У пошуках перлинниці, або сезон екологів на Вернадському 2019 р.

“…Хто, як тарган, життя прожив запічно,

Хто, друзі, у мандрівках не бував

(В прямому значенні та метафорично),

Той добрості людської не спізнав”.

М. Рильський

Антарктика – регіон планети навколо шостого континенту, якому пощастило. Він залишився неподіленим. Крижана корона, яка увінчує планету з боку Південного полюса – як писав про неї Пабло Неруда – Антарктида постійно відчуває на собі останні кліматичні зміни. Вони впливають як безпосередньо, так і опосередковано. Безпосередньо – викликають покращення умов існування рослин та тварин, а опосередковано змінюють середовище існування флори через тих же тварин, зокрема, внаслідок поширення віслюкового пінгвіна. Справа в тому, що цей вид активно поширюється на південь, витісняючи свого більш південного холодолюбного родича – пінгвіна Аделі. Загалом пінгвіни мають великий вплив на наземні екосистеми регіону, як переносники органічної речовини з моря на суходіл. В такий спосіб море щедро ділиться із суходолом органічними речовинами.

Продукція органічної речовини починається у тутешніх морських водах. У багатих холодних водах розвивається фітопланктон. Він запускає каскад морського життя, яке виплескується на антарктичні скелі – пінгвіни, тюлені, морські літаючі птахи удобрюють безжиттєві скелі, збагачуючи умови життя наземних організмів.

Рис. 1. Острів Барселот – перлина природи району Аргентинських островів

Дослідження фітопланктону є головним завданням морської програми, яка виконується цього року на станції під керівництвом директора НАНЦ Євгена Дикого. Це завдання, зокрема, взяли на себе біологи Національного антарктичного центру – к.б.н. Євгенія Прекрасна, Марія Павловська та Артем Джулай. Завдяки роботі морської групи вдалося започаткувати моніторинг розвитку цвітіння фітопланктону в районі архіпелагу Аргентинські острови, який дозволить вивчати варіації його розвитку в умовах кліматичних змін у регіоні. Робота морських біологів потребувала регулярності, що, в свою чергу, вимагало проводити по пів дня у човні за будь-якої погоди. А потім одразу ж обробити зібраний матеріал: здійснити фільтрацію зразків води, визначити концентрацію хлорофілу та гідрохімічні показники…

Рис. 2. Морські дослідники у роботі

Чому в подальшому сприяє розвиток фітопланктону? Мікроскопічні водорості, які знаходяться в товщі води, є кормом для численних морських жителів. Найбільш відомим є антарктичний криль. А вже на нього тут полюють усі: і пінгвіни, і кити, і тюлені. Прогресуюче розселення пінгвінів та накопичення продуктів їх життєдіяльності наразі призводить до трансформації рослинності та її збіднення. Зокрема, у 2019 р. відбулося чергове просування пінгвінів на нові ділянки острова Галіндез, що призвело до винищення рослинності просто на наших очах. Проте чи варто бити на сполох? Адже розповсюдження пінгвінів, яке зараз спостерігається, може бути елементом, триваючого мільйони років, коливального процесу. Потепління може змінюватися похолоданням, а відповідно відкладена пінгвінами органіка розкладеться та стане базою для розвитку нової рослинності.

Однак, звідки відбувається поширення рослинності на ділянки, де вона була знищена? З’ясовувати це було головним цьогорічним завданням групи наземних екологів НАНЦ. Нашу увагу, перш за все, привернули голови високих островів, звернені на північ, а також миси, які мають значні площі вільної від снігу поверхні. Тут спостерігається надзвичайно високе рослинне різноманіття за участю рідкісних видів мохоподібних та обох описуваних далі квіткових рослин. Імовірно, саме вони і являють собою вихідні локалітети, з яких різні компоненти рослинності можуть знову переноситися на раніш порушені ділянки.

