Leven migreert door het poolfront
Sinds de tweede reis van James Cook naar Antarctica in 1772-1775, waarbij de eerste Antarctische dieren werden beschreven, hebben wetenschappers geleidelijk de samenstelling van de biodiversiteit van Antarctica en sub-Antarctica onthuld. Sindsdien hebben wetenschappers talloze expedities en wetenschappelijke onderzoeksprojecten ondernomen om de unieke ecosystemen van het continent te begrijpen.
Het polaire front is doordringbaar
Een van de belangrijkste onderzoeksgebieden is het begrijpen van het polaire front, dat een oceanografische barrière vormt tussen de Zuidelijke Oceaan en de omringende watermassa's. De afgelopen jaren hebben wetenschappers ontdekt dat het polaire front doorlaatbaar is. De afgelopen jaren hebben wetenschappers ontdekt dat het geen ondoordringbare biogeografische barrière is, zoals eerder werd gedacht.
Een van de eerste onderzoeken naar de biogeografie van de wateren boven en onder het polaire front was de ontwikkeling van de South Georgia Marine Biodiversity Database (SGMarBase). Deze database werd opgezet om een basislijn vast te stellen voor de verschillende macro- en megabenthische biodiversiteit van het South Georgia-plateau en de South Georgia-helling, zodat wetenschappers belangrijke soorten en biodiversiteitshotspots kunnen identificeren: de archipel van South Georgia is een van de grootste, meest geïsoleerde landmassa's in de Zuidelijke Oceaan.
De combinatie van de vroege afscheiding van een continentale landmassa, een groot schapsgebied, geografische isolatie en de nabijheid van nutriëntenrijke stromingen betekent dat het gebied biologisch rijk en apart is. De database was ook de eerste poging om de biogeografie van een archipel ten zuiden van het polaire front in kaart te brengen, waarbij biologische gegevens werden gecombineerd met fysische gegevens zoals topografie van de zeebodem en fysische oceanografie.
Voorafgaand aan het maken van deze database hadden wetenschappers van verschillende projecten een grote hoeveelheid biodiversiteitsgegevens uit het gebied verzameld, maar het merendeel daarvan was verspreid over talloze literaire bronnen, opgeslagen door verschillende instituten en bovendien in verschillende talen. De gegevens waren ook niet geregistreerd met georeferenties.
Door al deze gegevens samen te voegen, te controleren en te standaardiseren in één archief, hebben wetenschappers nu toegang tot één centrale database die bijna 25.000 records bevat en meer dan 1400 soorten van het Zuid-Georgische plat identificeert, waaronder zee-egels, vrijzwemmende woorden, vissen, zeespinnen en schaaldieren. Uit deze database blijkt dat Zuid-Georgië meer soorten herbergt dan Galapagos en Ecuador samen en tijdens het broedseizoen de dichtste massa zeezoogdieren op aarde herbergt.
De biodiversiteit van het poolfront
In een recentere studie hebben wetenschappers ontdekt dat het Poolfront nog rijker kan zijn dan eerder werd aangenomen. Een nieuwe studie toont de meest complete inventaris tot nu toe over de verspreiding van bryozoën, ongewervelde zeedieren die in kolonies leven en gemineraliseerde skeletten vormen in de ondiepe wateren van de Falklandeilanden en de South Georgia Islands.
In het onderzoek identificeerde een groep wetenschappers van verschillende instellingen, waaronder het Biodiversity Research Institute van de Universiteit van Barcelona, British Antarctic Survey en het South Atlantic Environmental Research Institute, 85 verschillende soorten, waaronder 18 soorten en 23 soorten die onbekend zouden kunnen zijn. Van alle geïdentificeerde soorten werd 65 procent voor het eerst op de Falklandeilanden genoemd. Volgens een wetenschapper zal de nieuwe inventarisatie van bryozoën het mogelijk maken om een database van regionale bryozoëndiversiteit aan te leggen en onderzoekers in staat stellen om mogelijke invasieve soorten op te sporen.
In het algemeen analyseerde het onderzoek, dat het bathymetrische studiegebied over 30 mariene soorten verdeelt, de faunaovereenkomsten tussen de gemeenschappen van bryozoën in aangrenzende gebieden en zal het dienen om biogeografische verspreidingspatronen te ontwerpen. De wetenschappers stellen nu dat het polaire front niet ondoordringbaar is zoals ooit werd gedacht, aangezien ze bewijs hebben gevonden van soorten die zich over de Patagonische regio naar Antarctica verspreiden.
Hoe heeft het leven zich over Antarctica verspreid?
