Upały trwają. Co trzeba wiedzieć o zagrożeniu sinicami?

Upalny sierpień zachęca do wypoczynku nad wodą. Zanim jednak wybierzemy się na konkretne kąpielisko w plenerze warto najpierw upewnić się, że tamtejsza woda wciąż nadaje się do kąpieli. Niestety, co kilka dni lokalne oddziały Sanepidu z różnych stron Polski publikują  komunikaty o tymczasowym zakazie kąpieli w miejscowych akwenach, głównie z powodu zakwitu sinic. Najnowszy taki komunikat dotyczy np. znanego kąpieliska nad Jeziorem Maltańskim w Poznaniu. Aby uniknąć tego rodzaju przykrych niespodzianek warto zaglądać na stronę internetową Serwisu Kąpieliskowego prowadzonego przez Państwową Inspekcję Sanitarną lub też monitorować strony lokalnych Sanepidów.

Sinice, czyli inaczej cyjanobakterie, należą do najstarszych organizmów występujących na Ziemi. Żyją zarówno w wodach słonych (morza, oceany) jak i śródlądowych (jeziora, rzeki), unosząc się swobodnie w toni wodnej lub zalegając na dnie. Są one stale obecne w środowisku wodnym, nawet gdy woda wydaje się zupełnie czysta.

Problemem stają się one dopiero wtedy, gdy nadejdą upały. Do masowych zakwitów sinic dochodzi bowiem zazwyczaj wtedy, gdy woda przez dłuższy czas ma około 18-20 stopni Celsjusza, zwłaszcza gdy dodatkowo zawiera spływające z pól uprawnych związki azotu i fosforu (co ciekawe, porywy wiatru, deszcze czy burze mogą przerwać zakwit). Działalność człowieka przyczynia się zarówno do ocieplenia klimatu,  jak i zanieczyszczenia wód - zatem zakwity sinic to pośrednio nasza wina. 

Niebezpieczne dla naszego zdrowia są te gatunki sinic, które produkują różnego rodzaju związki toksyczne.

Bałtyckie zakwity powodują głównie trzy występujące jednocześnie gatunki: Nodularia spumigena, Aphanizomenon flosaquae i Dolichospermum spp. Z tych trzech tylko N. spumigena wytwarza silnie trującą nodularynę. To związek działający niszcząco na wątrobę powoduje też biegunkę i wymioty. W czasie zakwitu niebezpieczna bywa nie tylko kąpiel, ale i spacery po plaży. Toksyna może się wchłaniać nawet poprzez drogi oddechowe.

W wodach śródlądowych toksyczne są m.in. gatunki z rodzaju Microcystis, Dolichospermum, Planktothrix czy Cylindrospermopsis. Stwarzają one zagrożenie nie tylko dla ludzi. W przypadku sinic słodkowodnych zdarza się, że powodują one też zatrucie pijących wodę zwierząt.

Państwowa Inspekcja Sanitarna ostrzega, że kąpiel w wodzie podczas zakwitu sinic może skutkować różnymi dolegliwościami, przede wszystkim skórnymi. Do typowych objawów zatrucia sinicami należą:

- rumień, pokrzywka, wysypka, świąd skóry,

- zapalenie spojówek,

- bóle brzucha, wymioty, nudności, biegunka,

- gorączka, dreszcze,

- bóle mięśni, 

- duszności, zawroty głowy.

Dolegliwości te mogą wystąpić bezpośrednio lub kilka dni po kąpieli w wodzie, gdzie był toksyczny zakwit sinic. Od dłuższego czasu nie odnotowano przypadków śmiertelnych wśród ludzi, jednakże w kilku sytuacjach zachorowania były bardzo poważne. Dlatego, w razie niepokojących objawów należy jak najszybciej zgłosić się po pomoc do lekarza. 

Nie wiadomo, dlaczego właściwie wytwarzane są  toksyny. Może chodzić o obronę przed sinicożercami, sygnał chemiczny albo po prostu ewolucyjny relikt.

Jest jeszcze jeden negatywny aspekt związany z sinicami. Gdy te obumierają, rozkładające je bakterie zaczynają zużywać tlen, co zabija ryby oraz zwierzęta i rośliny wodne.

W zbiornikach wodnych masowo występujące sinice powodują tzw. zakwit wody, czyli zmianę jej zabarwienia, a często także pojawienie się piany lub kożuchów, najczęściej koloru zielonego. Ale mogą też być one zielonkawo-brązowe oraz niekiedy czerwono-brązowe. Niektóre gatunki sinic mogą też wydzielać zapachy, np. zatęchłe, ziemiste lub trawiaste.

Zakwit z reguły powstaje w około 2 dni i utrzymuje się przez około 5-7 dni. Po kolorze wody niemożliwe jest niestety określenie, czy zakwit jest niebezpieczny czy nie.

- unikać kąpieli w czasie zakwitu sinic (co można poznać m.in. po kożuchu sinicowym, wodzie o zmienionej barwie i nieprzyjemnym zapachu),

- nie poić taką wodą zwierząt domowych,

- nie używać jej do podlewania warzyw.

Ale oprócz trujących, są także sinice jadalne, a nawet służące jako suplementy diety, jak np. bogata w składniki odżywcze spirulina.

Zakwity sinic to oczywiście nie tylko polski problem. Podobne kłopoty miewają m.in. mieszkańcy Chile. Toksyny tamtejszych sinic mogą gromadzić się w skorupiakach, a spożywające je osoby trafiają do szpitali, częściowo sparaliżowane, czasem niezdolne do oddychania bez pomocy respiratora. Większość zatrutych wraca do zdrowia, jednak gospodarka ponosi duże straty ze względu na związane z tym zakazy połowów.