Рис. 3. Антарктичний щучник 

Власне, процес розповсюдження рослинності відбувається через поширений тут механізм використання птахами рослин як гніздового матеріалу. У поведінці птахів наявна зовні не зрозуміла манера виривати зелену рослинність. Проте, як виявляється, шкоди від цього небагато. Навіть більше: від того буває і багато користі. Адже, самі того не бажаючи, птахи розносять елементи антарктичної рослинності, що дають початок новим угрупованням в інших місцях. Разом з рослинністю переносяться також наземні безхребетні: комарі-хирономіди, колемболи, тихоходи та ін. Часто можна побачити куртини щойно вирваного щучника в гніздах птахів. Також тут виявлено куртини, які прижилися і зеленіють. Таке враження, що вони тут вічно. Проте, регулярний моніторинг показує, що, наприклад, динаміка однієї з квіткових рослин антарктичного злаку щучника досить складна та залежить від умов конкретних сезонів. Після кількох сприятливих сезонів щучник може поширюватися у нові менш сприятливі ділянки, проте, так само відступає звідти після несприятливих сезонів. Індикаторами стану популяції щучника в регіоні є невеликі популяції на невисоких островах, таких як о. Індикатор чи о. Гротто.

Рис. 4. Антарктична рослинність руйнує стереотипи про Антарктику

Майже кожного ранку, якщо дозволяє погода, вирушаємо в море, щоб досягнути антарктичних островів та мисів. Деякі з них доволі віддалені, тож доводиться витримати досить неприємну холодну дорогу. Але мета – перевірка чергового місця поширення судинних рослин, зокрема, пошуки загадкової антарктичної рослини – перлинниці, варта того. Перлинниця – друга квіткова рослина Антарктики. Її соковиті розетки нагадують якісь з наших домашніх сукулентів. Своєю назвою ця рослина завдячує крапелькам вологи, які блищать на її листочках як перли. Перлинниця нерівномірно поширена вздовж Антарктичного півострова. В одних місцях вона є звичною рослиною, в інших – дуже рідкісною. Втім, майже скрізь в Антарктиці ця рослина є менш поширеною, ніж раніш згадувана, перша судинна рослина Антарктики – щучник антарктичний.

І, без жодних сумнівів, перлинниця є більш таємничою, ніж щучник. Адже про неї ми знаємо таки мало. Загальний ареал перлинниці окрім Антарктиди охоплює всю мережу Анд: від Мексики до Вогняної Землі. Рід перлинниця є близьким до роду поширених в Україні рослин з роду Sagina. Ці рослини можна знайти в найбільш непоказних умовах сучасних міст – наприклад, між плитами хідника чи на стінах фундаментів споруд. Таємничі представники роду перлинниця зустрічаються також в Південній півкулі: в Австралії, Новій Зеландії та на островах Субантарктики.

Рис. 5. Перлинниця антарктична

В сонячний літній антарктичний день висаджуємося на острові Вісімка. Він названий так у зв’язку зі своєю характерною формою. Тут між кам’яними плитами в тріщинах помічаємо світло-зелені розетки. На перший погляд може здатись, що це мох. Насправді, зірчаті розетки належать родзинці антарктичної флори – перлинниці.

Посеред розеток час від часу можна помітити бутони. Квіти перлинниці пристосовані до самозапилення. Зав’язі перетворюються на плоди, всередині яких визріває насіння.  Насіння цієї рослини дуже дрібне і не пристосоване до рознесення вітром. Як же ця рослина розповсюджується?

Пошук відповіді на це питання вимагає тривалого дослідження. В 2016 р. вдалося вперше відшукати сліди поширення перлинниці птахами. На одному з островів, де перлинниця поширена, ми виявили її виривання птахами. Одночасно перлинниця була знайдена в гнізді домініканського мартина на сусідній скелі. Що змушує птахів переносити перлинницю? Випадковість? Збирання її в такому разі може відбуватися у випадку наявності відносно великих популяцій. Такі популяції мають бути розповсюджені неподалік від місць поширення відносно невеликих популяцій. Саме їх ми і пробували відшукати в сезон 2019 року.

