Czym zajmuje się „mokra ekologia”? Czy region północno-wschodniej Polski jest ciekawy z punktu widzenia hydrobiologów? Dlaczego warto wiedzieć, jak ekosystemy wodne reagują na stres i śledzić wodnych „migrantów”? O tym wszystkim mówi prof. dr hab. Andrzej Górniak - hydrobiolog z Uniwersytetu w Białymstoku. 

Pretekstem do naszej rozmowy jest jubileusz: Zakład Hydrobiologii świętował niedawno 25-lecie. Zacznijmy jednak od wyjaśnienia: czym hydrobiologia się zajmuje? Jakich elementów środowiska dotyczy?

Prof. dr hab. Andrzej Górniak, kierownik Katedry Ekologii Wód oraz Zakładu Hydrobiologii na Wydziale Biologii UwB: Hydrobiologia to szeroko rozumiany fragment ekologii - mówi się o nim „ekologia mokra”, ponieważ dotyczy ekosystemów wodnych. Hydrobiologia pokazuje zależności pomiędzy siedliskiem a organizmami roślinnymi i zwierzęcymi, a także zespołami, występującymi w wodzie.

Czy region podlaski, w którym państwa zespół najczęściej prowadzi badania, to obszar interesujący dla hydrobiologa? Jaką ma charakterystykę?

Region północno-wschodniej Polski ze względu na swoje geograficzne położenie jest specyficzny, odmienny od innych krajobrazów. Po pierwsze ze względu na nieco inny klimat, po drugie - ze względu na to, że u nas, w przeciwieństwie do wielu innych obszarów, zachowało się wiele miejsc, także obiektów wodnych, jeszcze nie przekształconych przez człowieka. Poza tym mamy szereg tak zwanych terenów podmokłych – wetlandów, torfowisk. One, ze względu na procesy, które w nich zachodzą, zasilają wody powierzchniowe w duże ilości materii organicznej, która z kolei modyfikuje wiele procesów, ale również kształtuje zespoły organizmów w wodach powierzchniowych. Z tego powodu na przykład wiele podlaskich rzek ma unikalny charakter, niespotykany w zachodniej Polsce, już nie mówiąc o górach. Nasz region reprezentuje taki przejściowy charakter pomiędzy strefą umiarkowaną a strefą borealną, czyli bardziej charakterystyczną dla krajobrazów północy Europy czy też Kanady, dlatego też często znajdujemy wspólny język z kolegami badaczami z tych regionów, którzy tam realizują swoje badania.

Pan i Pana zespół także prowadzicie badania za granicą, w różnych miejscach na świecie – w ostatnich latach badał Pan między innymi wody Mekongu w Wietnamie. Czy obserwacje, badania realizowane w innych częściach globu da się wykorzystać do oceny lub przewidywania tego, co dzieje się u nas?

Każdy region na Ziemi ma swoją specyfikę, natomiast prawa i procesy, jakie zachodzą w przyrodzie, wszędzie mają podobny charakter, ten sam mechanizm. Prowadzimy badania w różnych miejscach, żeby pokazać całe spektrum mechanizmów, jakie mogą występować w wodach na Ziemi. Chodzi nie tylko o problemy ochrony środowiska, ale przede wszystkim o rozwijający się obecnie tak zwany kierunek ekohydrologiczny: analizę interakcji pomiędzy procesami hydrologicznymi i sposobem wykorzystania wód. Chodzi o to, by nie naruszać ich zasobów, a wręcz odwrotnie – wzbogacać, ale też by nie doprowadzać do ubóstwa ekonomicznego danego obszaru. Nie zawsze najlepszym sposobem jest rezerwat – my, ludzie, też musimy mieć swoje miejsce. Powinniśmy jednak umieć gospodarować zasobami tak, żeby ich nie niszczyć i by zachować je dla potomnych.

Wspomniał pan, że hydrobiologia jest „mokrą ekologią”, czyli sama jest już wycinkiem pewnej subdyscypliny w zakresie nauk biologicznych. Ale w obrębie hydrobiologii też można wyodrębnić sporo specjalizacji. Co dokładnie badają białostoccy hydrobiolodzy, członkowie Pańskiego zespołu?

Mam w zespole badaczy, których specjalnie ukierunkowałem, nieraz po długich dyskusjach, żeby zajęli się zagadnieniami ekohydrologii, czyli wspomnianymi zależnościami pomiędzy procesami hydrologicznymi, bioróżnorodnością, a także rozwojem jakichś użytkowych technologii minimalizujących zniszczenia, zapewniających niską emisyjność gospodarki wodnej i tak dalej. Mamy specjalistkę z zakresu taksonomii i ekologii glonów, czyli fykologa. Mam zespół, w którym prowadzimy badania wody pod kątem mikrobiologicznym, związane z bakteriami i ewentualnie innymi ksenobiotykami. No i mamy też rozwijający się - myślę że całkiem dobrze - zespół hydromykologów, którzy zajmują się grzybami wodnymi. Bo trzeba pamiętać, że grzyby to nie tylko organizmy występujące na lądach, m.in. te, które konsumujemy. W wodzie też jest materia organiczna, np. humus, i to też jest podstawą dla rozwoju grzybów. Jednak one są po pierwsze mikroskopijne, poza tym bardzo charakterystycznie się rozmnażają, występują w różnych formach. Ze względu na swoje własne zainteresowania - mam w ramach prowadzonych przez nas badań kierunek klimatyczny, którym ostatnimi czasy troszeczkę intensywniej się zająłem. No i myślę, że w przyszłości będą jeszcze prace dotyczące gleboznawstwa...