Wetenschappers van de Monash University in Australië leiden een terrestrische component van een grote nieuwe expeditie om de ecosystemen van Antarctica beter te begrijpen. Met behulp van nieuwe genetische en computationele benaderingen zal het team antwoorden zoeken op een onopgeloste vraag: hoe is het leven geëvolueerd en verspreid over Antarctica, zowel in het verleden als vandaag?
Het project, A Functional Biogeography of the Antarctic (AFBA) genaamd, maakt deel uit van de bredere Antarctic Circumnavigation Expedition (ACE). ACE omvat 22 projecten, 55 onderzoekers en 19 landen en wordt geleid door het Swiss Polar Institute. Als onderdeel van het project van de Monash University zullen wetenschappers uit de hele wereld, waaronder Frankrijk, Duitsland, Nieuw-Zeeland, Rusland, Zuid-Afrika, het Verenigd Koninkrijk en de Verenigde Staten, locaties bezoeken in het sub-Antarctische gebied en op Antarctica om nieuwe dier- en plantensoorten te ontdekken, die op hun beurt nieuwe manieren zullen aanreiken om de biodiversiteit in de Antarctische gebieden te helpen behouden.
AFBA zal met name een uitgebreide biodiversiteitsbeoordeling maken van de terrestrische en intergetijdenplanten en -dieren in de regio. Op basis van de beoordeling van deze soorten met geavanceerde genetische en computertechnieken zullen de onderzoekers een biologische geschiedenis van de regio kunnen creëren die laat zien waar verschillende groepen hun oorsprong hebben, hoe verschillende soorten op de eilanden verwant en met elkaar verbonden zijn en hoe het leven op deze eilanden verwant is aan dat op andere zuidelijke continenten.
De onderzoekers zullen ook proberen te begrijpen hoe vaak verschillende groepen zich tussen Antarctica en de sub-Antarctische eilanden hebben verplaatst, wanneer dit gebeurde en in welke mate dit vandaag de dag nog gebeurt. Door de gevonden soorten genetisch te testen zal men inzicht krijgen in de aanpassingen die het leven in staat hebben gesteld om te floreren in de Antarctische regio. Met het oog op de toekomstige bescherming van het continent willen de wetenschappers een baseline biodiversiteitsbewakingssysteem voor de regio opzetten om natuurbeschermingsbeheerders te helpen de soorten te identificeren waartoe nieuw aangekomen individuen behoren en of ze een bedreiging vormen.
Het algemene doel van AFBA is om een nalatenschap achter te laten voor toekomstige wetenschappers op een aantal gebieden, waaronder:
- Oplossing van fundamentele vragen over hoe het leven op Antarctica is geëvolueerd
- Ontdekking van nieuwe soorten voor de wetenschap
- Beter begrip van de regio ten behoeve van natuurbeschermingsbeheer
- Publiek toegankelijke informatie om de kennis van en waardering voor Antarctica's wildernis, betekenis voor natuurbehoud en pure schoonheid te verbeteren
- Opleiding en inspiratie van een nieuwe lichting poolwetenschappers en -liefhebbers
De verbinding vinden tussen het leven op het land en in het water
Naast het begrijpen van de biodiversiteit in de wateren rond het continent, proberen wetenschappers ook het verband tussen de biodiversiteit op het land en in het water te begrijpen. Op de Falklandeilanden bijvoorbeeld leren wetenschappers over de biodiversiteit en wat er gedaan kan worden om deze voor toekomstige generaties te behouden. In één studie bestudeerden onderzoekers van de Universiteit van Maine de milieugeschiedenis van het eiland gedurende de afgelopen 20.000 jaar om een basislijn vast te stellen voor beschermingsmaatregelen, aangezien het eiland enkele van de belangrijkste populaties pinguïns ter wereld herbergt, met een groot aantal andere soorten die nergens anders voorkomen. Een van de gebieden die de wetenschappers bestudeerden, was hoe de relatie tussen pinguïns en gras te beschermen, omdat het inheemse gras een habitat vormt voor pinguïns en andere zeevogels en zeezoogdieren en afhankelijk is van voedingsstoffen uit het afval van de dieren. De onderzoekers namen sedimentkernmonsters op verschillende locaties.
Door de pollen en zeevogel guano, of afval, in de kernen te analyseren, konden ze in de loop van de tijd analyseren hoe de populaties pinguïns en tussockgras in de loop van de tijd fluctueerden, onder verschillende klimatologische omstandigheden. Dit maakt deel uit van het begrijpen van de bredere marien-terrestrische link, de verbinding tussen voedingsstoffen die afkomstig zijn uit het mariene ecosysteem en worden overgedragen naar het terrestrische ecosysteem. In de Falklands is de bodem erg arm aan voedingsstoffen, waardoor voedingsstoffen uit het mariene ecosysteem erg belangrijk zijn.
