CUPRINS:

 

 

 

OARE DE CE AU DISPĂRUT PERLELE?

„Cunoașterea vine din observarea asemănării  și a repetării unor fenomene din lumea înconjurătoare.”
 (Wilfred Trotter)

După o alergare și încordare disperată pentru conturarea capitolului „Materiale și metode de lucru” dintr-o teză de doctorat, realizasem în mod fericit esențialul:

  • aveam un batiscaf L.S.1 omologat pentru funcționare până la 10 metri adâncime în lacul Bicaz, asigurând condiții optime pentru observații și experimentări îndelungate (zile și nopți) asupra comportamentului ecofiziologic al hidrobionților în mediul lor natural. Se îndeplinea astfel una dintre exigențele unui experiment de înaltă probitate științifică, acela de a modifica cât mai puțin posibil condițiile mediului de viață în care trăiesc animalele cu care se experimentează;
  • aveam o platformă la Planul înclinat-Baza ecologică de acvacultură de la Potoci, pe care am dobândit-o și organizat-o, cu care puteam plonja batiscaful la adâncimea și pe durata de timp dorită;
  • aveam o bază de suprafață completă-vapor și ponton, pentru asemenea experiențe, inspirată după modelul Cousteauavem personal specializat atât pentru pentru utilizarea scafandrului și batiscafului, cât și pentru asigurarea funcționării mijloacelor tehnice de la suprafață: personal navigant pentru nava „Emil Racoviță”, electromecanici, tehnicieni și laboranți pentru analize curente hidrochimice;
  • aveam un medic special angajat pentru controlul stării și prevenției medicale a  acvanauților în condiții hiperbarice (dr. Băra Clara);
  • aveam susținerea morală, spiritulală, materială și încurajatoare a Profesorului Jitariu, conducătorul tezei de doctorat;
  • avem înțelegerea totală din partea familiei, acoperindu-mi unele sacrificii de timp și financiare indispensabile unei astfel de angajări.

Am putut astfel să demarez experiențele cu batiscaful LS 1. Prima plonjare pe timpul iernii am efectuat-o începând cu 11 februarie 1970, când era necesar și un costum etanș de scafandru autonom care protejează organismul uman, izolându-l total de apă, realizat de noi după numeroase descinderi prin atelierele de vulcanizare prin Bicaz, Piatra Neamț și chiar Târgu Neamț, utilizând o folie de cauciuc procurată cu greu de la o unitate militară din Buzău.
Ipoteza de lucru a acestor experimentări era următoarea: care a fost mecanismul ecofiziologic care a detereminat eliminarea a peste 90% dintre speciile de macronevertebrate acvatice în succesiunea ecologică abiotică și biotică, prin trecerea de la râul Bistrița la lacul Bicaz?
Dintre grupele de organisme eliminate total în selecția amintită au fost și plecopterele în a căror taxonomie și ecologie m-am specializat și am publicat mai multe lucrări mențioante anterior.
Larvele acvatice din râul Bistrița alese pentru a le urmări comportamentul în condiții lacustre aparțineau genului Perla, cu specia Perla burmeisteriana.
Aceste larve reofile au un sistem respirator de tip traheobranhial caracteristic larvelor acvatice de insecte, traheele terminându-se la exterior prin branhii ramificate, la nivelul cărora este preluat și oxigenul dizolvat. Pentru determinarea caracteristicilor ecofiziologice ale lotului martor, larvele au fost expuse la suprafața lacului în cuști confecționate din plexiglas transparent, cu orificii care să asigure circulația apei, în orizontul 0-20 cm adâncime, în perioada noiembrie 1969 - martie 1970, constatându-se supraviețuirea întregului lot peste 120 de zile, în condiții de oxigenare și temperatură conforme cu cele din râul Bistrița, de unde fuseseră prelevate.

În următoarea fază a experiențelor desfășurată cu batiscaful în 1970, s-a ales o perioadă cu temperatură a apei mai scăzută, care determină un metabolism bazal redus al larvelor, respectiv luna martie, pentru ca datele obținute să fie comparate apoi cu cele din experiența efectuată într-o altă perioadă cu temperatura apei ridicată, respectiv luna august 1970. În ambele experiențe, martorul a fost expus la suprafață (0,02 atm) și alte loturi au fost expuse la presiuni hidrostatice crescătoare: 1 atm la 10 metri adâncime, 1,5 atm la 15 metri adâncime și 2 atm la 20 metri, în fața hublourilor batiscafului imersat, în același model de cuști. În imagine, Costel Mihai observă comportamentul larvelor.
În luna martie, temperatura apei a fost uniformă până la adâncimea de 20 cm, în timp ce în luna august același factor a variat de la 22 grade C la suprafață, până la 14 grade C la 20 metri adâncime. Oxigenul dizolvat avea concentrațiile în luna martie de 12,16 mg/l la suprafață și 8,89 mg/l la 20 metri adâncime. În august, concentrația oxigenului scăzuse nesemnificativ, la 9,31 mg/l la suprafață, și 7,06 mg/l la 20 metri adâncime.