Badania chilijskich naukowców wykazały jednak, że toksyna tamtejszych sinic - neosaxitoxina - może być skutecznym środkiem przeciwbólowym, nie wykazującym szkodliwych skutków ubocznych. Wytwarzana przez pospolitą sinicę trzęsidło nostokarbolina może działać jak galantamina - lek łagodzący objawy choroby Alzheimera. Z kolei produkowana przez inny gatunek kryptoficyna ma działanie przeciwnowotworowe.

Obecność gazu w komórkach pozwala niektórym sinicom kontrolować głębokość, na jakiej się znajdują, a co za tym idzie - ekspozycję na światło słoneczne. Ta właściwość gatunku Anabaena flos-aquae zainspirowała twórców środków kontrastujących dla ultrasonografii - pęcherzyków gazu pokrytych białkami które mogą wiązać się z określoną tkanką, na przykład nowotworową.

Jak już wspomnieliśmy, jednokomórkowe sinice zalicza się do najstarszych i zarazem najprostszych organizmów na świecie. Ich najwcześniejsze skamieniałości pochodzą sprzed około 3 miliardów lat. Mogą występować jako pojedyncze osobniki lub jako kolonie, na przykład w postaci nici lub "mat". Mało kto wie,  że gatunki żyjące w glebie nadają zapach ziemi.

Ponieważ w procesie fotosyntezy sinice produkują tlen, w przeszłości uważano je za prymitywne glony. Jednak dokładniejsze badania wykazały, że bliżej im do bakterii (stąd nazwa "cyjanobakterie"). Wspólnie z bakteriami zaliczane są do prokariontów - nie mają otoczonego błoną jądra komórkowego, zaś DNA unosi się wewnątrz komórki.

Do życia wystarczy im woda, powietrze i substancje mineralne. Niektóre wiążą nawet azot wprost z atmosfery. Najprawdopodobniej to dzięki sinicom w pierwotnej atmosferze Ziemi pojawiły się duże ilości tlenu. Są pionierami zasiedlającymi nowe środowiska. Pojawiają się m.in. na wilgotnych doniczkach, nagiej skale, na pustyniach, lodowcach, w futrze niedźwiedzi polarnych i leniwców (stad leniwce bywają zielonkawe...). Niektóre wytrzymują nawet w gorących źródłach (w temp. do 90 stopni Celsjusza), środowiskach silnie zasadowych (pH 11) i bardzo kwaśnych (pH 0,5), a nawet w solance o stężeniu do 30 proc.

Często wchodzą w symbiozę z innymi organizmami. Na przykład porosty złożone są z komórek sinic i grzybów. Wielokomórkowe rośliny wchłonęły sinice, które pełnią w ich komórkach rolę fotosyntezujących chloroplastów. Mątwy i niektóre ryby głębinowe mogą świecić dzięki bioluminescencji sinic.

Niebieski fikocyjan nadaje ich komórkom charakterystyczne sinawe zabarwienie - stąd nazwa gromady. Jednak w zależności od kwaśnego czy zasadowego otoczenia mogą być bardziej czerwone lub niebieskie, niektóre są żółte, fioletowe czy niemal czarne. Czerwony gatunek Trichodesmium erythraeum przyczynił się do nadania nazwy Morzu Czerwonemu.

Dzięki lepkim substancjom jakie wydzielają, sinice potrafią wiązać glebę. Dlatego w północnych Chinach wykorzystano je w walce z wywiewaniem gleby i pustynnieniem. Obsiane trawą wydmy pokrywane są mieszaniną zawierającą te mikroorganizmy.

Według Petera Swarta z University of Miami Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science na Florydzie fotosyntetyzujące sinice mogły być "budowniczymi" karaibskiego archipelagu Bahamów - potrafią bowiem wytrącać z wody morskiej węglan wapnia. Niezbędnych sinicom dużych ilości żelaza prawdopodobnie dostarczył pustynny pył, niesiony przez wiatr z Sahary.

Widoczne z orbity zakwity glonów i sinic mogą zwiastować trzęsienia Ziemi. Prawdopodobnie ma to związek z podnosząca się przed trzęsieniami temperaturą morza i napływem z głębin wody bogatej w składniki pokarmowe

Sinice są atakowane przez organizmy jeszcze mniejsze - wirusy nazywane cyjanofagami. Gdy słońce świeci zbyt mocno, sinice wstrzymują proces fotosyntezy, ponieważ kontynuacja prowadziłaby do uszkodzeń białek biorących udział w tym procesie. Jednak gdy zostaną zaatakowane przez wirusa S-PM2, fotosynteza i wytwarzanie tlenu zachodzą cały czas, bez szkody dla sinic. Pod wpływem wirusa wytwarzane są dwa białka, które zapobiegają uszkodzeniom związanym z nadmiarem światła. Dzięki temu fotosynteza dostarcza więcej energii niezbędnej do powielania kopii wirusa.

Oceaniczne sinice produkują około połowy powstającego w procesie fotosyntezy tlenu. Mniej więcej 10 procent z nich jest zakażonych wirusem, co znaczy, że około 5 procent tlenu może być wytwarzanych z pomocą wirusów.

Znalezione w słonym kalifornijskim jeziorze Salton Sea sinice Acaryochloris potrafią wykorzystywać do wytwarzania tlenu nawet podczerwień dzięki specjalnej odmianie barwnika niezbędnego do fotosyntezy -chlorofilowi typu d.

Sinice nie zawsze są sine. Trudno je także uznać za czarne charaktery.

Paweł Wernicki, Vik