Z góry przypominają małe czarno-białe figurki, zamrożone na miejscu i należące do jakiegoś dawnego świata. Pingwiny cesarskie są pod wieloma względami pozaziemskie, ewoluowały, aby przetrwać najsurowsze zimy na Ziemi. Przez 400-milimetrowy obiektyw zmiennoogniskowy ustawiony przez okno helikoptera pary łączone w pary wyglądają jak antyczne solniczki porcelanowe zasypane śniegiem na zakurzonej półce lodu.
Antarktyda nie jest dla osób o słabym sercu. Przez sto lat odkrywcy i biolodzy byli zahipnotyzowani jego brutalnością. Ma to zatem sens, że urzekałby nas jedyny gatunek, który próbuje rozmnażać się przez bezlitosne zimy kontynentu. Śledziliśmy marsze, triumfy i przełomowe jaja kolonii pingwinów Cesarza Przylądka Croziera na srebrnym ekranie. Od dziesięciu lat nasze satelity wykonują zdjęcia 53 innych znanych kolonii, kiedy dni bezchmurne i orbity się pokrywają. Teraz podejmowane są międzynarodowe wysiłki, aby zobaczyć, czy te obrazy z kosmosu mogą nam powiedzieć, po raz pierwszy, ile pingwinów cesarskich zostało na świecie.
Dorosłe pingwiny cesarskie i pisklęta w Cape Crozier 29 października 2018 r. (Sara Labrousse / David Iles) „Większość tego, co wiemy o populacjach pingwinów cesarskich, pochodzi z zaledwie kilku dobrze zbadanych kolonii. W rzeczywistości nie jesteśmy pewni, jak radzi sobie większość populacji” - mówi Dave Iles, doktor habilitowany w Woods Hole Oceanographic Institute w Massachusetts. „Ale dane satelitarne całkowicie to zmienią”.
Iles jest częścią zespołu naukowców testujących, czy zdjęcia o wysokiej rozdzielczości pobrane z satelitów można wykorzystać do śledzenia, które kolonie rosną, a które mogą być zagrożone zawaleniem. Zgodnie z modelami klimatycznymi, które przewidują powszechne spadki lodu morskiego pod koniec wieku, przewidywane spadki pingwinów cesarskich są tak dramatyczne, że niektórzy eksperci starają się wymienić je na podstawie Ustawy o zagrożonych gatunkach. Ale aby to zrobić, konieczna będzie międzynarodowa współpraca, aby liczyć każdego ostatniego ptaka.
Zastępca profesora nauk o morzu Michelle LaRue kieruje szarżą w amerykańskiej stacji badawczej Antarktydy w McMurdo. Niedawno przeniosła się z University of Minnesota na University of Canterbury w Nowej Zelandii, częściowo po to, aby być bliżej portu antarktycznego. LaRue czuje spokój w królewskiej obecności pingwinów cesarskich. Zamieniła pracę z mapowaniem danych siedlisk Antarktydy z biurka w Minnesocie w karierę monitorującą najbardziej charyzmatyczne bestie Antarktydy, w tym Foki Weddella i pingwiny Adelie - mniejszych, głupszych kuzynów Imperatora. Podczas swojej podróży na Antarktydę, jej siódma, LaRue zebrała zespół, aby pomóc w dopasowaniu zdjęć kolonii pingwinów cesarskich pobranych z helikopterów do tych wykonanych znacznie dalej przez satelitę. Ekspedycja odwiedziła siedem kolonii wzdłuż Morza Rossa w pobliżu bazy McMurdo i policzyła najbliższą kolonię pięć razy, aby ocenić, jak wiele pingwinów zmienia się z dnia na dzień.
„Po raz pierwszy będziemy mogli empirycznie powiedzieć, ile było pingwinów cesarskich i jak zmieniły się te populacje w ciągu dziesięciu lat” - mówi LaRue. „Do dziś cała praca, którą wykonano, była modelowaniem”.