 

 

 

Din analiza comparativă a duratei de supraviețuire a loturilor de larve prezentată în fotografia alăturată, s-au constatat următoarele:

  • Presiunea hidrostatică crescută duce la perturbarea eliminării dioxidului de carbon din țesuturile larvei, care acumulându-se în țesuturi antrenează fenomene caracteristice hipercapniei, cu manifestări convulsive și inhibiția centrilor nervoși care coordonează mișcările ventilatorii de flotare a corpului, determinând în cele din urmă instalarea comei și ulterior moartea larvelor.
  • Starea de comă a larvelor de Perla burmeisteriana poate fi anulată prin decompresie, adică prin ridicarea lentă spre suprafață a larvelor. Această influență a presiunii hidrostatice este anihilată însă la unele animale acvatice care posedă mecanisme speciale de reglare a schimburilor respiratorii în funcție de concentrația oxigenului în mediu, cum sunt oligochetele și unele larve de chironomide care pot astfel să populeze bentosul lacului Bicaz, unde presiunea hidrostatică atinge valori de 9 atmosfere.
  • Răspunsurile ecofiziologice constatate la larvele de Perla burmeisteriana, având valențe ecologice asemănătoare cu a altor organisme reofile (efemeroptere, trichoptere ș.a.), pot explica astfel cauzele care au determinat selecția și eliminarea lor în succesiunea ecologică râul Bistrița-lacul Bicaz.

Analizând datele noastre comparativ cu cele din literatura de specialitate, am constatat faptul că Knight și Gauffin (1963) confirmă creșterea intensității și frecvenței mișcărilor de flotare a larvelor pe măsura diminuării concentrațiilor de oxigen dizolvat, decapitând nimfele de plecoptere, concluzionând că centrii respiratori sunt localizați în afara regiunii cefalice, în ganglionii nervoși toracici sau abdominali. În cazul când prin ventilare-flotare nu se asigură compensarea cu oxigen se produc probabil schimbări în respirație la nivel celular, din care rezultă o anoxie cu efecte în planul general metabolic, ducând la restrângerea activității organismului până la imobilizare și, în cele din urmă, la moarte. După Hoyle (1964) centrii ventilatori sunt influențați de concentrația de oxigen atât nemijlocit, cât și prin impulsurile care vin de la proprioceptorii abdominali. O sinteză a acestor rezultate din cadrul tezei de doctorat a fost publicată în revista Hydrobiologia din Olanda.

Utilizarea unui batiscaf pe o durată de zece zile la 10 metri adâncime în lacul Bicaz a trezit interesul presei.

Vernon (1968) arată că mecanismul toxicității dioxidului de carbon trebuie separat fie de creșterea concentrației acestuia, fie de creșterea concentrației ionilor de hidrogen; hipercapnia are influențe specifice asupra diferitelor țesuturi. Toxicitatea cu dioxid de carbon antrenează fenomene biofizice de membrană și alterări biochimice. O particularitate a creșterii tensiunii dioxidului de carbon corelată cu presiunea hidrostatică este legată de formarea bulelor sub formă de înveliș la suprafața corpului, aspect constatat și de noi la larvele de Perla burmeisteriana, în decursul scăderii presiunii hidrostatice prin ridicarea acestora de la 15 și 20 de metri în batiscaful situat la 10 metri adâncime. Alți autori au arătat că activitatea musculară intensă în decursul ventilației prin flotare cauzează formarea bulelor la suprafața corpului, iar după moartea larvelor, formarea bulelor este datorată dioxidului de carbon derivat din respirația celulară reziduală.
Prin urmare s-au descris, în premieră, prin observații directe cu batiscaful, mecanismele ecofiziologice care au determinat moartea larvelor de Perla burmeisteriana, ca și a altor larve reofile dominante în râul Bistrița, induse de creșterea de până la nouă ori a presiunii hidrostatice, odată cu realizarea adâncimii de 90 de metri a lacului de acumulare. Puține specii din bentosul râului Bistrița (circa 10%) au supraviețuit și în bentosul lacului de acumulare, acestea având adaptări ecomofologice și ecofiziologice particulare la nivelul sistemului respirator.

 

 

 

 

 

 

Odihnă și lectură în batiscaf.