Zelený signál z Lipna. Nenápadný jev, který může předznamenat rozsáhlý problém českých vodních ploch

Zatímco většina lidí považuje zimu za období klidu a čisté vody, vědci letos na Lipně objevili něco zcela opačného. Pod ledem se skrývala biomasa sinic s koncentrací srovnatelnou s přehnojenými rybníky v letním období. Fenomén zeleného ledu, viditelný dokonce i ze satelitů by mohl být vnímám jako kuriozita. Nicméně je to pravděpodobně signál, že vodní ekosystémy v krajině se mění rychleji, než jsme si dosud připouštěli.

Lipenská nádrž na přelomu roku překvapila nejen návštěvníky, ale především vědce. V zimním období, kdy bývá aktivita planktonu minimální, zaznamenaly satelitní snímky i terénní měření mimořádně vysoké množství sinic ve vodě. Analýzy chlorofylu ze snímků evropských družic Sentinel naznačily, že koncentrace byla podobná jako v silně zatížených produkčních rybnících během letní sezóny, kdy voda běžně „kvete“. Průměrná koncentrace pro celou nádrž dosahovala téměř 200 mikrogramů na litr, přičemž v místech nahromadění vodního květu byly odhadnuty hodnoty blížící se 600 mikrogramů na litr. Tento stav vedl k neobvyklému jevu, který vědci nazvali zelený led. Pod průhlednou ledovou vrstvou se totiž nahromadily masy sinic, které zabarvily led do výrazných zelených odstínů.

Pozoruhodné je především to, že sinice dokázaly přežít několik měsíců pod ledem v dobré kondici. Na mnoha místech nádrže byly viditelné shluky zelených kolonií, které se udržely u hladiny i po zamrznutí vody. Vědci připouštějí několik možných vysvětlení, od mimořádně příznivých světelných podmínek pod ledem až po dlouhodobé změny v ekologické rovnováze nádrže. Jisté však je, že podobně vysoká zimní biomasa sinic je ve střední Evropě velmi neobvyklá.

Abychom porozuměli tomu, proč je tento jev tak znepokojivý, je potřeba nejprve vysvětlit, co vlastně sinice jsou. Přestože se často označují jako řasy, ve skutečnosti jde o bakterie schopné fotosyntézy. Odborně se nazývají cyanobakterie. Patří k nejstarším organismům na Zemi a existují více než tři miliardy let. Jejich schopnost využívat sluneční energii a růst ve vodním prostředí z nich činí přirozenou součást ekosystémů jezer, rybníků i přehrad. Problém nastává ve chvíli, kdy se začnou množit ve velkém množství a vytvářejí takzvaný vodní květ.

Vodní květ je stav, kdy se sinice ve vodě rozmnoží natolik, že vytvoří husté zelené nebo modrozelené shluky na hladině. Voda může získat barvu od světle zelené až po tmavě zelenou a často má typický zatuchlý zápach. V této fázi mohou sinice produkovat toxické látky, které představují riziko pro lidi, domácí zvířata i hospodářská zvířata. Přibližně tři čtvrtiny vodních květů obsahují alespoň jeden typ toxinu. Nejznámější jsou mikrocystiny, které mohou poškozovat játra a další orgány a při dlouhodobé expozici představují vážné zdravotní riziko.

Vedle přímého zdravotního rizika mají sinice také významné ekologické dopady. Husté kolonie omezují průnik světla do vody, čímž potlačují růst jiných vodních organismů. Navíc během noci spotřebovávají kyslík, což může vést k jeho dramatickému poklesu a následnému úhynu ryb. V extrémních případech se tak sinice mohou stát jedním z faktorů ekologických havárií v řekách a nádržích.

Klíčovým pojmem, který vysvětluje masový rozvoj sinic, je eutrofizace. Jde o proces obohacování vody živinami, především fosforem a dusíkem. Tyto látky fungují jako hnojivo pro vodní mikroorganismy. Pokud je jejich koncentrace příliš vysoká, dochází k prudkému růstu řas a sinic. V přirozených podmínkách se tento proces vyvíjí velmi pomalu, někdy po tisíce let. V současné krajině ho však výrazně urychluje lidská činnost.

Hlavní zdroje živin jsou relativně dobře známé. Patří mezi ně především intenzivní zemědělství s vysokým používáním průmyslových hnojiv, splachy z polí po deštích, komunální odpadní vody i intenzivní rybníkářství. V produkčních rybnících se voda záměrně obohacuje živinami, aby se zvýšila produkce ryb. Tento přebytek živin se však šíří vodními toky dál do krajiny. Historická srovnání ukazují, jak dramaticky se situace změnila. Zatímco ještě před několika desetiletími bylo v jihočeských rybnících možné vidět do hloubky více než jednoho metru, dnes bývá průhlednost vody často jen několik centimetrů.

Právě dlouhodobá eutrofizace je jedním z hlavních vysvětlení současného stavu na Lipně. Nádrž přijímá živiny z rozsáhlého povodí, které zahrnuje zemědělské oblasti i sídla. Jakmile se tyto živiny dostanou do vody, podporují růst planktonních organismů. Sinice jsou v tomto prostředí často úspěšnější než jiné mikrořasy, protože dokážou lépe využívat živiny a některé druhy mají schopnost regulovat svou polohu ve vodním sloupci.

Výskyt sinic přitom není jen problémem léta. Tradičně se předpokládalo, že s příchodem podzimu jejich aktivita rychle klesá a během zimy téměř mizí. Lipno však ukazuje, že tento model se může měnit. V posledních letech se sinice v nádrži objevují až do pozdního podzimu a někdy přetrvávají i během zimních měsíců. Kombinace dlouhodobého přebytku živin, klidného počasí a stále častějších teplých zim může vytvářet podmínky, které umožňují jejich přežívání i pod ledem.

Zimní „zelené Lipno“ vědci vnímají jako možný signál širších změn ve fungování vodních ekosystémů. Pokud se totiž sinice dokážou udržet ve vysoké biomase už během zimy, mohou na jaře startovat sezonu s výrazným náskokem. Lipenský případ tak připomíná, jak citlivé jsou vodní ekosystémy na změny v krajině i klimatu.

Sinice patří k nejstarším organismům na Zemi a jejich význam pro vývoj života je mimořádný. Právě ony před více než dvěma miliardami let začaly při fotosyntéze uvolňovat kyslík a postupně proměnily atmosféru planety v události, kterou vědci označují jako Great Oxygenation Event. Díky tomuto dlouhému procesu se Země změnila z planety téměř bez kyslíku na svět, který mohl hostit složitější formy života. 

V jistém smyslu tedy kyslík, který dnes dýcháme, představuje dědictví dávných sinic. Bez jejich evolučního vlivu by dnes pravděpodobně neexistovaly lesy, zvířata ani člověk. Sinice proto nejsou nepřítelem přírody. Problém nastává ve chvíli, kdy člověk naruší rovnováhu vodních ekosystémů a dodá do nich nadměrné množství živin. V takovém prostředí se sinice začnou množit v mimořádném rozsahu a z nenápadných mikroorganismů se stanou dominantní organismy, které zásadně mění charakter jezer, rybníků i přehrad.

Zelený led na Lipně je tak připomínka toho, že stav vody v našich nádržích a řekách je zrcadlem toho, jak hospodaříme s krajinou kolem nich. A že změny, které jsme dlouho vnímali jen v letních měsících, se mohou postupně přesouvat i do období, kdy jsme je ještě nedávno vůbec nečekali.