Czyli białostocka hydrobiologia jest bardzo różnorodna, jeśli chodzi o specjalizacje. Pana osobiste zainteresowania są jeszcze bardziej rozległe. Czy to oznacza, że ten obszar badań wymaga interdyscyplinarnego, żeby nie powiedzieć holistycznego, spojrzenia?

Dokładnie. Zwłaszcza, że nasze środowisko - zarówno środowisko abiotyczne, jak i ożywione, czyli ta biota - w wielu miejscach nie jest jeszcze poznane, potrafi nas zaskakiwać. I żeby nas nie zaskakiwało, musimy przynajmniej mieć wyobrażenie, na jakich zasadach to wszystko działa. Dowiedzieć się jak najwięcej, spojrzeć z różnych perspektyw. Nie chodzi tylko o to, by się dowiedzieć, zaspokoić naukową ciekawość, ale by podpatrywać przyrodę, poznać jej mechanizmy, umieć zastosować je także dla naszego własnego bezpieczeństwa. Oczywiście już teraz wykorzystujemy do przewidywania rozwoju różnych ekosystemów i zjawisk w przyrodzie modelowanie matematyczne, oparte na wielu danych, którymi już dysponujemy. Okazuje się jednak, że to nasze modelowanie jest mało dokładne i często się mylimy. Nawet wprowadzana ostatnio bardzo intensywnie sztuczna inteligencja - no niestety nie daje rady z przewidywaniem wszystkich zjawisk w przyrodzie.

Przywołajmy kilka konkretnych przykładów: co Państwo badacie lub badaliście tu w naszym regionie? Jakie wody? I co w tych wodach?

Może zacznę od tego, że wraz ze studentami prowadziliśmy ostatnio roczną analizę dynamiki fitoplanktonu w naszych oczkach na terenie kampusu uniwersyteckiego. To stosunkowo nowe obiekty, całkowicie antropogeniczne. Pokazują nam, jak na fitoplankton oddziałują wody o różnym pochodzeniu. Bo mamy oczka zasilane wodami podziemnymi, mamy te, do których spływa woda opadowa, a także zbiorniki z wodą, która wcześniej przechodzi przez nasze zielone dachy. To zróżnicowanie wody w oczkach od razu odbija się na strukturze glonów. Co ciekawe, nasze konkluzje mogą wykorzystać np. architekci przy planowaniu różnych inwestycji, czyli badania mają też aspekt praktyczny.

W ostatnim czasie zajęliśmy się również chociażby nowymi metodami pomiarów o bardzo dużej częstotliwości i ich wynikami. Narwiański Park Narodowy posiada na Narwi cztery boje, które dokonują pomiarów co 15 minut, mierząc 7-8 parametrów wody. Główny celem jest monitoring jakości wody, ale my te wyniki wykorzystujemy do określenia kierunku i natężenia metabolizmu rzeki. Przy takich metodach pomiarów mamy już do czynienia z BIG DATA, czyli bardzo dużą ilością danych. Trzeba umieć je segregować, opracować, zauważyć w tej gęstwinie to, co pozwala na opisanie stanu ekologicznego. Wiemy z literatury, że w Stanach Zjednoczonych, czy w Kanadzie, takie badania wieloletnie są podstawą do oceny aktualnego stanu ekologicznego, bo to jest dobry wskaźnik funkcjonalny ekosystemu: wiemy nie tylko co i ile tego jest w wodzie, ale jeszcze w jaki sposób to oddziałuje - jeden element na drugi - w ekosystemie wodnym.

Mamy wspomniany zespół, który zajmuje się grzybami, które już nie tylko zostały rozpoznane morfologicznie, ale również i na poziomie molekularnym.

Badacie też źródła i źródliska?...

Oczywiście, jest u nas duży zespół zajmujący się takimi wodami, organizowaliśmy konferencję ogólnopolską na ten temat. Badamy zarówno źródła zapomniane, jak i te wykorzystywane gospodarczo, np. do pojenia bydła, a nawet takie, które uważane są za święte. Co ciekawe, nie zawsze w tym świętych wodach jakość wody jest najlepsza. A ja osobiście ostatniego lata przeanalizowałem jakoś wód źródeł całej wschodniej ściany: od Bieszczadów po Suwalszczyznę.

Często jednostki naukowe starają się zyskać miano wiodących w jakimś konkretnym obszarze, w wycinku danej dyscypliny. Gdyby miał Pan wskazać, co jest taką białostocką hydrologiczną specjalnością, to co by to było? 

