cyanobacterialneurotoxin within a temperate aquatic ecosystem suggests pathways for human exposure. Proceedings of National Academy of Science,www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.0914417107.Kankaanpää H., Sjövall O., Huttunen M., Olin M., Karlsson K., Hyvärinen K., Sneitz L., Härkönen J., Sipiä V.O., Meriluoto J.A.O., 2009. Productionand sedimentation of peptide toxins nodularin-R and microcystin-LR in the northern Baltic Sea, Environ. Pollution, 157 (157),1301–1309.Kankaanpää H., Turunen A.-K., Karlsson K., Bylund G., Meriluoto J.A.O., Sipiä V., 2005. Heterogeneity of nodularin bioaccumulation innorthern Baltic Sea flounders in 2002. Chemosphere, 59 (8), 1091–1097.Karjalainen M., Engström-Öst J., Korpinen S., Peltonen H., Päakkönen J.-P., Rönkkönen S., Suikkanen S., Viitasalo M., 2007. Ecosystem consequencesof cyanobacteria in the Northern Baltic Sea. Ambio, 36 (2–3), 195–202.Karjalainen M., Pääkkönen J.-P., Peltonen H., Sipiä V., Valtonen T., Viiasalo M., 2008. Nodularin concentrations in zooplankton and fishduring a cyanobacterial bloom. Marine Biology, 155 (5), 483–491.Karlsson K.M., Kankaanpää H., Huttunen M., Meriluoto J.A.O., 2005. First observation of microcystin-LR in pelagic cyanobacterial bloomsin the northern Baltic Sea. Harmful Algae, 4 (1), 163–166.Kononen K., 2001. Eutrophication, harmful algal blooms and species diversity in phytoplankton communities: examples from the BalticSea. Ambio 30, 184–189.Kuiper-Goodman T., Falconer I., Fitzgerald J., 1999. Human health aspect, [w:] Toxic cyanobacteria in water: a guide to their public healthconsequences,monitoring and management, I. Chorus i J. Bartram (red.), WHO Publ.,E. & F.N. Spon, London, 113–153.Kurmayer R., Christiansen G., 2009. The genetic basis of toxin production in Cyanobacteria. Freshwater Review, 2 (1), 31–50.Larsson U., Elmgren R., Wulff F., 1985. Eutrophication and the Baltic Sea: causes and consequences. Ambio 14, 9-14.Larsson U., Hajdu S., Walve J., Elmgren R., 2001. Baltic Sea nitrogen fixation estimated from the summer increase in upper mixed layertotal nitrogen. Limnology and Oceanography 46, 811-820.Lehtimäki J., Moisander P., Sivonen K., Kononen K., 1997. Growth, nitrogen fixation, and nodularin production by two Baltic Sea cyanobacteria.Applied Environmental Microbiology, 63 (5), 1647–1656.Lind M.G., Edler L., Fern S., Lundberg R., Nilsson P.O., 1983. Risken för algförgiftning har ökat. Hundar avled efter bad i södra Östersjön.Läkartidningen 80, 2734-2737.Lindstrøm E., 1976. Et utbrud af algeforgiftning blandt hunde. Dansk. Vet. Tidsskr. 59, 637-641.Lundberg R., Edler L., Fern S., Lind M.G., Nilsson P.O., 1983. Algförgiftning hos hund. Svesk Veterinärtidning 35, 509-519.Mazur H., Lewandowska J., Błaszczyk A., Kot A., Pliński M., 2003. Cyanobacterial toxins in fresh and brackish waters of Pomorskie Province(Northern Poland), Oceanological and Hydrobiological Studies, 32 (1), 15–26.Mazur-Marzec H., Żeglińska L., Pliński M., 2005. The effect of salinity on growth, toxin production, and morphology of Nodularia spumigenaisolated from the Gulf of Gdańsk, southern Baltic Sea. Journal of Applied Phycology, 17 (2), 171–179.Mazur-Marzec H., Meriluoto J., Pliński M., Szafranek J., 2006. Characterization