Dołącz do czytelników
Brak wyników

Temat numeru

29 czerwca 2021

NR 45 (Lipiec 2021)

Dzikie życie w mieście

43

Nikogo już nie dziwi widok dzików przebiegających przez ulicę czy gołębi, które nie zwracają uwagi na ludzi. Jesteśmy nawet trochę obrażeni, dlaczego one tutaj są, przecież miasto to nasze terytorium. Jakie cechy mają organizmy żywe, które pozwalają im przeżyć, a czasami świetnie prosperować tuż pod naszym nosem?

Ekosystemy miejskie są na ogół systemami silnie zaburzonymi, podlegającymi szybkim zmianom w glebie i pokrywie roślinnej, a także jeśli chodzi o temperaturę i dostępność wody. Przewiduje się, że w 2030 r. powierzchnia terenów miejskich będzie trzykrotnie większa od powierzchni w roku 2000 (Seto, Güneralp i Hutyra 2012). W tym kon­tekście należy zwrócić uwagę na pewne charakterystyczne cechy terenów miejskich i ich wpływ na ludzi, zwierzęta oraz rośliny. Czynniki abiotyczne w mieście, takie jak hałas, sztuczne światło, hydrologia i zmiany temperatury mogą powodować stres u organizmów żywych. Odpowiedź organizmów jest różnoraka i obejmuje zmiany w ich bogactwie gatunkowym, liczebności, rozwoju, zachowaniu, diecie, przeżywalności oraz ich cechach genetycznych. 
Ogólnie rzecz biorąc, urbanizacja ma tendencję do zmniejszania bogactwa gatunków rodzimych, ale sprzyja różnorodności gatunków egzotycznych i/lub nierodzimych (French i in. 2018). Co najmniej kilka gatunków wydaje się być nie tylko w niewielkim stopniu dotkniętych procesem urbanizacji, ale postrzega siedliska miejskie jako bogate źródło możliwości, co pozwala im na rozmnażanie się i rozszerzanie zasięgu. Dzieje się to na skutek kilku procesów, w tym zwiększonej produkcji potomstwa, wyższej przeżywalności osobników dorosłych, większej wierności miejscu występowania oraz wyższej imigracji osobników rozprzestrzeniających się (Sol, Lapiedra i González-Lagos 2013). 
I tak, choć bogactwo gatunkowe i liczebność gadów (a także płazów) są mniejsze w porównaniu z obszarami wiejskimi, jednak są wyjątki. Żółwie należące do gatunku chelodyna australijska Chelodina longicollis na przedmieściach były prawie 3 razy liczniejsze, rosły 5 razy szybciej i miały populacje składające się z większej liczby osobników dorosłych w większych klasach wielkości niż populacje w rezerwatach przyrody (Roe, Rees i Georges 2011). 
 

POLECAMY

Fot. 1. Szop pracz Procyon lotor na karmniku dla ptaków (wschodnie Ontario, Kanada) w poszukiwaniu łatwego posiłku


Na bogactwo gatunkowe zwierząt w miastach wpływa również wielkość płatu przez nie zamieszkiwana. Co ważne, wiele z badań pokazuje, że utrzymanie złożoności strukturalnej i pozostałości siedlisk o charakterze mniej lub więcej naturalnym może pomóc w ochronie niektórych gatunków (French i in. 2018). 
Środowiska miejskie doświadczają wyższych temperatur z powodu zwięk­­szonej infrastruktury, rozwoju (np. ­­emis­­ji gazów cieplarnianych, transportu), powierzchni nieprze­puszczalnych i adsorpcji ciepła przez te powierzchnie, wylesiania i zmian klimatycznych, a to z kolei wpływa na rozwój i metabolizm żywych organizmów. Efekt miejskiej wyspy ciepła (ang. Urban Heat Island, UHI) występujący wtedy, gdy miasto doświadcza znacznie cieplejszych temperatur niż pobliskie obszary wiejskie i jest prawdopodobnie jednym z najbardziej wyrazistych i ekologicznie znaczących zmian klimatycznych powodowanych przez urbanizację. Efekt ten jest większy w nocy niż w dzień, jest również bardziej wyraźny w zimie niż w lecie. Na przykład w Phoenix w Arizonie w USA stwierdzono, że efekt UHI wynosi 11,0°C w porównaniu z leżącą na północy Pustynią Sonora (Hawkins i in. 2004). Jak dowiedli (Tan i in. 2010) najgorętsze dni (powyżej 35°C), jak również przedłużające się fale upałów częściej występują w miastach. Wydaje się, że klimat ma większe znaczenie w kształtowaniu bogactwa gatunkowego ektotermów (płazów, gadów, stawonogów) niż endotermów (ssaków i ptaków). Wpływ miejskich upałów na stawonogi jest szczególnie interesujący, ponieważ odgrywają one kluczową rolę w ekosystemach i czasami doświadczają gwałtownego wzrostu populacji prowadzącej do inwazji w miastach. Ich ciała podlegają temperaturze otaczającego środowiska, co jak wykazano, gwałtownie zwiększa ich metabolizm. Na przykład zwiększona obfitość ofiar i wydłużony czas kojarzenia się, związane z cieplejszymi temperaturami w miastach, zwiększają przeżywalność u pająka Nephila plumipes (do rodzaju Nephila należą największe pająki tkające sieci). Pająk ten zasiedlił miasta z terenów wiejskich. Również w wielu pracach wykazano wpływ ciepła miejskiego na rozwój owadów. Wykazano również, że wraz ze wzrostem temperatury wzrastają aktywność, agresywność i śmiałość u raków. Przypuszczalnie te dostosowania behawioralne skutkują zwiększonym sukcesem żerowania w podwyższonych temperaturach, ale mogą być również kosztowne ze względu na zwiększone ryzyko ze strony drapieżników (Johnson, Garver i Martin 2020). 
 

