Odkrycie nowego gatunku w wyniku badań głowonogów i zmiany klimatu w Arktyce
Głowonogi, w tym kałamarnice i ośmiornice, występują licznie w Arktyce, gdzie stanowią źródło pożywienia dla ryb i największych drapieżników. Są także drapieżnikami polującymi na ryby, skorupiaki i inne głowonogi. Ze względu na to, że to właśnie w Arktyce obserwujemy najbardziej widoczne skutki zmiany klimatu, badanie tamtejszych głowonogów, które charakteryzują się krótkimi cyklami życia i szybką wymianą pokoleń, umożliwia skuteczne ich monitorowanie. Pomimo zainteresowania pokrycie badawcze pozostawia wiele do życzenia. Rozwiązaniem tego problemu zajął się zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu ArCeph, który rozwinął wiedzę na temat rozmieszczenia, interakcji drapieżnik-ofiara, zachowania i historii życia głowonogów na terenie Arktyki. Dodatkowo po raz pierwszy od lat 30. XX wieku zespół odkrył dwa nowe gatunki głowonogów arktycznych i dokonał formalnego opisu jednego z nich. „Jedno z naszych najważniejszych odkryć dotyczyło, że dzięki głowonogom możemy obserwować wpływ zmiany klimatu w dłuższym ujęciu czasowym. Porównując ekologię głowonogów w czasach współczesnych i historycznych - pod koniec XIX i na początku XX wieku - odkryliśmy zmiany w ekologii troficznej spowodowane zmianą ekosystemu, której powodem był klimat”, wyjaśnia Alexey Golikov, koordynator projektu z ramienia GEOMAR, gospodarza projektu.
Różnorodność biologiczna, historie życia i rola głowonogów w środowisku
Zespół postawił sobie za cel weryfikację trzech hipotez badawczych. Pierwsza z nich zakładała, że różnorodność i rozmieszczenie głowonogów arktycznych uległy zmianie pod wpływem czynników klimatycznych. W tym celu zespół wykorzystał gromadzone na przestrzeni 15 lat dane na temat liczebności i biomasy z norweskiego regionu Morza Barentsa. Uzupełnienie prac taksonomicznych o dane morfologiczne i molekularne zaowocowało odkryciem i opisaniem nowego gatunku głowonoga. Po drugie, analizy stabilnych izotopów w celu porównania historycznych i współczesnych okazów pomogły w ustaleniu, czy warunki środowiskowe i troficzne (takie jak dieta), w których funkcjonują głowonogi, mogą posłużyć określaniu wpływu zmiany klimatu. Dodatkowo podwodne obserwacje przy użyciu holowanego systemu PELAGIOS wyposażonego w zestaw kamer oraz zdalnie sterowanych pojazdów, pozwoliły na obserwację nieznanych wcześniej zachowań głębinowych głowonogów arktycznych w ramach badań odgrywanej przez nich roli w arktycznej sieci pokarmowej. GEOMAR zajmuje się obecnie modelowaniem komputerowym ich interakcji troficznych. W ramach projektu ArCeph badacze wykazali, że zarówno biomasa głowonogów, jak i ich liczebność w Morzu Barentsa - najbardziej dotkniętym zmianą klimatu obszarze Arktyki - oraz nawyki żywieniowe najliczniejszych arktycznych gatunków głowonogów zmieniły się pod koniec lat 90. XX wieku oraz na początku XXI wieku. Zbiega się to w czasie z zaobserwowanym wzrostem dotkliwości skutków zmiany klimatu w Arktyce. Porównawcze badanie historyczne połączone z innymi analizami wykazało, że gatunki należące do wielu taksonów (w tym głowonogów) przybyły do Arktyki z regionów borealnych i subtropikalnych, co wiąże się ze zmianami ekosystemu związanymi ze zmieniającym się klimatem. Napływ ten stanowił źródło pożywienia dla lokalnych kałamarnic arktycznych, które również przeniosły się dalej na wschód, na obszary, które dotychczas były zbyt zimne. Inne ważne odkrycie dotyczyło nowej ścieżki troficznej. Żyjące na głębokościach od 500 do 2 600 metrów nad dnem morskim, ośmiornice głębinowe właśnie tam poszukują pożywienia. Ze względu na to, że głowonogi padają ofiarą drapieżnych ryb i zębowców żyjących nad dnem morskim, odpowiadają za przenoszenie węgla z małego bentosu dna morskiego do dużych pelagicznych drapieżników. „To zachowanie polegające na życiu w słupie wody i poszukiwaniu pożywienia na dnie morskim, nie zostało wcześniej zaobserwowane u głowonogów”, zauważa Golikov.
Modelowy organizm do obserwacji zmiany klimatu w Arktyce
Zespół projektu ArCeph wykazał, że ze względu na ich oportunistyczne drapieżnictwo, umożliwiające sprawne dostosowanie do zmian, głowonogi są doskonałymi organizmami modelowymi do badania ekosystemu morskiego. Rezultaty projektu stanowią ważny wkład w unijne strategie zarządzania Arktyką. „Niektóre obszary, w których występuje nowo odkryta zależność bentosowo-pelagiczna związana z głowonogami, znajdują się częściowo w strefie wyznaczonej do połowów komercyjnych, a częściowo poza nią; to samo dotyczy obszarów, w których występują nowo opisane gatunki głowonogów i obszarów ich występowania. Wiąże się to z ochroną wyjątkowych, choć słabo zbadanych ekosystemów morskich”, dodaje Golikov. Realizację projektu umożliwiło wsparcie w ramach działania „Maria Skłodowska-Curie”.
Słowa kluczowe
ArCeph, Arktyka, różnorodność biologiczna, troficzne, zmiana klimatu, głowonogi, ekosystem, gatunek