of nodularin variants from the Baltic Sea using liquid chromatography/massspectrometry/mass spectrometry. Rapid Communication in Mass Spectrometry, 20 (13), 2023-2032.Mazur-Marzec H., Krężel A., Kobos J., Pliński M., 2006. Toxic Nodularia spumigena blooms in the coastal waters of the Gulf of Gdańsk:a ten-year survey. Oceanologia, 48 (2), 255–273.Mazur-Marzec H., Tymińska A., Szafranek J., Pliński M., 2007. Accumulation of nodularin in sediments, mussels, and fish from the Gulf ofGdańsk, southern Baltic Sea, Environmental Toxicology, 22 (1), 101–111.Moffitt M.C., Neilan B.A., 2001. On the presence of peptide synthetase and polyketide synthase genes in the cyanobacterial genus Nodularia.FEMS Microbiology Letters, 196 (2), 207–214.Moisander P.H., McClinton E., Paerl H.W., 2002. Salinity effects on growth, photosynthetic parameters, and nitrogenase activity in estuarineplanktonic cyanobacteria. Microbial Ecology, 43 (4), 432–442.Nehring S., 1993. Mortality of dogs associated with a mass development of Nodularia spumigena (Cyanophyceae) in a brackish lake atthe German North Sea coast. J. Plankton Research, 15 (7), 867–872.Ohta T., Sueoka E., Iida N., Komori A., Suganuma M., Nishiwaki R., Tatematsu M., Kim S. J., Carmichael W.W., Fujiki H., 1994. Nodularin, a potent

Inhibitor of protein phosphatases 1 and 2A, is a new environmental carcinogen in male F344 rat liver. Cancer Research, 54 (24), 6402–6406.Paerl H.W., Fulton R. S., 2006. Ecology of harmful cyanobacteria, [W:] Ecology of harmful algae. E. Granéli I J.T. Turner (red.), EcologicalStudies, 189 B, Springer, Berlin, Heidelberg, str. 95–109.Paerl H.W., Huisman J., 2008. Blooms like it hot. Science, 320, 57-58.Persson P.E., Sivonen K., Keto J., Kononen K., Niemi M., Viljamaa H., 1984. Potentially toxic blue-green algae (cyanobacteria) in Finnishnatural waters. Aqua Fennica 14, 147-154.Repka S., Meyerhofer M., von Brockel K., Sivonen K., 2004. Associations of cyanobacterial toxin, nodularin, with environmental factorsand zooplankton in the Baltic Sea. Microbial Ecology, 47, 350–358.Rezolucja Parlamentu Europejskiego 2009/2230(INI) z dnia 6 lipca 2010 r. w sprawie strategii Unii Europejskiej dla regionu Morza Bałtyckiegooraz roli makroregionów w przyszłej polityce spójności. http://ec.europa.eu/regional_policy/cooperation/baltic/index_en.htmSacks O., 2000. Wyspa daltonistów i wyspa sagowców, wyd. Zysk i S-ka, Poznań.Scalan D., 2001. Cyanobacteria: ecology, niche adaptation and genomics. Microbiology Today, 28, 128-130.Sipiä V.O., Kankaanpää H.T., Flinkman J., Lahti K., Meriluoto J.A.O., 2002. Time-dependent accumulation of cyanobacterial hepatotoxinsin flounders (Platichthys flesus) and mussels (Mytilus edulis) from the northern Baltic Sea. Environmental Toxicology, 16 (4), 330–336.Sipiä V.O., Kankaanpää H., Peltonen H., Vinni M., Meriluoto J.A.O., 2007. Transfer of nodularin to three-spined stickleback (Gasterosteusaculeatus L.), herring (Clupea harengus L.), and salmon (Salmo salar L.) in the northern Baltic Sea. Ecotoxicology and EnvironmentalSafety, 66 (3), 421–425.Sipiä V.O., Neffling M. R., Metcalf J. S., Nybom S. M.K., Meriluoto J.A.O., Codd G.A., 2008. Nodularin in feathers and liver of eiders (Somateriamollissima) caught from