Dr Piotr Bałazy, biolog morski i płetwonurek. W Arktyce nurkujemy podczas nocy polarnej

Białe plamy biologii

Głównym powodem były trudności i zwiększone koszty pracy w niesprzyjających warunkach – w ciemnościach, zimnie, często przy obecności pokrywy lodowej. Ale przeważał też pogląd, że noc polarna to okres pozbawiony życia, albo przynajmniej bardzo zubożony w stosunku do arktycznego lata.

Wydawało się, że na zimę większość organizmów arktycznych albo migruje na południe, albo na otwarte morze, na większe głębokości. Czy wreszcie przeżywa ten bezproduktywny okres dzięki zasobom pozyskanym latem, podczas dnia polarnego, kiedy światło słoneczne dostępne jest przez całą dobę.

Poza kilkoma pionierskimi pracami wykonywanymi głównie z wykorzystaniem zaplecza całorocznych stacji polarnych (w tym polskiej stacji w Hornsundzie na Svalbardzie)

do 2014 r. nie było szerszego programu badań procesów biologicznych zachodzących podczas nocy polarnej.

Dopiero wtedy ekolodzy z IO PAN wspólnie z naukowcami z kilkudziesięciu państw wzięli udział w norweskim projekcie pn. „Marine Night – Mare Incognitum" – szeroko zakrojonym programie, który uwidocznił istnienie wielu białych plam na biologicznej mapie świata.

Ciągle je zapełniamy.

Noc polarna to czas rozmnażania się

Już dziś wiemy jednak, że podczas nocy polarnej poziom aktywności biologicznej pozostaje zaskakująco wysoki, a różnorodność biologiczna bywa wtedy nawet wyższa w porównaniu z miesiącami letnimi.

Podobnie jest z ilością osobników młodocianych, co sugeruje z kolei, że organizmy mają wtedy dostęp do pokarmu i nie muszą magazynować dużych zapasów przed nadejściem zimy. Oraz że wykorzystują noc polarną do… rozmnażania się.

Po pierwszym projekcie, podczas którego pod wodą porównywaliśmy aktywność żerowiskową padlinożerców w okresie zimy i lata, po oswojeniu się z nocą polarną i, jak mi się wydaje, także docenieniu drzemiącego w niej potencjału naukowego, jako grupa nurków naukowych IO PAN zaczęliśmy rozwijać kolejne pomysły. Przerodziły się one w całoroczne, zapewniające długie serie danych projekty prowadzone w Arktyce.

To ważne, bo takich danych jest wciąż niewiele.

Np. w ramach projektu LARVAE (Linking Annual cycle of Reproduction and recruitment to environmental variables in Arctic Epifauna) w latach 2015-19 sprawdzaliśmy, jak w zależności od pory roku przebiega reprodukcja, kolonizacja i sukcesja fauny poroślowej.

Montowaliśmy na dnie morskim specjalne zestawy paneli kolonizacyjnych uniemożliwiających drapieżnictwo, pobieraliśmy próby meroplanktonu bezpośrednio nad dnem przy użyciu podwodnych „odkurzaczy" i identyfikowaliśmy larwy występujące w wodzie.

W projekcie FUND (Filter Feeders UNDer change – unknown annual feeding strategies to be revealed by underwater time-lapse imagery) w latach 2018-23 przy użyciu kamer do zdjęć poklatkowych, rejestrujących obrazy wysokiej rozdzielczości co 30 minut nawet przez okres sześciu miesięcy zanurzenia, śledziliśmy symultanicznie aktywność żerowiskową organizmów filtrujących w dwóch kontrastujących środowiskach oddalonych od siebie o tysiąc kilometrów – tj. wysokiej Arktyce i północnej Norwegii.

Wreszcie w styczniu tego roku nurkowaliśmy na potrzeby projektu ANALOG zaplanowanego na lata 2021-25. W jego ramach zbadamy m.in., jak występujące pomiędzy nocą a dniem polarnym fluktuacje jonów węglanowych w wodzie morskiej [potrzebnych zwierzętom do budowy szkieletów] wpływają na różnorodność biologiczną bezkręgowców i czy organizmy są w stanie biologicznie kontrolować budowę swoich szkieletów.

