Dynamic deepwater invertebrate populations challenge the concept of oxygen-rich reference conditions for European lakes

Dlaczego głębokie części jezior mają znaczenie

Kiedy stoimy nad brzegiem jeziora, woda może wydawać się spokojna i niezmienna. A jednak daleko pod powierzchnią ilość tlenu w wodach głębinowych decyduje o tym, czy podwodny świat tętni życiem, czy staje się niemal martwą strefą. Badanie Bichelsee, małego jeziora w Szwajcarii, pokazuje, że życie na głębokości i poziomy tlenu zmieniały się dramatycznie przez ostatnie 13 500 lat — i że te zmiany nie wpisują się w prostą opowieść o „naturalnej czystości” zniszczonej wyłącznie przez współczesne zanieczyszczenia. Zamiast tego badania ujawniają kilka różnych naturalnych stanów oraz długą, zmienną historię wpływu ludzi, która kwestionuje definicję „nienaruszonego” jeziora.

Długa pamięć zapisana w mułach

Naukowcy wywiercili prawie 11-metrowy rdzeń mułu z najgłębszej części Bichelsee. Warstwa po warstwie osady gromadziły się tam od końca ostatniego zlodowacenia, cicho rejestrując, co żyło w jeziorze i co działo się wokół niego. Dzięki dziesiątkom dat radiowęglowych i innym izotopowym analizom zespół stworzył precyzyjną oś czasu obejmującą 13 500 lat. W każdym skrawku rdzenia policzyli drobne, dobrze zachowane szczątki wodnych bezkręgowców — zwłaszcza główki larw komarów nierujowych (chironomidów) i innych małych organizmów. Różne gatunki tych dennych larw preferują odmienne warunki tlenowe, więc zmiany w ich szczątkach pozwalają odtwarzać, ile tlenu było dostępne w wodach głębinowych na przestrzeni czasu.

Od przejrzystych, chłodnych głębin do zastanych wód dennych

Przez tysiąclecia po ostatnim zlodowaceniu wody głębinowe Bichelsee wydają się być konsekwentnie bogate w tlen. Osady z wczesnego i środkowego holocenu pełne są szczątków gatunków głębinowych komarów, znanych z preferowania chłodnych, dobrze natlenionych głębin. Następnie, około 7100 lat temu, nastąpiła gwałtowna zmiana. Liczba tych gatunków gwałtownie spadła, podczas gdy gatunki tolerujące lub wręcz korzystające z warunków ubogich w tlen stały się częstsze. Ta przemiana zbiega się z istotną zmianą w otaczającym lesie: rozwój cieniolubnej buka i olszy, tworzących gęste zarośla — szczególnie przy brzegu. Bliskie, wysokie drzewa prawdopodobnie osłoniły jezioro przed wiatrem, ograniczając mieszanie wód, a opadające liście i inny materiał organiczny zwiększyły zapotrzebowanie na tlen u dna, prowadząc do długotrwałego niedotlenienia głębin.

Wczesni rolnicy jako niespodziewani sprzymierzeńcy

Po tej przemianie Bichelsee przez tysiąclecia pozostawało w stanie ogólnie hypoksycznym, ale poziom tlenu w głębinach nie był stały. Od około 4800 lat temu badacze wykryli powtarzające się wzrosty liczebności głębinowych komarów, które pokrywały się z pyłkami wskazującymi na wczesne rolnictwo i wypłukiwanie lasów w okresie neolitu i epoki brązu. Otwarcie korony lasu wokół jeziora wydaje się pozwalać na większe działanie wiatru, lepsze mieszanie wody i nieco mniejszy dopływ opadłych liści, poprawiając warunki dla organizmów głębinowych na dziesiątki do setek lat. Innymi słowy, umiarkowane wczesne użytkowanie ziemi czasami czyniło głębokie części jeziora bardziej, a nie mniej, natlenionymi — rezultat sprzeczny z nowoczesnym obrazem ludzkiej ingerencji zawsze pogarszającej kondycję jezior.

Kiedy presja ludzka odwraca losy

Od epoki żelaza i czasów rzymskich obraz uległ zmianie. Otoczenie stało się intensywniej użytkowane rolniczo, z szerszymi polanami, uprawami i wykorzystaniem pasa brzegowego do działań takich jak płukanie konopi. Dane pyłkowe pokazują więcej roślin uprawnych i roślinności wodnej, a osady rejestrują narastającą zawartość materii organicznej i sygnały wzbogacania w składniki odżywcze. W okresach silnego użytkowania ziemi populacje głębinowych komarów spadały, a warunki tlenowe pogarszały się — prawdopodobnie dlatego, że do jeziora spływało więcej substancji odżywczych i materiału organicznego. Co znamienne, rdzeń osadowy ukazuje także częściowe odnowienia tlenu w głębinach i populacji bezkręgowców w czasach kryzysów społecznych i gospodarczych, takich jak po upadku Cesarstwa Zachodniorzymskiego czy w trakcie epidemii średniowiecznych, kiedy rolnictwo się cofało. W XX wieku zanieczyszczenie składnikami odżywczymi związane z nowoczesną eutrofizacją ponownie doprowadziło jezioro do silnie niskotlenowych warunków.

Przemyśleć, co naprawdę znaczy „naturalne”

Podsumowując, badanie pokazuje, że Bichelsee nie miał jednego, prostego „naturalnego” stanu. Na długo przed ciężkim przemysłem jezioro przechodziło między wodami głębinowymi bogatymi w tlen a ubogimi w tlen w zależności od układu lasów i stopnia działalności ludzkiej. Umiarkowane wczesne rolnictwo czasami mogło tymczasowo polepszyć natlenienie głębin, podczas gdy późniejsze, intensywniejsze użytkowanie ziemi kierowało system ku silniejszemu niedotlenieniu. Te ustalenia sugerują, że wiele małych jezior europejskich mogło doświadczać wielokrotnych, kontrastujących warunków bazowych na przestrzeni tysiącleci, kształtowanych przez roślinność, klimat i ludzi. W rezultacie wybór jednego przeszłego momentu — na przykład dekad przed 1850 rokiem — jako uniwersalnego punktu odniesienia do odbudowy może być arbitralny. Zamiast tego ochrona i zarządzanie jeziorami będą wymagać uznania ich złożonych historii i wielu sposobów, w jakie społeczeństwa ludzkie już ukształtowały te ukryte podwodne światy.

Cytowanie: Lapellegerie, P., Breu, S., Wick, L. et al. Dynamic deepwater invertebrate populations challenge the concept of oxygen-rich reference conditions for European lakes. Commun Earth Environ 7, 301 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03284-7

Słowa kluczowe: lake oxygen, palaeolimnology, Holocene lakes, human land use, aquatic invertebrates