the western Gulf of Finland in June–September 2005. Harmful Algae, 7 (1), 99–105.Sivonen K., Kononen K., Carmichael W.W., Dahlem A.M., Rinehart K. L., Kiviranta J., Niemelä S. I., 1989. Occurrence of the hepatotoxiccyanobacterium Nodularia spumigena in the Baltic Sea and structure of the toxin. Applied Environmental Microbiology, 55 (8),1990–1995.Stal L. J., Albertano P., Bergman B., von Brockel K., Gallon J. R., Hayes P. K., Sivonen K., Walsby A. E., 2003. BASIC: Baltic Sea cyanobacteria. Aninvestigation of the structure and dynamics of water blooms of cyanbacteria in the Baltic Sea - responses to a changing environment.Continental Shelf Research 23, 1695–1714.Tamminen T., Andersen T., 2007. Seasonal phytoplankton nutrient limitation pattern as revealed by bioassay over Baltic Sea gradients ofsalinity and eutrophication. Marine Ecology Progress Series, 340, 121-138.Tymińska A., Mazur-Marzec H., Graczyk M., Pliński M., 2005. Effect of two different Nodularia spumigena extracts on Danio rerio eggsmortality and hatching time. Oceanological and hydrobiological Studies, 34 (Suppl. 3), 149–159.Vahtera E., Conley D. J., Gustafsson B.G., Kuosa H., Pitk¨anen H., Savchuk O.P., Tamminen T., Viitasalo M., Voss M., Wasmund N., Wulf F., 2007.Internal ecosystem feedbacks enhance nitrogen-fixing cyanobacteria blooms and complicate management in the Baltic Sea. Ambio,36 (2–3), 186–194.Wasmund N., Nausch G., Scneider B., Nagel K., Voss M., 2005. Comparison of nitrogen fixation rates determined with different methods:a study in the Baltic Proper. Marine Ecology Progress Series, 297, 23-31.Wiegand C., Pflugmacher S., 2005. Ecotoxicological effects of selected cyanobacterial secondary metabolites a short review. Toxicologyand Applied Pharmacology, 203 (3), 201–218.Wiklund T., Bylund G., 1994. Diseases of flounder (Platichthys flesus (L.) in Finnish coastal waters. [W:] Diseases and parasites of flounder(Platichthys flesus) in the Baltic Sea, G. Bylund i L.-G. Lönnström (red.), BMB Publ. No. 15, 49–52.WHO, 2008. Guidelines for Drinking-water Quality, Trzecie Wydanie, Tom 1, Recommendations. Geneva.29

CHRONIMY PRZYRODĘ Z LUDŹMI I DLA LUDZI....................................................................................................................................WWF jest jedną z największych na świecie organizacji zajmujących się ochroną przyrody.Od 50 lat działamy na rzecz powstrzymania degradacji środowiska naturalnego i stworzeniaprzyszłości, w której ludzie będą żyli w harmonii z przyrodą. W Polsce już od 10 lat zabiegamyo ocalenie najcenniejszych rzek i lasów, staramy się przeciwdziałać zmianom klimatu, chronimyMorze Bałtyckie.Prowadzimy projekt ochrony największych drapieżników – wilka, rysia i niedźwiedzia,oraz ssaków bałtyckich – foki i morświna. Walczymy z nielegalnym handlem ginącymigatunkami. Staramy się o to, aby rozwój gospodarczy Polski odbywał się z poszanowaniemprzyrody i potrzeb ludzi.Realizacja naszej misji nie byłaby możliwa, gdyby nie wsparcie jakie otrzymujemyze strony polskiego społeczeństwa.Ty też możesz nam pomóc wpłacając darowiznę na konto:78 1030 1999 7111 0002 6600 7168Dowiedz się więcej:www.wwf.plWWF Polskaul. Wiśniowa 3802-520 Warszawatel.: 022 849 84 69faks: 022 646 36 72