Загадку становить і знахідка перлинниці на острові Гучний. Тут виявлено кілька особин перлинниці. Звідки вони тут? На розташованому поруч великому острові Уругвай перлинниці не виявлено. Отже, вони можуть походити лише з розташованого кілометр на північ острова Вісімка, або віддаленого на 2 км головного мису острова Ірізар. І знову поблизу спостерігається наявність гнізд домініканського мартина.

Рис. 6. Петро Кузняр – капітан польської яхти «Сельма», що активно допомагала в ході сезонних наукових робіт 2019 р.

В сонячний день з яхти «Сельма» наших польських друзів ми висаджуємося на острові Бус, де раніше, в гніздах домініканських мартинів, ми виявили рослинність. Можливо, вдасться знайти тут такий довгоочікуваний результат – локалітет щучника антарктичного, вперше описаний з району Аргентинських островів Дж. Туркетом (J. Turquet) у 1906 р. Проте, тут нас чекає несподіванка – в крайніх гніздах мартинів, окрім щучника, ми виявляємо сухі пагони перлинниці. Обстеження нависаючого над колонією карнизу виявляє велику популяцію перлинниці та предмет довгих пошуків – щучник антарктичний. Імовірно, саме тут він і був виявлений французьким дослідником. Дж. Туркет писав, що знайшов 5-6 куртин щучника на острові Бус між групою каменів, що формували північний схил невеликого пагорба. Хто знає, можливо ми відшукали саме цей локалітет?

Рис. 07. Популяція щучника та перлинниці на острові Бус

На острові Бус виявлено надзвичайно нетиповий для перлинниці локалітет. Тут вона чисельніша, ніж щучник. Проте розмір цього локусу надзвичайно обмежений. Отже, претендувати на вихідний він не може.

В пошуках вихідного локалітету для поширення перлинниці ми до того два роки вивчали північну частину великого острова Пітерман, щодо якого було відомо, що тут існували популяції перлинниці. А в 2019 р., така вдача, – одразу три популяції перлинниці тут. І то які: тут виявлено найбільші та найстаріші рослини перлинниці.

Рис. 08. Великі особини перлинниці з острова Пітерман

Цікаво, що тут, на Пітермані, в районі поширення популяції перлинниці також розміщуються гнізда домініканських мартинів. Проте тут нас чекає деяке розчарування: перлинниця наявна лише в тих гніздах, які знаходяться в безпосередній близькості від популяції перлинниці. У розташованих віддалік гніздах ця рослина не виявлена. Отже, зовсім не схоже на те, щоб тут птахи розносили рослину навіть в розміщені на цьому ж острові свої найбільш віддалені гнізда.

Рис. 08а Біологи вивчають рослинність скельної стінки острова Ховгард 

А от вивчення високих стінок великого сніжного острова Ховгард (Hovgaard) привело до виявлення лише двох особин перлинниці. При цьому, одна рослина, знову ж таки, зростала на гніздовій площадці домініканського мартина. Чи це слід гніздової поведінки мартина? Якщо птах не переносив рослини у віддалені гнізда на Пітермані, то чи переніс би ці рослини сюди, за 6 км, на Хогвард? Низка питань, на які поки що немає відповіді.

Рис. 09 Незамінний драйвер сезону 24-УАЕ – Анатолій Руденко 

Натомість, внаслідок проробленої роботи, наразі ми добре уявляємо собі сучасне загальне поширення перлинниці в районі Аргентинських островів. Поряд з цим, залишається невідомим, наскільки довговічні її популяції? Дані популяційної динаміки відомих ще з британських часів популяцій (до 1996 р. станція «Вернадський» була британською базою «Фарадей»), а також популяцій, знайдених нами, свідчать про дуже повільний прогрес чи регрес цих популяцій. Однак загалом вони досить стабільні.