Fot. 2. Kacza mama i jej dzieci w miejskiej dżungli


U gadów stwierdzono, że miejskie jaszczurki Anolis cristatellus wytrzymują wyższe temperatury otoczenia i wykazują większą tolerancję na ciepło niż ich leśni pobratymcy (Campbell-Staton i in. 2020). Jednakże wykazano, że co prawda cieplejsze miejskie temperatury zwiększają tempo rozwoju zarodków, ale krótkie skoki termiczne, charakterystyczne dla miast, zmniejszają ich przeżywalność (Hall i Warner 2018). Oceniano również wpływ miejskich i leśnych środowisk termicznych na rozwój zarodka i fenotypy u dwóch nierodzimych jaszczurek Anolis sagrei i A. cristatellus w Miami na Florydzie. U obu gatunków środowisko miejskie przyspieszyło rozwój embrionalny, co przyczyniło się do osiedlania się tych gatunków na terenach nierodzimych i w krajobrazach zurbanizowanych (Tiatragul i in. 2017). 
Stres wynikający z przebywania w środowiskach zurbanizowanych może powodować zmiany fenotypowe. Oceniano wpływ miasta na zmienność fenotypową u jaszczurki murowej Podarcis muralis. Wykazano, że kształty głowy jaszczurek miejskich były bardziej zmienne i mniej symetryczne, co sugeruje, że życie w mieście może zakłócać rozwój tych jaszczurek (Lazić i in. 2015). Podobne prace (Winchell i in. 2016) wykazały, że osobniki należące do neotropikalnego gatunku jaszczurki Anolis cristatellus na terenach miejskich mają dłuższe kończyny w stosunku do wielkości ciała, jak również więcej łusek zwanych lamelkami, w porównaniu do jaszczurek z pobliskich siedlisk leśnych. Dane te mogą sugerować, że anole na obszarach miejskich podlegają znaczącej selekcji różnicującej i mogą ewolucyjnie przystosowywać się do nowych zmodyfikowanych przez człowieka siedlisk. 
Efekt miejskiej wyspy ciepła może powodować dalsze ocieplanie się klimatu wywołujące częstsze i bardziej intensywne fale upałów. Efekt UHI oraz fale upałów mogą bezpośrednio wpływać na zdrowie i mieszkańców miasta. Stwierdzono na przykład, że podczas fali upałów w lecie 2003 r. we Włoszech osoby mieszkające w miastach na skutek wyższej temperatury miały podwyższone ryzyko zgonu w porównaniu z osobami mieszkającymi na przedmieściach (Conti i in. 2005). Głównymi przyczynami zgonów była niewydolność oddechowa i niewydolności układu krążenia. Miasto wpływa więc na metabolizm zwierząt i ludzi. 
Efekt miejskiej wyspy ciepła ma również wpływ na rośliny, ale jest on różny w zależności od tego, w jaki sposób przebiega faza ciemna fotosyntezy. Organizmy fotosyntetyzujące typu C3, stanowiące około 85% roślin na Ziemi (np. drzewa), są bardziej tolerancyjne i lepiej przystosowane do aklimatyzacji do szerokiego zakresu temperatur niż rośliny C4 (Yamori, Hikosaka i Way 2014). Jednak aktywność fotosyntetyczna szybko wzrasta u roślin C4 w zakresie temperatur 20–40°C, co powoduje na przykład, że gatunki roślin C4 na australijskich łąkach zwiększają swoją liczebność wraz z rosnącą temperaturą, podczas gdy rośliny C3 wykazują odwrotną reakcję (Hattersley 1983). Miejskie wyspy ciepła są więc przyczyną, że w miastach rośliny C4 są bardziej produktywne niż te w obszarach poza miastami. Im wyższa produktywność, tym większa liczebność populacji gatunków, a tym samym mniejsze ryzyko ich wyginięcia, co sprzyja większemu bogactwu gatunkowemu. Jak wykazali badacze (Duffy i Chown 2016), rośliny C4 zwiększają swoje bogactwo gatunkowe oraz liczebność. Tym samym ocieplanie się miast i odmienne reakcje fizjologiczne roślin C3 i C4 są głównymi czynnikami wpływającym na strukturę zbiorowisk roślinnych. Można spodziewać się, że zbiorowiska te będą zdominowane przez trawy Poaceae i turzyce Cyperaceae, które stanowią ponad 60% roślin C4. 
 