Zdjęcie zespołu: od lewej do prawej, Michelle LaRue, Leo Salas, pilot Jesse Clayton, drugi pilot Chris Hilbert, Michelle Lacey, Dave Iles i Sara Labrousse. (Stacja badawcza McMurdo) Po powrocie do Woods Hole Oceanographic Institute w Massachusetts kobietą za modelkami jest Stef Jenouvrier, francuski ekolog morski, który bada reakcję populacji zwierząt na zmiany klimatu. Ona i postdoctoral Sara Labrousse, również z Francji, połączyły siły z LaRue, Iles i Leonardo Salas, ekologiem ilościowym z Point Blue Conservation Science, aby połączyć dekadę danych ze zdjęć satelitarnych z ekologicznymi modelami wahań populacji zwierząt w czasie . Ich celem jest lepsze zrozumienie, jak radzą sobie pingwiny cesarskie, gdy lód ogrzewa się i zmienia w odpowiedzi na zmiany klimatu.
Jenouvrier mówi, że nigdy nie była obserwatorem ptaków, ale zwabiła go do projektu dostępność danych o tych tajemniczych Antarktycznych Akach . Teraz Jenouvrier jest uzależniona, a także zaczepiła Labrousse, zawodniczkę olimpijską z 2012 roku w pływaniu synchronicznym, która podrzuciła swoje podwodne kwalifikacje na doktorat z fok słoni, dużych drapieżników polujących pod lodem antarktycznym.
Razem z resztą międzynarodowego zespołu badawczego pingwinów cesarskich Antarktyki mają nadzieję dowiedzieć się, jak pingwiny cesarskie poruszają się po lodzie, aby znaleźć pożywienie, ciepło i partnerów, a także ustalić, ile z tych zwierząt zostało. W 2009 r. Modele komputerowe oszacowały populację na 600 000 osób. Czas zobaczyć, jak sobie radzą.
Mapa Antarktydy z lokalizacją stacji badawczej Antarktydy McMurdo (po lewej) i mapa kolonii pingwinów cesarskich w pobliżu MucMurdo wzdłuż Morza Rossa (po prawej). (Zdjęcia dzięki uprzejmości Sary Labrousse.) ************
Pierwszego dnia w powietrzu zespół liczy 1536 pingwinów ze zszytych ze sobą zdjęć kolonii Cape Crozier osadzonej w osłoniętej szczelinie w lodzie. Iles i Labrousse strzelają do zdjęć z okien helikoptera, podczas gdy Salas robi notatki, LaRue reżyseruje, a pilot Jesse Clayton krąży wysoko, aby nie zakłócać zachowania kolonii. Następnego dnia dwa dni - kiedy silne wiatry i słaba widoczność lądują wszystkie loty - zespół zamawia pizzę i porównuje liczbę pingwinów na podstawie zdjęć lotniczych i zdjęć satelitarnych.
Iles pracował wcześniej w oblodzonych brzegach Ziemi. Spędził osiem lat badając, jak gęsi śnieżne reagują na zmiany klimatu w Manitobie w Kanadzie, jednocześnie obserwując arktyczną mgłę niedźwiedzi polarnych z nieprzyjemnym nawykiem wtapiania się w białe skały. To jego pierwsza podróż do południowego regionu polarnego i po raz pierwszy jego kawa zamarzła podczas spaceru na zewnątrz między dwoma budynkami badawczymi.
Iles mówi, że skalę Antarktydy trudno wyrazić słowami. Aktywny wulkan za stacją McMurdo regularnie wyrzuca kule ognia w niebo. Góra o wysokości 13 000 stóp wznosi się w systemie pogodowym, który zastrasza nawet doświadczonych pilotów Everest. A stuletnia zwłoki foki pozostawione przez wczesnych odkrywców wyglądają, jakby zostały wczoraj otwarte, a jej tłuste wnętrzności rozlane na lodzie, doskonale zachowane.
Zespół stworzył ten pełny obraz kolonii pingwinów Cesarza Przylądka Croziera, łącząc setki zdjęć wykonanych z różnych aniołów przy powiększeniu 400 mm, gdy helikopter leciał nad kolonią. (Sara Labrousse) Pomimo tego, że Antarktyda utrzymuje się na stałym poziomie - gryzący wiatr, niemiłosierny chłód, obietnica wielkiej, ale śmiertelnej przygody - sama platforma, na której istnieje, ciągle się zmienia. Zima trwa od marca do października. Po ostatnim wschodzie słońca lata, kiedy większość badaczy powróciła do swoich baz lądowych na wiosnę półkuli północnej, temperatury na Antarktydzie spadają, a powierzchnia oceanu zaczyna zamarzać. Najpierw rozprzestrzenia się jako cienka warstwa smaru lodowego. Następnie tworzy się lód naleśnikowy, gdy gęstnieją tłuste warstwy. Stos naleśników jest albo przenoszony do morza jako dryfujący lód, albo wypychany na kontynent, aby utworzyć lód paczkowy, który stanie się siedliskiem gatunków takich jak foki lamparty, petrelki śnieżne i pingwiny Adelie, gdy powrócą w późniejszych, jaśniejszych miesiącach. Pingwiny cesarskie polegają zarówno na lodzie stakowym, jak i szybkim lodzie lub lodzie szybkim lądowym, który formuje się wzdłuż linii brzegowej w płytkiej batymetrii. Ponieważ globalne temperatury i oceany ocieplą się, całe to siedlisko może ulec stopieniu. Jednak na Antarktydzie nic nie jest takie proste.
„Jak dotąd zmiany lodu morskiego nie były z pewnością przypisywane zmianom klimatu” - mówi Jenouvrier. „Naturalne zróżnicowanie na Antarktydzie jest tak ogromne, że trudno jest dokładnie określić wpływ zmian klimatu. Nie jest tak jasne, jak na Arktyce, gdzie wiemy, że lód morski topnieje. Modele pogodowe na Antarktydzie są bardziej złożone”.
„Wiele różnych systemów zmienia się razem”, dodaje Labrousse.
Dno morskie Antarktydy. (Steve Clabuesch) ************
Phil Trathan, biolog ochrony przyrody z British Antarctic Survey, śledzi pingwiny cesarskie za pomocą zdjęć satelitarnych i współpracował w przeszłości z LaRue i Jenouvrier. Pracuje nad liczeniem kolonii w pobliżu British Research Station, około 2000 mil po drugiej stronie Bieguna Południowego od McMurdo. Obie grupy są częścią szerszej sieci „badaczy Emp”, jak je nazywa Trathan. W zeszłym roku jego załoga wykonała przeloty, aby monitorować 15 kolonii cesarzy między 0 a 19 stopniami na zachód.
Kolonia najbliższa stacji brytyjskiej zniknęła. Jak dotąd załoga Trathana nie jest w stanie wyjaśnić, co stało się z sąsiadami ptaków morskich. Chciałby wrócić na Antarktydę w poszukiwaniu zaginionej kolonii, ale dostęp do kolonii w rejonie Morza Weddella jest trudny. Pingwiny opierają się na przytulaniu się do ciepła, więc malejące kolonie często rezygnują ze swojego stanowiska i dołączają do innej pobliskiej grupy. Ale pingwinów nie można wyśledzić za pomocą kołnierzy GPS, z powodów etycznych i praktycznych, a naukowcy nie mają sposobu, aby wiedzieć na pewno, co się stało z zaginionej kolonii.
Zniknięcie jest jedną z tajemnic, które szczegółowa mapa zdjęć pingwinów cesarskich mogłaby rozwiązać. Kiedy wszyscy naukowcy w sieci Emp zsumują swoje liczby, będą mieli dane o tym, ile osobników żyje w każdej z 54 kolonii pingwinów i ile przemieszczają się między koloniami w czasie, mieszając się z innymi grupami podczas przemierzania swojego lodowatego świata .
„Kilka pingwinów poruszających się po kontynencie wokół kontynentu pomaga całemu gatunkowi” - mówi Trathan. Ale takie zmiany utrudniają ocenę dobrostanu poszczególnych kolonii.
Oprócz umożliwienia grupom łączenia się w celu uzyskania większego ciepła skupiska, to zachowanie polegające na wymianie kolonii pomaga urozmaicić genetykę pingwinów, czyniąc cały gatunek bardziej odpornym na nowe warunki. Jenouvrier dopiero zaczyna włączać informacje genetyczne do swoich modeli dynamiki populacji. Potwierdzenie, że zdjęcia satelitarne mogą uwzględniać wszystkie pingwiny w różnych lokalizacjach na kontynencie, da jej modelom kręgosłup umożliwiający podejmowanie decyzji dotyczących polityki pingwinów.
Trathan zasiada w specjalistycznej grupie pingwinów Międzynarodowej Unii Ochrony Przyrody (IUCN), która nadzoruje listę gatunków zagrożonych. To skomplikowany proces, a poprawa wiedzy naukowej to pierwszy krok, a następnie rozważenie opcji politycznych i korzyści z umieszczenia gatunku na zagrożonej pozycji. Trathan był świadkiem spadku zasięgu szybkiego lodu, w którym pingwiny rozmnażają się wraz z znikaniem całych kolonii. Ale czeka na liczby z reszty sieci Emp, zanim zdecyduje, czy gatunek powinien zostać wymieniony.
Pingwiny cesarskie odwiedzają Tent Island. (Michelle LaRue) John Hocevar opowiada się za bardziej bezpośrednią ochroną. Jako dyrektor kampanii Chrońmy oceany Greenpeace od 2004 roku, Hocevar nie sądzi, że możemy sobie pozwolić na czekanie na rządowe regulacje w celu ochrony ekosystemów morskich. Półwysep Antarktyczny rozgrzewa się szybciej niż prawie jakikolwiek inny region na Ziemi, mówi, że przyszłość pingwinów cesarskich wymaga teraz działania.
„Największe obawy dotyczą zmiany klimatu i rybołówstwa” - mówi Hocevar. „Zaczynamy obserwować spadki kryla w kluczowych obszarach. Jednocześnie mamy obiekty przemysłowe odkurzające kryla bezpośrednio. Bez kryla w pobliżu pingwiny miałyby poważne kłopoty. Jeśli jesteś pingwinem, tym dłużej masz aby odejść, aby znaleźć jedzenie i pozostawić pisklę podatne na drapieżniki, tym mniejsze są szanse na przeżycie ”.
Hocevar z pierwszej ręki widział sytuację kryla. W zeszłym roku był na Antarktydzie, pilotując łódź podwodną na oblodzonym dnie morskim, aby zbadać obszar zaproponowany pod nowe sanktuarium morskie. Pingwiny okrążyły łódź drużyny, podczas gdy okręt podwodny był gotowy na pokład. Gdy Hocevar schodził, patrzył, jak ptaki polują na kryla i łowią ryby w lodowatej, czystej wodzie. W głębszych, ciemniejszych wodach poniżej jego zespół znalazł mikrodrobiny tworzyw sztucznych we wszystkich włokach dna morskiego, które wciągnęli, co zdaniem Hocevara może stanowić niedorzeczne zagrożenie dla pingwinów.
„Częścią rozwiązania w zakresie ochrony pingwinów i każdego innego zwierzęcia jest odejście od pomysłu, że możemy raz użyć czegoś i wyrzucić”, mówi Hocevar. „Naprawdę nie ma„ daleko ”.”
Chińskie długie dziesięć statków łowiących kryla w South Bay, na wyspie Livingston na Antarktydzie (po lewej). Kryl stanowi kluczowy element antarktycznej sieci pokarmowej, dostarczając pokarm dla ryb, wielorybów, fok, pingwinów i bezkręgowców morskich (po prawej). (Po lewej: Credit Paul Hilton / Greenpeace Po prawej: Christian Aslund / Greenpeace) Grupa Hocevara wykorzystuje zdjęcia satelitarne do śledzenia połowów piratów, wylesiania i wycieków ropy. Jest optymistycznie nastawiony do tego, co praca LaRue i Jenouvrier z wykorzystaniem zdjęć satelitarnych przyczyni się do ochrony pingwinów cesarskich. Opracowanie planów zarządzania, którym ufają naukowcy, będzie wymagało zrozumienia podstawowych pytań dotyczących liczby pingwinów cesarskich oraz wzrostu i kurczenia się ich populacji. W przeszłości ogromne praktyczne wyzwania związane z podróżowaniem w celu monitorowania wszystkich 54 kolonii, w połączeniu z szybkim tempem zmian warunków antarktycznych, sprawiły, że była to Mt. Zadanie wielkości Erebusa. Możliwość modelowania zmian za pośrednictwem satelity daje nową nadzieję.
Aby poradzić sobie z obliczeniami, LaRue zatrudniła Heather Lynch na Uniwersytecie Stony Brook w Nowym Jorku. Lynch bada zastosowania statystyczne dla zagadek biologii ochrony, takich jak przeżycie u ssaków i wzorce różnorodności biologicznej sieci dendrytycznych. Kiedy „sieć Emp” zakończy liczenie pingwinów we wszystkich 54 koloniach, Lynch spróbuje wyszkolić komputer w zakresie powtarzania wyników.
