Kiedy większość ludzi myśli o organizmach rosnących na dnie morskim wokół Antarktydy (jeśli w ogóle o nich myślą), przychodzi mi na myśl kilka krótkich słów: zimnych, powolnych i nudnych. Ale w odpowiednich warunkach życie dna morskiego na szelfie kontynentalnym Antarktydy może bardzo szybko rosnąć, zgodnie z najnowszymi badaniami opublikowanymi dzisiaj w Current Biology . Zapadanie się szelfów lodowych na Antarktydzie w ciągu ostatnich dwóch dekad z powodu cieplejszych wód kąpiących się na ich spodniach już zmieniło warunki wody morskiej na tyle, aby umożliwić zwykle wolno rosnącym zbiorom szklanych gąbek wyrastanie pod bardziej przejściowym lodem morskim który zastąpił półkę.
„Te rzeczy nie są tak ekscytujące, jak myśleliśmy; są w rzeczywistości bardzo dynamiczne ”- mówi ekolog polarny James McClintock z University of Alabama, który nie był zaangażowany w badania. „Pomysł, że mogliby oni rekrutować i szybko rosnąć, gdy te lodowe szelfy rozpadają się, jest ekscytujący i sugeruje, że dno morskie zmieni się szybciej, niż się spodziewaliśmy”.
Gąbki szklane są architektami najbardziej zróżnicowanej społeczności na dnie morskim pod lodowymi półkami. Podobnie jak koralowce, gąbki szklane stanowią siedlisko wielu innych organizmów. Ich przypominające koszyki wewnętrzne wnęki to rzadkie żłobki w zimnej wodzie, a wewnątrz znaleziono małe morskie isopods, młode rozgwiazdy, kruche gwiazdy, a nawet jaja rybne. Kiedy umierają, pozostawiają maty krzemionkowe na głębokości dna morskiego, zapewniając podstawowe podłoże dla liliowców, zawilców i innych gąbek, aby osiedlić się i rosnąć. Podobnie jak koralowce, gąbki szklane rosną powoli. Większość rośnie tylko dwa centymetry rocznie, co sprawia, że największe mają setki lat.
Niedobór żywności jest przyczyną tego powolnego wzrostu. Wody antarktyczne mają bardzo krótki sezon wegetacyjny, trwający zaledwie kilka tygodni, kiedy światło słoneczne i cieplejsza woda sprzyjają kwitnieniu fitoplanktonu. W tym krótkim okresie fitoplankton karmi zooplankton i odpady z tego ostatniego organizmy karmią bakterie i zwierzęta (np. szklane gąbki), które filtrują cząsteczki i bakterie z wody. Nawet ile tej nagrody otrzymuje zwierzę, zależy od tego, czy osiadło w prądzie niosącym pokarm - czy też te prądy doprowadzające mannę są zablokowane przez lód. To powiedziawszy, nie jest zaskoczeniem, że przy tak małej ilości pożywienia większość organizmów na dnie morskim rośnie bardzo wolno.
Na boku szklanej gąbki umieszcza się isopod, który odfiltrowuje cząsteczki z wody. (Zdjęcie © John Weller) Lód stanowi również zagrożenie dla życia na dnie morskim Antarktydy. Góry lodowe i inne rodzaje lodu morskiego, jeśli napotkają płytsze wody z miejsca, w którym się cieliły, mogą wykopać rowy w dnie morskim o szerokości do 350 metrów i głębokości 15 metrów, usuwając wszelkie żywe organizmy z tego obszaru. Kryształy lodu (znane jako lód kotwiczny) mogą rosnąć na nieporuszających się obiektach, takich jak gąbki, skały i wodorosty, ostatecznie powodując, że wypływają one z dna morskiego i łączą się z lodowym sufitem. Dodatkowo, siniaki, lodowate palce słonej wody, strzelają z zamarzniętego lodu na powierzchni, zabijając wszystko, czego dotkną, gdy rozprzestrzeniają się po dnie morza.
Ale w ciągu ostatnich kilku dekad obserwowano zmiany pokrywy lodowej na Antarktydzie. Dwie duże szelfy lodowe znane jako Larsen A i Larsen B zawaliły się odpowiednio w 1995 i 2002 r. To uwolniło więcej otwartej wody dla kwitnienia fitoplanktonu, pozostawiło więcej dna morskiego wolnego od regularnego skrobania góry lodowej i potencjalnie zmieniło to, jak ciepła woda i jedzenie krążą w tym obszarze. Biorąc jednak pod uwagę powolne tempo życia na Antarktydzie, naukowcy nie spodziewali się znaleźć wiele, gdy w 2011 r. Przecięli przejściowy lód morski, aby zbadać dno morskie pod lodowym szelfem Larsena A. Ku ich zaskoczeniu odkryli, że społeczności małych szklanych gąbek powstały w ciągu czterech lat od ich ostatniej wizyty.
W rzeczywistości liczba szklanych gąbek podwoiła się, wiele z nich należy do mniejszych gatunków, które nie są tak powszechne na starszych rafach gąbczastych Antarktydy. Naukowcy zauważyli duży wzrost liczby gąbek o objętości od 50 do 100 centymetrów kwadratowych, co sugeruje, że młode gąbki rosły bardzo szybko - a na pewno szybciej niż zaledwie dwa centymetry rocznie.
Szklane gąbki stanowią siedlisko wielu innych organizmów, takich jak pokazane tutaj krinoidy i kruche gwiazdy. (Zdjęcie: Thomas Lundalv) Nagła dostępność wolnej przestrzeni i napływ żywności prawdopodobnie wyjaśniają, jak gąbki te mogły tak szybko rosnąć. Ale skąd pochodzi to dodatkowe jedzenie? Paul Dayton z Scripps Institution of Oceanography, który przez wiele lat badał ekologię otaczającego dna morskiego Antarktydy, ale nie był zaangażowany w to badanie, wysuwa hipotezę, że topnienie szelfów lodowych spowodowało wzrost prądów, fal i wiatru w okolicy, wzbudzając dno morskie i zawieszające cząsteczki i bakterie do spożycia przez gąbki.
Badanie wzrostu jednej społeczności w jednej części Antarktydy może wydawać się niewielkie. Jest to jednak przykład tego, jak nie możemy przewidzieć, w jaki sposób ekosystemy zareagują na zmiany klimatu. Możliwe, że gąbki szklane będą „zwycięzcami”, będą mogły lepiej rosnąć w wodzie o dużej zawartości cząstek zmieszanej z prądami lub może to być tylko zmiana krótkotrwała. „Osobiście postrzegam to bardziej jako puls niż bycie przejętym przez szklane gąbki”, mówi Dayton. „Ale przy ogromnych zmianach, które nadchodzą w wyniku ocieplenia i utraty lodu morskiego, bardzo dobrze może to doprowadzić do ogromnej zmiany w społeczności bentonicznej Antarktyki”.
Zobacz zdjęcia z Morza Rossa na Antarktydzie w Smithsonian's Ocean Portal.