Fot. 3. Jaszczurka murowa Podarcis muralis


Udokumentowano wiele zmian behawioralnych u dzikich zwierząt przystosowanych do życia w mieście, w tym zmiany w tolerancji na działalność człowieka, jego czas aktywności, a także zmiany w diecie. Plastyczność behawioralna związana z uczeniem się jest uważana za jeden z głównych mechanizmów, dzięki którym zwierzęta mogą uniknąć wyginięcia w nowych zurbanizowanych środowiskach. Na podstawie bezpośrednich lub pośrednich dowodów pochodzących od gadów, ptaków i ssaków wykazano, że zwierzęta o większych zdolnościach uczenia się mają większe szanse na przetrwanie. Na przykład osobniki należące do gatunku majna brunatna Acridotheres tristis (średniej wielkości ptak z rodziny szpakowatych) były mniej neofobiczne, bardziej eksploracyjne i bardziej skłonne do innowacji i nauki żerowania niż ich podmiejscy pobratymcy (Sol i in. 2011). Z kolei bardziej zurbanizowane wiewiórki czarne Sciurus niger poświęcały mniej czasu na zachowanie czujności i w mniejszym stopniu reagowały na wokalizację drapieżnika niż ich mniej zurbanizowani powinowaci (Mccleery 2009). Natomiast dzikie gołębie Columba livia były w stanie rozpoznać twarze ludzi i nauczyły się wykorzystywać tę informację do modyfikacji swoich zachowań związanych z żerowaniem w obszarach miejskich (Belguermi i in. 2011). Wykazano niezwykłą zdolność ptaków wróblowatych do odróżniania jednego człowieka od tysięcy innych. Jak udowodniono na podstawie kontrolowanego eksperymentu, kwiczoły północne Mimus polyglotta odróżniały ludzi zagrażających ich gniazdom od ludzi, którzy wcześniej nie zachowywali się w sposób zagrażający ich potomstwu i im samym. Sugeruje to plastyczność behawioralną i świadomość różnych poziomów zagrożenia stwarzanego przez ludzi. Cechy te mogą predysponować kwiczoły i inne gatunki dzikich zwierząt miejskich do skutecznego wykorzystania środowisk zdominowanych przez człowieka.
Generaliści charakteryzujący się szeroką dietą są dobrze przygotowani do kolonizacji i przetrwania w środowiskach miejskich, ponieważ mogą oni wykorzystywać różnorodne, dostępne cały rok i często zcentralizowane źródła pokarmu, między innymi wysoce przetworzoną żywność pochodzenia antropogenicznego (żywność ze śmietników, drzewa owocowe, kompostowniki i karmniki dla ptaków), jak również gatunki inwazyjne, które stanowią często doskonałe, nowe źródło pokarmu. Obfitość łatwo dostępnego pokarmu obniża koszty żerowania i prowadzi do większej przeżywalności tych zwierząt jak i zwiększonego ich rozrodu....

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 6 wydań czasopisma "Biologia w Szkole"
  • Dostęp do wszystkich archiwalnych artykułów w wersji online
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy