Zawierucha na tropie lodowych niesporczaków

Fotografia w nagłówku
dr. Krzysztof Zawierucha
dr. Krzysztof Zawierucha

 

Z dr. Krzysztofem Zawieruchą z Zakładu Taksonomii i Ekologii Zwierząt UAM rozmawia Magda Ziółek

Jak wyglądają niesporczaki? Czy rzeczywiście są tak kolorowe i nieziemskie, jak podpowiada Internet?

Częściowo tak. Niesporczaki z gromady Heterotardigrada są kolorowe. Jeśli będziemy je oglądać pod mikroskopem, bo pamiętajmy, że są to zwierzęta osiągające od 0,01 do 1,2 mm długości, to zauważymy, że są pomarańczowe, czerwone lub brązowe. W takim zbliżeniu zobaczymy też, że mają walcowate lub beczułkowate ciało (zależy od rodzaju) pokryte płytkami oraz szczecinami i 4 pary odnóży zakończonych pazurami. Czy wyglądają nieziemsko? Raczej kojarzą mi się z misiami lub parówkami, ale to kwestia wyobraźni. Natomiast niesporczaki z grupy Eutardigrada nie mają płytek i szczecin, ponadto są przezroczyste, a więc pozbawione koloru, o który pani pytała. Wyjątek stanowią mieszkańcy wysokich gór. Te, które upodobały sobie lodowce w Alpach, Tienszan czy w Himalajach mają w kutikuli ciemny pigment, który chroni je przed wysokimi dawkami UV. I tu ciekawostka. Niesporczaki, które żyją na lodowcach w regionach polarnych są przezroczyste. Dlaczego zatem nie mają ciemnego pigmentu, skoro też przyjmują duże dawki UV? Z drugiej strony wiadomo, że są niesporczaki, które nie mają pigmentu, i doskonale sobie radzą z wysokimi dawkami UV…m.in. te, które żyją w okolicach naszych domów.

Czytaj też: Jakuba Kosickiego, bitwa o wróbla

Chciałam zapytać, co takiego ciekawego mają w sobie te niepozorne organizmy, ale częściowo już udzielił mi Pan odpowiedzi…

Wiele ich cech jest niezwykle inspirujących i ciekawych. Choćby to, że są najbardziej wytrzymałymi zwierzętami na Ziemi. Proszę sobie wyobrazić, że są zdolne przeżyć zarówno w temperaturze 150 stopni Celsjusza, jak i bliskiej zera absolutnego. Zamieszkują miejsca raczej nieprzyjazne dla innych organizmów. Najlepszym tego przykładem są lodowce. Przyznam, że jestem zakochany w lodowcach. Uważam, że są to fascynujące, zmieniające się na naszych oczach ekosystemy. I mimo, że nie widzimy tego gołym okiem, na powierzchni lodowców pulsuje życie. Funkcjonuje złożony system, w którym sinice odpowiadają za produkcję pierwotną, a właśnie te małe misie – niesporczaki, które mają około 0.03 milimetra, są największymi konsumentami. Pełnią dokładnie taką samą funkcję na lodowcu, jak niedźwiedź polarny w ekosystemach arktycznych, czy wilk w lasach pierwotnych. Poza tym, fascynujące są ich zdolności przetrwania. Proszę sobie wyobrazić, że wybudziliśmy je z próbek z lodowców Centralnej Azji po 11 latach hibernacji. Ale to nic w porównaniu z wynikami japońskich naukowców, którym udało się to po 30 latach! Mało tego – one powróciły do wszystkich funkcji życiowych, składały jaja z których wykluwały się młode.

To może warto byłoby zbadać, jak one to robią?  Takie badania można by potem wykorzystać np. w naukach medycznych…

Zwłaszcza, że takich ciekawych „umiejętności” niesporczaki mają znacznie więcej. Są aktywne w niskich temperaturach, a ich białka mogłyby zostać wykorzystane w biotechnologii np. w budowaniu odporności komórek ludzkich na promieniowanie UV jak donosili japońscy naukowcy w jednym z artykułów opublikowanych w Nature communication. Są jednym z głównych obiektów modelowych w badaniach astrobiologicznych. To właśnie te zwierzaki wykorzystuje się do badania reakcji organizmów wielokomórkowych na warunki panujące poza naszą planetą. Niesporczaki posiadają też jeszcze inną ciekawą właściwość, która polega na tym, że można je wysuszyć i, po kilku latach, z powrotem przywrócić do życia. Takie gatunki są obecne wokół nas np. możemy je znaleźć nawet pod Collegium Minus. Związana jest z tym pewna ciekawa hipoteza opublikowana w czasopiśmie medycznym The Lancet już w latach 90 tych. Zasugerowano tam, że taka umiejętność przesuszania mogłyby znaleźć zastosowanie w transplantologii, do przechowywanie tkanek w stanie suchym. Takich historii jest oczywiście więcej, często z pogranicza science z dodatkiem fiction.

