Szybko postępująca urbanizacja i industrializacja w drugiej połowie XX i pierwszej dekadzie XXI wieku doprowadziło do uwolnienia dużych ilości toksycznych zanieczyszczeń do środowiska na całym świecie. Wiele z tych substancji występuje naturalnie w środowisku, ale ich stężenia wzrosły w wyniku działalności antropogenicznej, takich jak górnictwo, hutnictwo metali, produkcja energii z węgla, spalanie odpadów stałych, produkcja przemysłowa także erozja nawierzchni drogowych przez ruch i ścieranie hamulców i opon. Przyczyniają się do tego również nowoczesne praktyki rolnicze poprzez stosowanie agrochemikaliów i nawozów nieorganicznych. W wyniku tego stężenia pierwiastków toksycznych w środowisku mogą znacznie przekraczać dopuszczalny poziom, a tym samym zakłócać równowagę biologiczną ekosystemów i wywierać negatywny wpływ na przyrodę i zdrowie ludzi.
Poroża jak archiwa
Dzikie zwierzęta są stosowane stosunkowo często jako bioindykatory zanieczyszczeń środowiska. Poroża jeleniowatych zwykle co roku zbierane jako trofea myśliwskie są łatwym materiałem wykorzystywanym do oznaczania stężenia metali ciężkich. Stanowią one cenne archiwa środowiska, których analiza może przyczynić się do rekonstrukcji dawnego zanieczyszczenia otaczającego nas świata. Porównanie poroży z różnych regionów z wielu lat pozwala na ocenę przestrzennego zróżnicowania zanieczyszczenia siedliska jeleni na przestrzeni okresu ich bytowania. Dzieje się tak dlatego że, w czasie wzrostu opisywanych organów ich wymagania mineralne rosną. Zdarza się że, dieta jeleniowatych nie wystarcza by zaspokoić to zapotrzebowanie i wtedy dochodzi do fizjologicznej resorpcji szkieletu. Wówczas minerały takie jak wapń czy fosfor przemieszane są przez układ krwionośny z kości do poroża. W tym okresie poroże może również gromadzić potencjalne zanieczyszczenia, na przykład ołowiem czy fluorem. Minerały te mają powinowactwo do zmineralizowanych tkanek i są włączone do fazy mineralnej poroża. Ze względu na ograniczoną sezonowo długość życia poroża koncentracje tych zanieczyszczeń w twardym porożu odzwierciedla akumulację w okresie (kilku miesięcy) specyficznym dla gatunku. Dlatego też poroże można postrzegać jako środowisko „naturalnie znormalizowanej” próbki zawierające informacje na temat narażenia jeleni na zanieczyszczenia obecne w ich siedlisku bytowania.
Droga wchłaniania substancji toksycznych
Jelenie bytują na obszarach od około 2 tysięcy ha do nawet 17 tysięcy ha. Byki zajmują średnio obszar 6697 ha zaś łanie 2555 ha. Sarny natomiast zajmują terytorium od 1 do 140 ha, kozły średnio 25,9 ha, zaś kozy 18,9 ha. Areały osobnicze oczywiście zwiększają się podczas okresu godowego zwierząt np. u sarny mogą wynosić średnio 95 ha. To zwierzęta które nie migrują na zbyt dalekie odległości dlatego też ich zakładane i zrzucane poroże będzie kumulowało substancje występujące w danej ostoi danego osobnika. Drogą wniknięcia metali ciężkich jest przede wszystkim droga pokarmowa. Jeleniowate spożywają gatunki leśne jak i uprawne dzięki czemu mogą kompensować braki w odniesieniu do stężeń związków mineralnych ale tym samym narażone są na akumulowane przez te rośliny związki zawarte w nawozach, środkach ochrony roślin czy też chociażby na osadzanie się spalin na przydrożnej roślinności.