Ta specjalizacja najczęściej związana jest z pewnymi modami w badaniach. W dziedzinie przyrodniczej mieliśmy kiedyś etap zajmowania się metalami ciężkimi, później była moda badania pestycydów, a teraz jest moda na plastik. Więc rzecz jasna za każdym razem staramy się podążać za ową modą, ale jednocześnie nie zapominać o pewnych podstawach. Bo Białystok, Podlasie - to specyficzne miejsce i już ono samo w sobie determinuje kierunek naszych badań. Tym bardziej, że jesteśmy placówką w dużej mierze dydaktyczną. Chcemy nie tylko tworzyć wiedzę o naszym otoczeniu, ale przekazywać ją. Bardzo intensywnie działamy na rzecz podniesienia wiedzy nauczycieli przedmiotów przyrodniczych na temat ekosystemów wodnych naszego regionu. I uważam, że bardzo celowe byłoby utworzenie takiego centrum kształcenia o wodzie - zresztą mieliśmy taki pomysł, ale niestety nie udało się zdobyć dofinansowania.

W środowisku hydrobiologów wszyscy znają mnie i cały nasz zespół z badań materii organicznej w wodach. To dziedzictwo po profesorze Kajaku, który jako pierwszy zajmował się w Białymstoku hydrobiologią. Był to swego czasu nowy kierunek badań (i temat mojej rozprawy habilitacyjnej). Kontynuujemy go. I co ciekawe, wszyscy którzy mają problemy ewentualnie trudności metodyczne w tym zakresie, przyjeżdżają do nas, dzwonią. Zresztą przebywali u nas na stażach pracownicy naukowi z całej Polski. Mieliśmy jako jedni z pierwszych dobry sprzęt do analiz materii organicznej, teraz mamy drugą generację tego sprzętu. A mam nadzieję, że w przyszłości będą może kolejne zakupy i aparatura, która pozwoli błyskawicznie ustalić nie tylko, ile jest materii organicznej w wodzie, ale jaki ona ma skład. Bo to jest bardzo ważne szczególnie w kontekście ujęć wodnych. Zawartość materii organicznej w wodzie może na przykład świadczyć o utrzymującym się zagrożeniu pasożytami typu lamblia, bo one bazują na materii organicznej.

Przez blisko 45 lat pracy hydrobiologów z naszej uczelni wiele udało się już zbadać. A jakie są jeszcze te nieodkryte obszary, co nadal domaga się zbadania tu, w naszym regionie?

Po pierwsze mamy nie wszystkie jeziora przebadane. Okazuje się, że im mniejsze jezioro, tym może skrywać więcej tajemnic. A szczególnie takie małe, śródpolne oczka, w których mogą znajdować się z jednej strony organizmy reliktowe, ale z drugiej strony - organizmy rzadko występujące. Niestety trudno jest znaleźć środki na takie badania, bo one niby dokumentują bioróżnorodność, ale nie są aż tak istotne z punktu widzenia gospodarki. Teraz środki są lokowane chętniej w przyszłościowe kierunki, czyli biotechnologie, rozwiązania, które można stosować w praktyce.

Rzecz druga to badania związane z tym, w jaki sposób ekosystemy wodne poddane stresowi fizycznemu, czy chemicznemu reagują, jakie jest tempo odnawiania się ekosystemu, na przykład po takich przypadkach zatruć, jaki mieliśmy niedawno chociażby w Odrze. Na szczęście u nas zatrucia o takiej skali nie wystąpiły - i oby nigdy nie wystąpiły - ale myślę, że to wymaga naszej szczególnej uwagi, troski, bo możemy się z tym spotykać także w naszym regionie. Takiej wiedzy oczekują od nas władze, służby, a także przedsiębiorcy, bo oni również biorą udział w różnego rodzaju procesach rewitalizacji, rekultywacji. Więc to jest ważna rzecz.

Jest jeszcze jeden kierunek pożądanych badań: ze względu na to, że nasz region ma połączenie z obszarami wschodnimi poprzez łączność hydrauliczną, mamy „emigrację” wielu organizmów pontyjskich, czyli występujących pierwotnie głównie na obszarze otaczającym Morze Czarne. Przykładem jest chociażby słynna racicznica zmienna (Dreissena polymorpha)  - małż, który kiedyś przewędrował do naszej części Europy, a obecnie jest obecny nawet w Stanach Zjednoczonych, w Wielkich Jeziorach i... rozrabia. Śmiejemy się, że jest wielkim fundatorem badań biologicznych. Jest wiele organizmów wodnych, które migrują i musimy je monitorować przez cały czas, szczególnie niektóre gatunki: co się z nimi dzieje? Bo one nie mają naturalnych wrogów i rozwijają się w sposób niekontrolowany. Zwłaszcza wśród ryb mamy już kilka gatunków, które pojawiają się na naszych terenach i trzeba ocenić, jakie będą skutki ich migracji w najbliższej przyszłości.

Dziękuję za rozmowę.

Rozmawiała Katarzyna Dziedzik