Na Arktyce wyrasta bujna dżungla sięgająca kolan, ale ocieplenie klimatu przekształca tę miniaturową „szklarnię” naszej planety.
Bez wysokich drzew sięgających nieba tundra na obszarze North Slope w Alasce może sprawiać wrażenie jałowej pustyni.
REKLAMA
REKLAMA
Ale z bliska „tundra jest trochę jak dżungla” – mówi Adam Bloom, student biologii roślin na Florida Atlantic University. Z bliska ta bujna arktyczna „dżungla” sięga jednak najwyżej około 25 cm.
Jeszcze kilka tygodni temu miękka, gąbczasta gleba była zamarznięta na kamień. Teraz na North Slope wyrastają sięgające kolan karłowate brzozy i niskie, ale efektowne rododendrony. North Slope to rozległy, słabo zaludniony obszar bez drzew, ciągnący się od Gór Brooks aż po Ocean Arktyczny.
Przez stulecia arktyczne zimno sprawiało, że rośliny pozostawały niewielkie – jak w domku dla lalek, gdzie wszystko jest miniaturowe. To ekstremalne środowisko od dawna daje badaczom wyjątkowe spojrzenie na to, co sprawia, że rośliny rosną – wiedzę, którą trudno byłoby zdobyć gdzie indziej.
Dziś jest dla nich jednym z najcenniejszych okien na świecie, pokazujących, jak zmiany klimatu wpływają na roślinność. Arktyka ociepla się bowiem cztery razy szybciej niż reszta Ziemi, zwłaszcza zimą.
Na przykład naukowcy z Toolik Field Station, 320 kilometrów na północ od koła podbiegunowego, badają, czy rośliny narażone na tak surowe warunki ewoluują w kierunku konkurencji, czy współpracy między sobą.
Badania pokazują, że im zimniej i im dalej na północ w Arktyce, tym mniejsza jest roślinność. Przyczyn jest kilka, ale najważniejsza to wyjątkowo trudne warunki zimą. Wszystko, co wystaje ponad cienką, izolującą warstwę śniegu, jest bardziej narażone na uszkodzenia przez mróz i wiatr albo na zjedzenie przez dzikie zwierzęta – mówi ekolożka roślin Anne Bjorkman z Uniwersytetu w Göteborgu.
Dodatkowo zamarznięta wieczna zmarzlina nie pozwala korzeniom sięgać zbyt głęboko – dodaje.
Alaska coraz bardziej zielona wraz z ociepleniem klimatu
Zimno jednak słabnie, a miniaturowe rośliny się wyciągają. Ta część Alaski jest dziś o około 2,7 stopnia Celsjusza cieplejsza (źródło w Angielski) niż 40 lat temu, głównie z powodu spalania węgla, ropy i gazu.
„Rośliny, które już tu rosną, stają się wyższe” – mówi Bjorkman i dodaje, że w przyszłości prawdopodobnie będą rosły jeszcze bardziej.
A tundra robi się coraz bardziej zielona. Część prowadzonych tu długoterminowych badań „stara się zrozumieć, co decyduje o tym, jak bardzo rośliny rosną, co wpływa na intensywność zieleni” i jak to wszystko się zmienia – mówi ekolog z Uniwersytetu Columbia, Duncan Menge.
Tymczasem pojawiają się wyższe rośliny, które wcześniej nie byłyby w stanie przetrwać w takim zimnie – dodaje Bjorkman.
Ten proces, zwany „zakrzewianiem” tundry, może przyspieszać ocieplenie, ponieważ rośliny inaczej zatrzymują ciepło – wyjaśnia ekolożka roślin z Uniwersytetu Kolorado, Sarah Elmendorf. Korony wyższych, ciemniejszych krzewów wystają ponad śnieg i pochłaniają więcej energii słonecznej niż biała pokrywa śnieżna, która odbija ciepło.
„To z pewnością jeden z najważniejszych śladów zachodzących zmian, które możemy dostrzec” – podkreśla.
Ciemniejsza tundra, która pochłania więcej promieniowania, jest „jednym z głównych powodów tego, co nazywamy arktycznym wzmocnieniem ocieplenia, powodującym przyspieszenie zmian klimatu”, zwłaszcza w Arktyce – mówi Menge.
Krzewy zatrzymują też więcej śniegu. Ta warstwa śniegu ogrzewa glebę pod spodem i pozwala mikroorganizmom zimą uwalniać więcej metanu – gazu cieplarnianego – tłumaczy Elmendorf. Dodatkowa zieleń, którą wnoszą wyższe rośliny i krzewy, może częściowo to zrekompensować, pochłaniając więcej dwutlenku węgla – dodaje.
