Kdo čůrá v globálním bazénu?

Obří databáze podvodních výměšků ryb, žab a dalších tvorů by mohla vědcům pomoci pochopit dopady rybolovu a změny klimatu.

Ian Wade Photography / Getty

Sestavení více než 10 000 řádků dat o odpadních produktech vodních živočichů, od jezerních pstruhů přes rybniční hmyz až po mořské měkkýše, bylo časově náročnější, než ekolog Michael Vanni očekával. Ale nevadilo mu to. Miluji údaje o rybím močení, říká.

Vanni z Miami University v Ohiu a jeho spoluautor Peter McIntyre z University of Wisconsin v Madisonu se vrhli do projektu pro svůj vlastní výzkum. Brzy si ale uvědomili, že obří datový soubor, který dali dohromady, by mohl být zdrojem i pro další vědce – veškerá ta práce na živočišném odpadu sama o sobě nemusí přijít vniveč.

Proč se někdo zajímá o rybí čůrání nebo žabí čůrání nebo čůrání hlemýžďů v první řadě souvisí s recyklací. Živiny v ekosystému jsou využívány znovu a znovu, jak procházejí potravním řetězcem. Například v lese, když listí spadne na zem, houby a bakterie je rozloží a vrátí jim živiny do půdy, kde je mohou rostliny znovu využít. Zejména ve vodním prostředí, říká Vanni, zvířata tuto recyklaci hodně provádějí. Když ryby vylučují dusík a fosfor, řasy mohou molekuly vzít zpět.

Abychom porozuměli tomuto účtování pro daný ekosystém, pomohlo by umět se podívat na jakékoli zvíře a předpovědět, kolik recykluje. To chtěli vědět Vanni a McIntyre: Existují způsoby, jak můžeme předpovědět, kolik dusíku a fosforu zvíře vyloučí? říká Vanni. Existují obecná pravidla pro celý život zvířat?

Aby odpověděli na otázku, shromáždili co nejvíce údajů o vylučování zvířat žijícími ve vodě, ať už sladké nebo oceánské – jinými slovy, o čemkoli, co čůrá v globální tůni.

Vanni říká, že shromažďování těchto dat pro malé zvíře je docela jednoduché. Vložíte zvíře do nádoby s vodou, počkáte danou dobu a poté změříte, co po sobě zanechalo. Pokud při tom zvíře příliš nestresujete – nechcete z něj čůrání doslova vyděsit – získáte slušnou představu o tom, co vylučuje.

(Slovo k hovínku: U ryb, stejně jako u savců, se některé molekuly z potravy dostávají do krevního oběhu a později se uvolňují močí. Odpadní produkty, které projdou celou cestou střevem, aniž by se kdy vstřebaly, se stávají výkaly. Různá zvířata s jejich odpadem nakládají proudy jinak; například ptáci tyto dva typy kombinují. Tato studie se víceméně zabývá močí. Zvířata žijící ve vodě ji neustále uvolňují. Je těžší studovat výkaly, říká Vanni, protože — jako domácí vědec mohl pozorovat – zvířata jej nevypouštějí tak předvídatelně.)

Vanni a McIntyre kontaktovali vědce, kteří publikovali studie o vylučování vodních živočichů, a požádali je o jejich nezpracovaná data. Skončili s daty z asi 100 zdrojů, celkem 10 534 pozorování z celého světa. Ryby tvořily 36 procent pozorování a 7 procent pocházelo z obojživelníků a plazů. Zbývajících 57 procent pocházelo z bezobratlých, jako je hmyz, korýši, měkkýši a červi. (Většina savců žijících ve vodě je příliš velká na to, aby je bylo možné tímto způsobem snadno studovat; nic v souboru dat nebylo o mnoho větší než několik liber.) Každé pozorování zahrnovalo druh zvířete, velikost, lokalitu, teplotu vody a polohu v potravním řetězci.

S těmito informacemi vědci zjistili, že by se mohli velmi přiblížit předpovědi vylučování dusíku a fosforu zvířetem, říká Vanni, aniž by je ve skutečnosti nutili čůrat do kbelíku.

Ale to není zdaleka jediná otázka, kterou by výzkumníci mohli zodpovědět všemi těmito údaji o vylučování. Vyvinula se u blízce příbuzných zvířat podobná rychlost vylučování? Čůrá stejný druh v různých prostředích odlišně? Pochopení toho, jak každý tvor ovlivňuje živiny ve svém domově, by mohlo výzkumníkům pomoci předvídat účinky rybolovu, který odpleveluje větší zvířata, nebo změny klimatu, od nichž se očekává, že se zmenšují tělesné velikosti. Mohlo by to také pomoci vědcům vypořádat se s škůdci, kteří recyklují příliš mnoho živin do vody, což podporuje květy řas.

Chtěli jsme tam dát data, aby je lidé mohli používat, a doufáme, že o tom budou psát další lidé, říká Vanni, který poznamenává, že většinu jeho výzkumu financovala NSF. On a McIntyre publikovali své studie o předpovídání vylučování zvířat prosinec 2016 in Ekologie. Úplná datová sada je k dispozici jako samostatná papír ve stejném časopise, přičemž každý, kdo sdílel data, byl uveden jako spoluautor. To je určitě způsob, jakým se věda ubírá, říká Vanni: výzkumníci vytvářejí velké soubory dat a zpřístupňují je ostatním.

Dodává, že i když vložil do kontroly kvality 10 000 bodů dat pee, není to nic ve srovnání s tím, co generují jiní výzkumníci v oblastech, jako je genomika. Bylo opravdu osvěžující vidět, jak dychtiví lidé sdíleli svá data, říká Vanni – recyklaci vlastních živin, jak to bylo, do vědeckého ekosystému.