W pogoni za brzuchorzęskami

Taksonomia to nauka o zasadach i metodach klasyfikowania organizmów. Rozmówczyni PAP w swoich badaniach próbuje poznać powiązania rodzinne pomiędzy różnymi brzuchorzęskami. W ramach Diamentowego Grantu MNiSW analizuje gatunki arktyczne, występujące na Archipelagu Svalbard.

W lipcu tego roku wybiera się w region fiordu Hornsund, gdzie po podróży samolotami i statkiem badawczym "Oceania" dotrze do Polskiej Stacji im. Stanisława Siedleckiego. "Przez prawie trzy miesiące będę tam przyżyciowo analizować polarne brzuchorzęski, zasiedlające różnego typu zbiorniki wodne, powstające na przedpolach trzech wycofujących się lodowców" - opowiada Kolicka, która badała te drobne zwierzęta już w 2014 roku. Poprzedni pobyt zaowocował znalezieniem aż siedmiu nowych gatunków, i to wyłącznie na przedpolu jednego z lodowców.

Biolog zauważa, że lodowce pływowe fiordu Hornsund wycofują się (mówiąc w skrócie - topnieją) znacznie szybciej, niż w jakimkolwiek jakiekolwiek innym regionie Arktyki. Tereny, na których doszło do wycofania się czapy lodowej, stanowią siedliska różnych organizmów. To właśnie takie miejsca dostarczą informacji nt. brzuchorzesków - ich kolonizacji, zwiększania liczby ich gatunków (specjacji) i ich rozwoju.

Te małe, licznie występujące zwierzęta pełnią ważną rolę w ekosystemach. Większość z nich stanowią bakteriofagi - co znaczy, że żywią się bakteriami. Jednocześnie również stanowią łatwy łup dla innych organizmów - bezkręgowców, dla których bakterie są zbyt małe, by na nich żerować.

Brzochorzęski są wciąż słabo poznane. Szacuje się, że tylko i wyłącznie w morzach liczba ich gatunków wynosi od ok. 2250 do 3250 - co znaczy, że naukowcy znają obecnie zaledwie 13-19 proc. różnorodności tych zwierząt. W odróżnieniu od innych grup drobnych bezkręgowców (np. stosunkowo dobrze zbadanych w Arktyce niesporczaków) różnorodność gatunkowa brzuchorzęsków na obszarze Spitsbergenu jest znikoma.

Spitsbergen to największa wyspa Archipelagu Svalbard. Różnorodność biologiczna jest tam dużo wyższa niż w innych częściach Arktyki. Dzieje się tak dlatego, że na wyspę oddziałują zarówno ciepłe, jak i zimne prądy morskie i panuje tam wyjątkowy klimat.

"Polarna tundra wraz ze swymi licznymi zbiornikami wodnymi jest - wbrew pozorom, siedliskiem bogatym i zróżnicowanym. Bezkręgowce zasiedlające arktyczne jeziora i tundrowe zbiorniki wodne są doskonałymi wskaźnikami zmian środowiskowych, zarówno naturalnych jak i antropogenicznych, ze względu na ich szybką reakcję na nawet bardzo niewielkie zmiany w otaczającym krajobrazie czy atmosferze. Możliwe, że zasiedlające Arktykę gatunki brzuchorzęsków podlegały tam specjacji i mają jednego, nieodległego filogenetycznie wspólnego przodka, któremu udało się przetrwać okres zlodowacenia lub zasiedlić Archipelag po ustąpieniu części lądolodu" - mówi Kolicka.

Badanie mikroskopijnych zwierząt nie jest łatwe, gdyż nie można ich w żaden sposób utrwalić, czyli zachować do późniejszych analiz. "Większość materiału zbieranego przez biologów na obszarach badawczych stanowią próbki, które konserwuje się formaldehydem lub alkoholem, a następnie przeznacza do późniejszych badań. Brzuchorzęsków w taki sposób utrwalić nie można, ponieważ ulegają destrukcji - pękają im powłoki ciała, niszczą się struktury kutykularne. Aby je oznaczyć do poziomu gatunku, należy w terenie pobrać próbki, umieścić je w pojemniku izotermicznym i jak najszybciej, pojedynczo, poddać obserwacji mikroskopowej" - tłumaczy badaczka.

Dlatego Kolicka jedzie do Hornsund z całym sprzętem: mikroskopem stereoskopowym, mikroskopem świetlnym wyposażonym w kontrast typu Nomarskiego oraz kamerą, komputerem, sondą wielopomiarową i wszystkim, co pomoże na miejscu badać te drobne organizmy. Rozmówczyni PAP w swojej pracy łączy analizy morfologiczne, morfometryczne i molekularne. Badania takie stanowią trzon wiedzy podstawowej. Bez poznania zmienności i występowania poszczególnych gatunków, badacze nie będą mieli podstaw do dalszych analiz.

"Niektóre gatunki mają różną specyfikę występowania. Trafiając na kompleks taksonów podobnych do siebie, nie możemy bez dokładnego ich oznaczenia powiedzieć, z którym gatunkiem mamy do czynienia. Nie wiemy, jak te organizmy się zachowują, i może się okazać, że - choć wyglądają podobnie - mają one zupełnie inne spektrum tolerancji ekologicznej, inny rozwój i zakres zmienności. Bez tej podstawowej wiedzy każde, nawet najdokładniej zaplanowane badania ekologiczne mogą być zaburzone przez to, że gatunki nie były oznaczone" - wyjaśnia Kolicka.

Kolicka prowadzi badania w Zakładzie Taksonomii i Ekologii Zwierząt UAM i współpracuje z Instytutem Oceanologii PAN w Sopocie. Opiekunem jej grantu jest prof. dr hab. Jan Marcin Węsławski, a obecnym promotorem pracy magisterskiej i przyszłej rozprawy doktorskiej jest dr hab. Ziemowit Olszanowski, prof. UAM z Zakładu Taksonomii i Ekologii UAM.

PAP - Nauka w Polsce, Karolina Duszczyk

kol/ zan/