„W pewnym momencie cel byłby taki, aby móc wprowadzić obraz do tego programu, a po drugiej stronie powiedziałby nam tylko, ile jest pingwinów” - mówi LaRue. Bez oczu na orbicie aktualizowanie takich danych byłoby prawie niemożliwe.
Liczenie pingwinów ze zdjęć na ekranie komputera. (Sara Labrousse) ***********
Nawet jeśli przyszłe komputery i satelity konspirują, by policzyć pingwiny bez naszej pomocy, naukowcy nadal będą musieli udać się na Antarktydę, aby zaobserwować anomalie, których nie zauważyłby algorytm. Po raz trzeci okrążając kolonię pingwinów Cesarza Przylądka Croziera, Iles zauważył ciemną plamę guano na lodzie w oddali. Myśląc, że była to mniejsza placówka hodowlanych pingwinów cesarskich, które przegapili podczas poprzednich lotów - plamy guano są pomocnym wskaźnikiem kolonii z góry - poprosił pilota, aby zbadał. Okazało się, że jest to grupa 400 pingwinów Adelie, które zwykle żyją na stosach skalnych i nie wiadomo, czy pozostawiają plamy guano na lodzie.
„Natychmiast skontaktowałem się z ekspertami od pingwinów Adelie i zapytałem:„ Co to jest? Widziałeś to wcześniej? ” LaRue mówi.
Pingwiny Adelie żyjące na lodzie zamiast na skale zostały udokumentowane w latach 70. XX wieku, ale jest to rzadkie zjawisko i nigdy wcześniej nie występowało w takiej liczbie. Kiedy przejrzeli zdjęcia lotnicze, zespół zauważył małe divets w lodzie, równomiernie rozmieszczone, sugerując aktywność gniazdowania. Odkrycie to może skomplikować algorytmy Lyncha, ponieważ założono, że plamy guano na lodzie wskazują na obecność kolonii cesarza. Teraz trzeba wziąć pod uwagę możliwość, że takie plamy pochodzą od pingwinów Adelie. Jednak LaRue uważa, że obserwacja mówi więcej o zmieniających się sposobach pingwinów Adelie, ogólnie o transformacjach Antarktydy i wiecznej potrzebie powrotu na lód by dowiedzieć się więcej.
Pingwiny cesarskie i Adelie dzielą kawałek dryfującego lodu na Oceanie Południowym. (Jiri Rezac / Greenpeace) Na razie zespół ma wszystkie potrzebne dane, po udanej wizycie we wszystkich siedmiu docelowych koloniach i liczeniu ptaków Cape Crozier przez pięć osobnych dni. Wykorzystają te informacje, aby uwzględnić dzienne wahania modeli populacji pingwinów cesarskich. Po zakończeniu przygody z lodem czeka na Ciebie mnóstwo naukowego nudy.
„Bardzo miło było wyjść i to zobaczyć” - mówi Labrousse - „ponieważ zwykle oglądam zdjęcia satelitarne na moim komputerze”.
W nadchodzących latach zespół będzie nadal gromadził porcelanowe figurki na zdjęciach, podczas gdy Lynch trenuje liczenie komputerów, podczas gdy Trathan czeka na wezwanie na spotkanie specjalistów ptaków morskich IUCN, podczas gdy lód na Antarktydzie topi się, następnie zamienia się w tłuszcz, a następnie naleśnik, następnie spakuj lód, pingwiny cesarza będą nadal hodować swoje pisklęta wśród zimowych zamieć, jak zawsze. W międzyczasie Hocevar sugeruje, że wysiłki na rzecz zastąpienia węgla energią odnawialną, kanałów rybackich z rezerwatami morskimi i plastików jednorazowego użytku z pojemnikami wielokrotnego użytku mogą zwiększyć szanse, że pingwiny cesarza znajdą się w rozległej szczelinie lodowej Cape Crozier przez kolejne sto lat
Wszystkie zdjęcia badawcze pingwinów cesarskich wykonane na podstawie zezwolenia na ochronę Antarktyki # 2019-006.