Po co szukać niesporczaków na lodowcach, skoro, jak Pan wspominał, można je znaleźć pod Collegium Minus?

Czy zdaje sobie pani sprawę, że lodowce i czapy lodowe to 10% procent naszej planety? A niesporczaki są jedną z najliczniejszych grup zwierząt (wraz z wrotkami) zamieszkujących te ekosystemy. To one kontrolują zagęszczenia innych organizmów, takich jak glony czy sinice. Mało tego, są tam paradoksalnie największymi zwierzętami, tym samym mogą istotnie wpływać na obieg węgla w ekosystemach glacjalnych. Cały czas zaskakuje nas różnorodność tych misiów na lodowcach, ich zdolność dyspersji czy dziwaczna morfologia. Właśnie dlatego interesuje się niesporczakami na lodowcach i podróżuję, bo Arktyka i rejony polarne zmieniają się w zastraszającym tempie. A wszystkie te zmiany wcześniej czy później ”odbiją się” na naszym lokalnym otoczeniu. Moja znajoma zajmująca się zanieczyszczeniami na lodowcach umieściła piękny cytat pewnego Inuity na swojej stronie internetowej, mianowicie „Arktyka jest barometrem zdrowia świata. Jeśli chcesz wiedzieć jak zdrowy jest świat, odwiedź Arktykę i poczuj jej puls”, wydaje mi się, że to kwintesencja. Ale kiedyś usłyszałem także inne dobre stwierdzenie w Zakładzie Ekologii Morza PAN w Sopocie, że „Svalbard jest kuźnią klimatu Europy”. To wszystko jest prawdą.  

Czytelnikom portalu „Crazy nauka” znane są Pańskie dokonania naukowe i podróżnicze, zresztą nie tylko im; jest pan autorem kilku artykułów popularno-naukowych. Opowie nam Pan o swoich podróżach?

Byłem trzy razy na Spitsbergenie. W 2011 roku, na mocy współpracy z PAN w Krakowie, odwiedziłem Polską Stację Polarną Hornsund i spędziłem tam miesiąc. Wtedy też po raz pierwszy zobaczyłem lodowiec. To był lodowiec szelfowy Hansa (Hansbreen) zakończony wielkim klifem w morzu. Widok jaki znamy z filmów przyrodniczych BBC. Oczywiście poszedłem na ten lodowiec i wtedy również po raz pierwszy zobaczyłem oczka kriokonitowe. Są to niewielkie zagłębienia wypełnione wodą z ciemnym osadem na dnie. To właśnie tam żyją niesporczaki lodowe. W 2013 po raz kolejny odwidziałem Spitsbergen, właściwie mogę śmiało powiedzieć, że zwiedziłem archipelag Svalbard. Nie starczyło mi finansowania z mojego własnego grantu, więc „zmontowałem” ekspedycję naukową, na którą złożyli się ornitolodzy z Gdańska, badający kolonie ptaków morskich, oraz hydrolodzy z Warszawy – ich interesowało zasolenie wody w fiordach na północy. Do kompletu dobraliśmy jeszcze dwójkę turystów, którzy chcieli wyruszyć na prawdziwą ekspedycję naukową. Ta wyprawa naprawdę się udała! Wtedy miałem okazję zebrać materiał z dwóch lodowców -  Waldemarbreen i Buchanbreen. Dotarło wtedy do mnie jakimi dynamicznymi ekosystemami są lodowce. To była niesamowita wyprawa, przekroczyliśmy 80 równoleżnik i dopłynęliśmy do najdalszych wysp Archipelagu Svalbard. Pamiętam, mogła być 1.00, 2.00 (był wtedy dzień polarny), Wysiedliśmy z łodzi, idziemy plażą i nagle docieramy do małej laguny, gdzie wylegują się morsy. Dziesiątki morsów, które chrapały, przepychały się - widok niesamowity! Zawróciliśmy na plażę, a tam na piasku zobaczyliśmy ślady misia polarnego, co oznaczało że on też tam był. Ciekawe uczucie. Na Spitsbergenie byłem jeszcze w 2016, całą wyprawę spędziłem na prowadzeniu eksperymentów na lodzie.