Rozrastające się kępy wierzb najwyraźniej dają rzekom więcej cienia i zmieniają ekologię ryb, owadów oraz ptaków – wynika z obserwacji Chrisa Neilla i Lindy Deegan z Woodwell Climate Research Center. Prowadzą oni wieloletnie badania, aby sprawdzić, czy ekosystem potrafi się przystosować, a nawet ewolucyjnie zmienić, by poradzić sobie ze stresem związanym ze zmianą klimatu. Jeśli tak się dzieje, daje to nadzieję na przetrwanie części najbardziej kruchych arktycznych ekosystemów – podkreśla Deegan.
Lupa pomaga docenić mikroskopijne rośliny
„Drobne zmiany w tej małej dżungli robią ogromną różnicę” – mówi Jake Francis, profesor Florida Atlantic University, badając drobną roślinność pod stopami podczas swojej pierwszej wyprawy w Arktykę.
Jak mówi, w jego rodzinnej Florydzie duże drzewa robią wrażenie i zachwycają ludzi, bo łatwo je dostrzec. Tutaj, na miękkich kępach roślin wokół jeziora Toolik – gąbczastych kępach wystających w górę, przez które każdy krok grozi skręceniem kostki – Francis zwraca uwagę: „Mamy tu trzy lub cztery gatunki roślin kwitnących. Mamy mchy. Mamy wątrobowce i znów to samo: warstwy rosnące na roślinach, na roślinach, na roślinach. Tylko że ta przyroda na nas nie krzyczy”.
„Trzeba się pochylić, zatrzymać i popatrzeć” – mówi Francis. „Można przejść tuż obok i w ogóle tego nie zauważyć. I właśnie to jest dla mnie fascynujące”.
Co pomaga roślinom przetrwać: konkurencja czy współpraca?
Te rośliny rywalizują o słońce, składniki odżywcze, wodę, a przede wszystkim o zapylanie w tym surowym środowisku z ograniczonym, ale bardzo intensywnym światłem. Francis wraz ze studentami sprawdza, czy jest tu więcej współpracy, niż długo zakładano, zakładając bezwzględną walkę o przetrwanie. Zespół Francisa koncentruje się na konkretnej roślinie pasożytniczej – arctic lousewort – która, jak sądzą badacze, ma niesłuszną opinię. Roślina ta podłącza się do korzeni pobliskich gatunków, by wysysać z nich substancje odżywcze.
Owszem, to wampir, który wysysa zasoby z sąsiadów. Doktorant Jonathan Carcache wysuwa jednak hipotezę, że lousewort pomaga sąsiadującym roślinom równie mocno, jak im szkodzi. Jego efektowny pęd fioletowych kwiatów przyciąga uwagę nielicznych tutejszych trzmieli „niczym billboard reklamujący zapylanie” – mówi. A kiedy ten tak pożądany trzmiel przylatuje, zapylone zostają wszystkie rośliny w okolicy.
Aby sprawdzić swoją hipotezę, Carcache i Bloom sami wcielają się w rolę pszczół. To żmudne, trudne zadanie, które dzielą między sobą. Bloom za pomocą pęsety usuwa męskie części kwiatów, a potem w laboratorium wykorzystuje mechaniczne urządzenie, by wytrząsnąć pyłek. Każdej nocy zajmuje mu to kilka godzin, a efekt to mniej niż łyżeczka mikroskopijnych ziaren pyłku.
Potem pracę kończy Carcache, leżąc na brzuchu na ziemi i starając się nie zgnieść żadnej z badanych roślin. Ma na głowie siatkę i rękawice nitrylowe, które chronią go przed chmurami komarów, a pyłek nanosi za pomocą pędzelka dokładnie na żeńskie części okolicznych wrzosów.
Wykonując pracę pszczół, Carcache i Bloom liczą, że uda im się ustalić, czy rośliny rosnące wokół pasożyta są zapylane częściej niż te dalej od niego. Jeśli tak, oznaczałoby to uczciwą wymianę, a nie tylko wykorzystywanie innych gatunków przez jedną roślinę.
W obliczu arktycznych stresów naukowcy na nowo przemyślają założenie, że całe życie to bezlitosna rywalizacja, w której są zwycięzcy i przegrani. Jak mówi Francis, być może ważniejszy jest tu mutualizm, czyli współpraca gatunków roślin po to, by wszyscy przetrwali – jak w przypadku lousewort i jej sąsiadów.
„Byłoby wspaniale, gdyby ludzie potrafili zachowywać się tak samo” – dodaje Francis.