Badania nawyków żywieniowych jeleniowatych wskazały, że liście, pąki, owoce i kwiaty roślin drzewiastych i krzewów stanowią większość ich rocznej diety. Poza nielicznymi wyjątkami, trawy są najmniej ważną klasą żerowania, chociaż mają większe znaczenie na obszarach, w których nie występują krzewy, a różnorodność roślin drzewiastych jest niska. Żer pędowy dzikich jeleni szlachetnych stanowi średnio od 48,68% do 86,05%, natomiast zielny 13,93-51,31%. Jeleniowate preferują krzewy i roślinność zielną, przy niewielkim spożyciu traw. Chociaż trawy mogą stanowić do 40% ich diety jesienią i zimą, zaś w skali roku jedynie 5-20%. W miejscach występowania suszy rośliny zielne mogą być pokarmem w 18 % diety, gdy ilość opadów zwiększa się, pobieranie tego pożywienia wzrasta do 38 %. Jakość odżywcza jak i stężenia związków mineralnych dostępnych pasz w środowisku może ulegać zmianie bez przewidywalnego trendu wraz z fazą fenologiczną roślin, jak też między klasami wegetacyjnymi, aspektem i strukturą zagęszczenia. Wykazano że, wysoki poziom zmienności stężeń związków mineralnych w roślinach jest uzależniony od różnych składników budujących ściany komórkowe roślin ale też od rodzaju gleby, ilości opadów i warunków pogodowych.
Wpływ toksycznych substancji na poroże
Przeprowadzono badania w Niemczech na porożach sarny zbieranych w latach 1948-2000 by monitorować zmiany w stężenia ołowiu i fluoru w atmosferze. Zaobserwowano że, poziom ołowiu w omawianych organach w latach sześćdziesiątych i siedemdziesiątych kształtował się na poziomie 13,1 mg/kg i był bardzo wysoki w porównaniu do lat osiemdziesiątych (3,8 mg/kg) i dziewięćdziesiątych (2,1 mg/kg). Podobnie było w przypadku fluoru, którego kumulacja w latach sześćdziesiątych była na poziomie 3165 mg/kg, zaś w latach osiemdziesiątych - 901 mg/kg i tylko 471 mg/kg w latach dziewięćdziesiątych. Poziomy ołowiu w porożach poniżej 1 mg/kg stwierdzono jedynie w zebranych w okresie 1990-2000. Ten spadek koncentracji ołowiu w porożu zbiegł się z wyraźnym obniżeniem poziomów metalu ciężkiego w atmosferze. Powodem tego było stopniowe wycofywanie benzyny ołowiowej a dodatkowo redukcja emisji tego minerału także ze źródeł stacjonarnych. Podobnie było w przypadku zanieczyszczenia atmosfery fluorem. Co ciekawe odnotowana kumulacja fluoru w porożach w ostatnim okresie była jednak wyższa niż odnotowane stężenia w porożach zebranych przed 1860 rokiem (28 -79 mg/kg), czyli przed początkiem uprzemysłowienie na dużą skalę. Te niskie stężenia opisywanego minerału były bliskie naturalnym poziomom dla poroży jelenia z badanych obszarów. Obserwacje wskazują na to że, jeleniowate są nadal narażone na działanie dodatkowego ładunku fluoru ze źródeł antropogenicznych.
Na obszarach charakteryzujących się podwyższonym stężeniem ołowiu i / lub fluoru które znajduje odzwierciedlenie w porożach, często można było ustalić wpływ poszczególnych punktowych źródeł zanieczyszczeń. Na przykład w porożach saren bytujących w bezpośrednim sąsiedztwie huty aluminium w Niemczech odnotowano stężenia fluoru nawet w zakresie od 2067 do 11995 mg/kg. Dla porównania stężenia tej substancji w próbkach poroża pobranych od saren żyjących na terenach zachodnich Niemiec pozbawionych większych źródeł emisji tego minerału wahały się od 113 do 605 mg/kg popiołu. Wskazuje to na drastycznie zwiększoną ekspozycję na minerały szkodliwe saren żyjących w pobliżu miejsc zanieczyszczeń. Związki szkodliwe wpływały też na jakość zakładanego poroża. Średnia masa tych organów drastycznie spadała nawet do 2-3 lat od zadziałania toksycznego czynnika. Powodem tego jest osłabienie mineralizacji poroża oraz szybkości jego wzrostu co może wykazać na większą częstotliwość łamania się opisywanego organu w porównaniu z pochodzącymi z obszarów „nieskażonych”. Poroże zatem to nie tylko trofeum którym możemy się pochwalić kolegom. Kiedy wieszamy je na ścianie spójrzmy na nie jak na archiwum bardzo cennych informacji o środowisku życia zwierząt jak i naszym.
Autor tekstu: dr hab. inż. Katarzyna Tajchman, Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, Katedra Etologii Zwierząt i Łowiectwa
Polish