Po co naukowcy nurkują

We wszystkich tych podwodnych kampaniach i eksperymentach terenowych posługujemy się aparaturą i urządzeniami prototypowymi, zaprojektowanymi do konkretnych celów i zdań specjalnie na nasze potrzeby.

Mimo szerokiego dostępu do zdalnych technik badawczych potrzeba bezpośredniej obecności pod wodą pozostaje aktualna. Choćby z racji konieczności wymiany paneli eksperymentalnych, niewystarczającej pojemności baterii (wiele dostępnych rozwiązań stosowanych w oceanografii bazuje na sprzęcie opuszczanym bezpośrednio ze statków na stosunkowo krótki czas), ograniczonej wytrzymałości elektrod wykorzystywanych loggerów, korozji elektrochemicznej, porastania zanurzonego we fiordzie sprzętu czy w końcu konieczności precyzyjnego pobrania prób środowiskowych.

Dlatego też nurkowanie stało się jednym z naszych głównych narzędzi badawczych, także podczas nocy polarnej. Bez niego wielu z postawionych celów nie bylibyśmy w stanie zrealizować.

Nurkowania tego typu nie różnią się specjalnie od tych nocnych, jakie wykonuje się zimą w polskich warunkach. Jednak logistyka takich przedsięwzięć potrafi już być wyzwaniem. Z uwagi na dużą zmienność warunków atmosferycznych (wiatr, możliwa obecność dryfującej pokrywy lodowej, temperatura wahająca się od 0 do -27 st. C na powierzchni, do -1.5 st. C pod wodą)

na zaledwie trzy dni pracy z dwoma nurkowaniami dziennie wpasowanymi w otwierające się okna pogodowe potrzeba nawet dwóch tygodni w terenie.

Co gorsza, w środku nocy polarnej dostępnych platform badawczych jest niewiele. W tym czasie na Svalbardzie, gdzie głównie pracujemy, można tak naprawdę wynająć tylko jeden statek. Na szczęście jego dzielnej załogi nie przeraża zimowe morze skute lodem o grubości 10 cm.

A przeżycia na przebijającej się przez lód i przechylającej się łodzi – w bezchmurnej pogodzie przy blasku zorzy polarnej – są bezcenne.

Choć zdarza się, że z powodu obecności niestabilnego, pływającego lodu morskiego po dopłynięciu na miejsce nurkowe musimy wracać z niczym i czekać na kolejną okazję.

Po co nurkowie zostają naukowcami

Wszelkie niedogodności wynagradzane są najczęściej krystalicznie czystą wodą i widocznością ograniczoną jedynie siłą podwodnych latarek. A także możliwością zobaczenia świata, który ciągle niewiele osób widziało na własne oczy.

Podwodne krajobrazy nocy polarnej znacznie się różnią od tych znanych z innych pór roku. Zazwyczaj bujne i gęste lasy laminariowe porastające płytkie, skaliste dno gubią wtedy w większości swoje części liściokształtne i pływa się pomiędzy ich kikutami. Robi to piorunujące wrażenie – jak przechadzka po lesie po przejściu trąby powietrznej.

Co więcej, na płytkie, przybrzeżne wody wynurzają się wtedy organizmy prowadzące zazwyczaj skryty, głębokowodny tryb życia.

Zdarzają się też sytuacje przedziwne.

Nieczęsto mamy okazję nurkować z podążającymi za nami ptakami, które korzystając z okazji, próbują się posilać w snopie naszych świateł i przez pomyłkę dziobią w nasze maski.

Tym bardziej że podczas nocy polarnej – jak kiedyś sądziliśmy– drapieżników posługujących się wzrokiem nie powinno tam być.

_______________

"Polscy naukowcy donoszą" to cykl artykułów na Wyborcza.pl. Zwróciliśmy się do profesorów, doktorów i asystentów, żeby zechcieli opowiedzieć naszym Czytelnikom o swoich najnowszych dokonaniach, odkryciach, eksperymentach i wynalazkach zmieniających świat. Chcemy, żeby głos polskich naukowców był lepiej słyszalny.

Jeśli pracujecie Państwo naukowo i chcielibyście wystąpić w naszym cyklu, prosimy o kontakt: naukagw@agora.pl.