Рис. 9а Біолог НАНЦ Вікторія Іванець встановлює логер в піонерному місцезростанні щучника на острові Індикатор

Для вивчення різноманіття умов зростання перлинниці та щучника ми встановлюємо на них самописці – логери, що фіксуватимуть коливання температури та освітленості у досліджуваних локалітетах. Важливою є також співпраця з метеорологами, які впродовж сезону під керівництвом зав. відділом метеорології НАНЦ к.геогр.н. Дениса Пишняка, розгортали мезомасштабний метеорологічний полігон, який дозволить вивчати регіональні кліматичні процеси в районі архіпелагу Вільгельма.

Рис. 10. Біологи НАНЦ Марія Павловська та Євгенія Прекрасна під час збору матеріалу для аналізу симбіонтів антарктичних рослин 

Зібрані ж зразки судинних рослин, зокрема перлинниці, слугують джерелом виділення ДНК на організованій цьогоріч на станції Євгенвєю Прекрасною та Марією Павловською лабораторії. Вони дозволять охарактеризувати спорідненість між популяціями перлинниці від острова Бус на півночі до острова Дарбо на півдні, а також дадуть додаткові підказки для розгадки таємниці поширення цієї рослини в районі архіпелагу Аргентинські острови. Генетична близькість – це можливість походження з одних і тих же точок, а це вже щось в процесі детективного розслідування у справі перлинниці.

Рис. 11. Під пильним оком біолога Артема Джулая технічна група – Анатолій Андреев, Юрій Посипайко, Володимир Храпач – монтує лабораторне обладнання

Відомо, що виживання багатьох організмів забезпечується симбіотичними стосунками між рослиною та мікроорганізмами. Наразі вчені говорять навіть про існування суперорганізму – господаря та присутніх у ньому внутрішніх мікроорганізмів-ендофітів. Виділена у природних умовах ДНК з рослин дозволить відшукати організми-симбіонти судинних рослин Антарктики, а паралельний аналіз такої ДНК з прикореневої сфери – зрозуміти звідки вони походять: з ґрунту, чи прийшли разом з рослинами?

Рис. 12. Біолог Юрій Шепета під час використання дрона

У нашій праці нас в повітрі постійно супроводжувала «механічна муха». Сучасні дослідницькі підходи вимагають широкого застосування дронів. Адже необхідно було провести розвідку поширення рослинності з повітря, відзняти острови та отримати матеріал для картування рослинності в районі розташування української антарктичної станції «Академік Вернадський». Отримані фото можна розшифрувати лише провівши одночасні наземні дослідження, обстеживши відзняті острови. Поєднання цих двох методів дозволить в майбутньому досліджувати рослинність недоступних островів за їх знімками з дронів.

Робота з дронами в Антарктиці вимагає постійної уваги, адже для недорогого апарату, що є в розпорядженні нашого оператора-біолога Юрія Шепети, небезпечні і сильний вітер, і мороз. Загалом невеликі «фантоми» добре проявили себе у виконанні поставленого завдання.

Рис. 13. Група біологів та метеорологів повертається з виїзду на віддалені острови

 Дані докладного аерофотографування островів та їх паралельне обстеження дозволили розв’язувати й інше важливе завдання – збір необхідної інформації щодо створення природно-заповідної території в районі Аргентинських островів – АСПА. На жаль, на сьогодні дика природа цього надзвичайно цінного фрагменту Антарктики охороняється лише в одній дуже невеликій природно-заповідній території – острові Грін. В умовах зростаючого антропогенного пресу на Антарктику цього явно недостатньо. Необхідно створювати великі території, які зберігають репрезентативну частину, а не окремі, вирвані з контексту фрагменти. Це відповідальне завдання стоїть і перед українськими вченими, адже ми маємо не тільки вивчати Антарктику в наших інтересах, але і зробити щось для неї самої.

У виконанні останнього завдання ми намагаємося поєднувати свої зусилля зі спеціалістами-геологами, які поряд з нами працювали у складі сезону 24 УАЕ. Адже запланована природоохоронна територія також має забезпечити охороною все різноманіття геологічних елементів району Аргентинських островів.

Іван Парнікоза,

завідувач біологічного відділу НАНЦ, керівник сезонного загону 24 УАЕ.

Related posts

Leave a Comment