Był Pan również na Grenlandii?

Pojechałem tam we wrześniu 2015 roku. Celem podróży była czapa lodowa położona na południowo-zachodnim wybrzeżu. Dlaczego to miejsce? Wszyscy wyobrażamy sobie Grenlandię jako kontynent skuty lodem, ale oczywiście to nie do końca prawda. W wyniku zmian klimatycznych czapa lodu kurczy się, odkrywając surowe gleby lub skały, ustępując tym samym tundrowiskom. Z Kangerlussuaq (małego miasta) na lodowiec prowadzi najdłuższa na tej wyspie droga, ma jakieś 30 km. Można wypożyczyć tam rower i podróżować mijając po drodze piżmowoły czy renifery docierając wreszcie do największego magazynu wody słodkiej na półkuli północnej – czapy lodowej. Jesienna Grenlandia zachwyca paletą kolorów, to niezapomniane przeżycie. W trakcie tej wyprawy miałem też okazję spędzić noc na lodzie. Razem z przewodnikiem ruszyliśmy w głąb czapy lodowej wioząc na saneczkach cały potrzebny sprzęt do badań. To, co tam zobaczyłem krajobrazowo przypomniało planetę dra Manna z filmu „Interstellar”. Gdzie spojrzysz – ciemny lub jasny lód. Były też oczywiście oczka kriokonitowe, z których zebrałem materiały do badań. Część wyników już opublikowałem.   

Podobno marzy Pan o zdobywaniu również tropikalnych lodowców?

Tropikalne lodowce zginą w ciągu najbliższych kilkudziesięciu lat, niektóre nawet w perspektywie dekady, np. w paśmie Rwenzori w Ugandzie ostatni lodowiec zlokalizowany na wysokości 5100 prawdopodobnie zniknie za pięć lat. To samo lodowce na Kilimandżaro i na Mount Kenya, które przestaną istnieć w przeciągu 20 lat. Wraz z nimi tracimy szanse na poznanie bioróżnorodności tych niesamowitych tropikalnych zimnych wysp. Jeśli jest taka możliwość, proszę o przesłanie próbek osoby, które robiły badania na tropikalnych lodowcach. Chociaż tak naprawdę niewiele jest takich okazji. Prawie nikt tego nie bada. Z Puncak Jaya w Papui jest bardzo ciężko zdobyć materiał, z Kilimandżaro nie ma żadnych informacji. Z Ugandy jedna praca naukowców z Japonii z 2014 roku. Poprosiłem ich o materiał, który tam zebrali. Wysłali mi i okazało się, że mam z tego miejsca dwa nowe gatunki dla wiedzy. Oczywiście zbieram materiały nie tylko z terenów tropikalnych. Ostatnio np. udało mi się uzyskać, również od Japończyków, próbki z lodowców w górach Tien i Quilian. Wyniki mnie zaskoczyły. Okazało się, że niesporczaki, żyjące na tych lodowcach, mają niesamowitą zdolność dyspersji. W dwóch oddalonych od siebie o 1700 km siedliskach żyją te same pod względem morfologicznym i molekularnym gatunki. Obszar między lodowcami jest płaski, prawdopodobnie nigdy nie było tam platformy lodowej. Jest to klasyczny przykład hipotezy: everything is everywhere but environment select. Prawdopodobnie niesporczaki migrują z wiatrem i kiedy trafią w odpowiednie miejsce będą tam żyły. Nie znajdziemy ich w mchach, ponieważ są przystosowane do życia na lodzie. Ale oczywiście nie jest to reguła.

Jest pan naukowcem, podróżnikiem a może dziennikarzem?

Naukowca musi charakteryzować pewna pasja i ciekawość otaczającego świata, zwłaszcza w odniesieniu do własnych badań. I to chyba robię, poszukując niesporczaków na lodowcach. Czy jestem podróżnikiem? Cóż, każdy z nas nim jest, nawet jeśli za cel swojej podróży obiera Bieszczady czy okolice Poznania. A czy jestem dziennikarzem? Raczej nie. Lubię opowiadać o nauce, mam bloga, wypowiadam się np. na łamach prasy o swoich wynikach badań... Na tym przecież m.in. polega popularyzacja nauki.

Rozmowy Wydział Biologii