Trawa morska pozwala na pomiar wpływu zmiany klimatu na środowiska morskie
Globalne ocieplenie i postępujące zakwaszanie oceanów to dwa główne stresory środowiskowe, których występowanie jest powiązane ze zmianą klimatu. Występujące zarówno osobno, jak i w połączeniu czynniki sprawiają, że zamieszkujące oceany organizmy spalają większe ilości energii, aby przetrwać w coraz cieplejszych i coraz bardziej zakwaszonych oceanach, a w nadchodzących dziesięcioleciach sytuacja będzie ulegać stopniowemu pogorszeniu. Uczestnicy finansowanego przez Unię Europejską projektu SEAMET postanowili ustalić, w jaki sposób ekosystemy morskie zareagują na nadchodzącą zmianę klimatu, prognozowane na podstawie aktualnych scenariuszy. Badania skupiły się na poszukiwaniu odpowiedzi na dwa główne pytania – czy rośliny i związane z nimi organizmy żyjące w tych ekosystemach przetrwają, ponieważ są odporne na te stresory? Jeśli nie, jakie będą konsekwencje dla ekosystemów, których są częścią? „Skupiliśmy się na fizjologii traw morskich, które posłużyły za wskaźnik ich zdrowia oraz ich działania jako kompleksowego ekosystemu. Wybór ten był podyktowany faktem, że rośliny te są ważnym dostawcą usług ekosystemowych i charakteryzują się pewną wartością dla gospodarki”, wyjaśnia Nick Kamenos, koordynator projektu z ramienia Uniwersytetu w Glasgow w Zjednoczonym Królestwie. „Trawa morska jest wręcz idealnym systemem modelowym do oceny negatywnego wpływu czynników związanych z globalnymi zmianami klimatu na ekosystemy morskie”.
Dom wielu ryb, ptaków i bezkręgowców
Badana roślina, będąca podstawą wielu siedlisk, stanowi dom dla różnorodnych organizmów morskich, wspomaga proces recyklingu składników odżywczych i poprawia jakość wody. Ekosystemy przybrzeżne zdominowane przez trawy morskie zajmują powierzchnię blisko 40 milionów hektarów i stanowią naturalne obszary wychwytujące i magazynujące wytwarzany przez człowieka dwutlenek węgla z atmosfery i oceanów. „Nasi badacze dokonali opracowania globalnego stanu traw morskich, dobierając w tym celu szereg stanowisk badawczych posiadających pewne cechy, dzięki których mogły posłużyć za reprezentatywne przykłady stanu oceanów przyszłości”, dodaje Kamenos, który przeprowadził swoje badania dzięki wsparciu działania „Maria Skłodowska-Curie”. „W ramach wykonanych badań naukowcy zmierzyli cechy fizjologiczne traw, w tym wydajność fotosyntezy, aby sprawdzić w ten sposób, jak radzą sobie w danych warunkach”. Wybrane obszary badawcze znajdowały się zarówno na terenie Europy (we Francji, w Portugalii i Szkocji), w Afryce Wschodniej (wyspa Réunion) i w Meksyku, dzięki czemu obejmowały oceany Atlantycki, Spokojny i Indyjski, a także Morze Śródziemne. Pomimo że badacze skupiali się na trawie morskiej z gatunku Zostera marina, w badaniach doświadczalnych oraz w pracach terenowych zostały także wykorzystane dwa inne gatunki (Cymodocea nodosa i Syringodium isoetifolium). Zespoły badawcze z Glasgow nawiązały w tym celu współpracę z naukowcami z Francji, Meksyku i Portugalii.
Połączone badania laboratoryjne i terenowe
„Wszystkie przeprowadzone doświadczenia obejmowały dwa główne czynniki środowiskowe wynikające ze zmiany klimatu, czyli wzrost temperatury i stężenia dwutlenku węgla, prowadzące do zakwaszania oceanów. Wzięliśmy także pod uwagę równoleżnikowe gradienty klimatyczne i inne czynniki środowiskowe”, mówi Kamenos, który uzyskał tytuł doktora biologii morskiej na Uniwersytecie w Londynie. Badane rośliny były zbierane przez nurków. Następnie naukowcy przeprowadzali doświadczenia polowe przy pomocy specjalnie zaprojektowanego urządzenia do pomiaru ilości tlenu wytwarzanego w procesie fotosyntezy”. „Dane zgromadzone w ramach projektu SEAMET stanowiły cenne źródło informacji na temat zdolności trawy morskiej do przystosowania się do zmian, które zajdą w oceanach w niedalekiej przyszłości. Te informacje są kluczowe zarówno dla naukowców, jak i dla decydentów politycznych, ponieważ siedliska trawy morskiej odgrywają niezwykle ważną rolę – są bowiem morskimi magazynami dwutlenku węgla, a dodatkowo służą jako bufory zakwaszania oceanów”, podsumowuje Kamenos. Badacz zwrócił uwagę na kolejne osiągnięcie projektu, czyli opracowanie „równoleżnikowego gradientu odpowiedzi”. Opracowany w ramach projektu wskaźnik pozwala na zaobserwowanie, w jaki sposób poszczególne próbki traw morskich zareagowały na różne zmiany temperatury oraz zmianę klimatu, w zależności od szerokości geograficznej, na której się znajdują. Projekt ponadto wpisuje się w działania na rzecz realizacji nowej europejskiej strategii ochrony różnorodności biologicznej, z racji tego, że siedliska trawy morskiej są uważane za ważne elementy różnorodności biologicznej.
Słowa kluczowe
SEAMET, dwutlenek węgla, zmiana klimatu, ekosystemy morskie, biologia morska, zakwaszanie oceanów, trawa morska, stresory, temperatura